黑龙滩水库污染源及水质演变趋势分析

周文波，陈亚平，田庆华，岳艾儒，张 悦

(1四川省环境保护科学研究院，成都 610041;2四川省环保科技工程有限责任公司，成都 610041)

水库是介于河流和护坡之间的半人工水体，是人类水资源利用的重要手段［1］。随着全国大江大河污染的日益加剧，水质性缺水现象越来越突出，水库作为区域性饮用水源的地位日显重要［2］。然而，水库和天然湖泊一样，面临着不同程度的富营养化现象［3］。通常湖泊富营养化的自然演变过程极其缓慢，往往需要几百年的时间，但由于人类活动的介入，富营养化发展进程迅速，水库因生命周期更短且易受生物非生物因素影响，其受人为因素的影响较天然湖泊更为严重。

黑龙滩水库地处中国西南盆地丘陵区，属长江流域的岷江水系，是建国以来四川省兴建的第一座以引蓄都江堰水源为主的大型囤蓄水库，同时兼顾眉山市、仁寿县300万人口饮用水源地功能。近来年，黑龙滩水库由于其周边经济发展、观光旅游业的兴起以及农业面源的污染，有向富营养化发展的趋势［4］。本研究以黑龙滩水库为研究对象，根据黑龙滩水库污染源调查、水质现状以及变化趋势分析，探讨水库富营养化的潜在威胁因子，以期为此类水库的富营养化预防和治理提供依据。

1 水库污染源调查

2013年8月，四川省环科院对黑龙滩水库进行污染源现状调查，根据调查结果，黑龙滩水库保护区内无工业污染源，集中式饮用水源的一级保护区内无违章建筑物，主要污染来源为库区流域面源污染、点源污染以及东风渠源水。污染源结构表见表1，污染负荷见表2。

表1 水库污染源结构Tab.1 Structure of reservoir pollution source

由表1可知:面源污染包括农村面源 (生活污水、生活垃圾)、分散畜禽养殖、径流 (农村、城镇)、大气污染、水土流失等;点源包括旅游污染 (农家乐污水、船舶污染)、规模化畜禽养殖、城镇生活污水以及垃圾等，黑龙滩水库供水渠道东风渠流经视高镇、兴盛镇、里仁乡和清水镇4个乡镇，主要考虑源水本底值、水产养殖、生活污水、生活垃圾、径流和水土流失带来的污染负荷。

表2 水库污染源负荷Tab.2 Load of reservoir pollution

图1 水库污染源比例饼图Fig.1 Proportion of reservoir pollution source

由表2可知，点源CODCr输入最多，占CODCr输入量的64%;NH3-N和TN的输入则按面源、点源、东风渠顺序递减;TP的输入则是源水影响最大，东风渠来水TP输入占比为12%。

将主要污染源按污染物单项所占比例作图，由图1可知，在调查的所有污染源中，农村面源、东风渠引水、旅游污染、规模化以及分散养殖为主要污染源，主要污染源的污染物CODCr、NH3-N、TN和TP均占污染物总量的93%以上。

结合表1、表2和图1可知，面源污染主要集中在农村面源和分散畜禽养殖两方面;点源污染主要为旅游污染的农家乐废水以及规模化畜禽养殖两方面;同时，东风渠来水污染负荷也对黑龙滩水库水质也有一定影响。

2 水质状况分析

2.1 水质现状分析

水环境现状分析数据来自2012年眉山市环境监测站和仁寿县环境监测站对黑龙滩水库的水质监测报告。以《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002)为评价标准，监测指标CODMn、TN、TP为分析对象，采用单因子分析方法对黑龙滩水库水质现状进行评价，并在监测数据的基础上，选取污染因子叶绿素a(Chla)、总磷 (TP)、总氮 (TN)、透明度 (SD)、高锰酸盐指数 (CODMn)进行综合富营养化指数 (TLIc)计算，根据计算结果判断水体富营养化程度。

由图2可知:2012年CODMn在3月～9月处于Ⅲ类水平，其余月份为Ⅱ类;TN全年在Ⅰ～Ⅱ类之间波动;TP在4月和9月出现峰值，为Ⅲ类，其余月份为Ⅱ类;水库富营养状况较为稳定，TLIc在9月出现峰值，但未达到富营养，全年处于中营养状态。黑龙滩水库的主要超标因子为CODMn和TP，主要超标时段:CODMn为3月～9月，TP为4月和9月。

结合污染源调查结果和水质现状分析来看:造成CODMn超标的主要因素可能为农村面源污染，3月～9月正好处于农业种植期和畜禽养殖期，农业化肥施用以及畜禽养殖排污等产生的污染物致使CODMn此时段高于全年平均水平［5］;而造成TP季节性偏高的原因可能为东风渠引水和旅游污染，4月为东风渠引水灌溉时间，水库水量波动较大，来水TP较高，另外，9月为黑龙滩风景区旅游旺季，大量旅游人口爆炸式增加，排污现象较为严重，造成TP超标，这一现象也可从TN全年在9月出现峰值看出规律。

图2 2012年水质现状Fig.2 Water quality status of 2012

2.2 水质变化趋势分析

根据眉山市环境监测站和仁寿县环境监测站2004年～2012年连续8年黑龙滩水库的水质监测报告数据，选取主要超标因子CODMn和TP 2项监测指标做年均值处理，进行黑龙滩水库水质变化趋势分析。由图3可知:2004年CODMn和TP都为Ⅲ类，在2006年黑龙滩水库取缔网箱养鱼后，水质逐渐好转，2006年～2012年，两项指标均为Ⅱ类。随着近年来黑龙滩周边畜禽养殖业的发展以及观光旅游业的兴起，CODMn开始有回升趋势，若不加以控制和合理规划，将对黑龙滩水库造成一定影响。

图3 2004年～2012年CODMn、TP趋势Fig.3 Trend chart of 2004 ～ 2012′s CODMn，TP

2.3 富营养化演变趋势

根据眉山市环境监测站和仁寿县环境监测站2004年～2012年连续8年黑龙滩水库的水质监测报告数据，采用综合营养状态指数法［6］对黑龙滩水库近年来的营养状态变化趋势进行分析，结果见图4。

图4 2004年～2012年富营养化演变趋势图Fig.4 Eutrophication evolution trend of 2004 ～2012

由图4可知:黑龙滩水库营养状况从2004年基本处于贫营养状态转变到2006基本处于中营养状态，随着2006年网箱养鱼的取缔，2008年的TLIc值有一定程度下降，但由于农村面源、畜禽养殖以及观光旅游业的影响，2010年TLIc大幅升高，全年均处于中营养状态。黑龙滩水库自2010年开始实施水源地保护措施，对库区附近实现污水、垃圾集中处理，到2012年已初见成效，TLIc有所降低，但仍处于中营养状态。

从营养盐年间变化来看，近年TLIc均在9月出现峰值，结合污染源调查结论分析，大致有以下几个方面影响因素:

(1)点源:每年7月～9月为黑龙滩旅游旺季，旅游人口的增加，导致生活垃圾和生活污水量增加，从而引起水质变差;

(2)面源:7月～9月为农业收获季节，农业大量废物秸秆进入水体，也是水质变差的一大因素;畜禽养殖的周期对水质也有较大影响，畜禽粪污的产量和生长期有密切关系，不同生长期的畜禽粪污进入水体，会对水质环境造成不同影响。

黑龙滩水库面源污染、旅游污染、畜禽污染在一定程度上造成了水质恶化，若不加以控制，将对眉山市区、仁寿县、井研县近300万人民的饮用水安全造成影响。

3 结论与对策建议

3.1 根据污染源现状调查，黑龙滩水库面源污染主要集中在农村面源和分散畜禽养殖两方面;点源污染主要为旅游污染的农家乐废水以及规模化畜禽养殖两方面;同时，东风渠来水污染负荷也对黑龙滩水库水质也有一定影响。

3.2 2012年黑龙滩水库水质在Ⅰ～Ⅱ类之间波动，时有月份达到Ⅲ类标准，主要超标因子为CODMn和TP。主要超标时段:CODMn为3月～9月，TP为4月和9月。

3.3 黑龙滩水库水质在2006年网箱养鱼取缔后，逐渐趋于好转，但CODMn在2010年后因旅游事业的发展和分散畜禽养殖产业的成长有上升趋势，且旅游业发展与水质污染加重呈正相关性。2006年～2012年年均CODMn和TP均为Ⅱ类。

3.4 近8年黑龙滩水库营养盐指数整体处于上升趋势，目前稳定在中营养状态，鉴于黑龙滩水库水体的脆弱性和不可恢复性，必须高度重视黑龙滩水库流域的富营养化进程，采取有力的控制手段，持续改善现有水质和营养状态。

3.5 针对目前黑龙滩水库水环境特点和污染源分布情况，库区大量高效分散式污水处理装置的增加或许对黑龙滩水库库区污染防治和水质持续改善有一定帮助。

［1］ 卢碧林，严平川，田小海，等.湖北省主要大中型水库富营养化状况及特征分析［J］.长江流域资源与环境，2012，21(5):634-640.

［2］ 曹溪禄.孤东水库水体富营养化评价及生态控制研究［J］.环境科学，2011，32(4):990-994.

［3］ Gonzlez E J，Ortaz M，Peaherrera C，et al.Physical and chemical features of a tropical hypertrophic reservoir permanently stratified［J］.Hydrobiologia，2004，522(1-3):301-310.

［4］ 施为光，陈达平.黑龙滩水库氮磷平衡与富营养化评价［J］.长江流域资源与环境，2002，11(2):171-173.

［5］ 高永霞，朱广伟，贺冉冉，等.天目湖水质演变及富营养化状况研究［J］.环境科学，2009，30(4):673-678.

［6］ 中国环境监测总站.湖泊水库富营养化评价方法及分级技术规定［M］.北京:中国环境科学出版社，2011.