于桥水库水质富营养化评价及防治对策研究

卞少伟，陈 晨，王秋莲，姜 伟，梅鹏蔚＊

（1.天津市环境监测中心，天津 300191；2.天津市环境保护科学研究院，天津 300191）

于桥水库水质富营养化评价及防治对策研究

卞少伟1，陈 晨2，王秋莲1，姜 伟1，梅鹏蔚1＊

（1.天津市环境监测中心，天津 300191；2.天津市环境保护科学研究院，天津 300191）

采用水质单因子评价法和综合营养状态指数（TLI）对天津市于桥水库2015年水质监测结果进行分析评价，结果表明：采用单因子评价法，2015年于桥水库整体水质为Ⅴ类，主要超标因子为总氮和总磷；综合营养状态指数表明水库整体呈轻富营养状态，TLI数值在54.2～59.1之间；针对目前于桥水库水质的实际情况，在未来水库治理措施及工作重点上提出了相应的建议及对策。

于桥水库；水质评价；富营养化；污染防治

引滦入津工程是我国第一个大型跨流域调水工程，工程于1982年5月11日开工，1983年9月11日建成通水。引滦入津输水工程通水后，于桥水库作为中转调蓄水库成为天津市人民生活用水及工农业用水的主要来源。

随着于桥水库上游潘家口水库沿途迁西、遵化等地区工业、农业、城市迅速发展和人口高度集中，排入库内的大量工业和生活污水不断增加，水库周边的污染使汇入水库的氮磷等营养物质不断增多，于桥水库水体水质富营养化趋势加剧。每年夏秋季节水库水体中可观测到明显的蓝藻颗粒物，并有零星的片状、丝状或带状藻类分布，尤其在7月～9月，局部区域浮游植物细胞密度可达1.0亿个/L以上，已具备水华暴发条件。因此，有必要研究于桥水库水环境富营养化状况，并提出相应的防治措施，为未来于桥水库生态修复和污染治理提供基础研究资料。

1 样品采集及分析

1.1 采样点布设

2015年4～12月根据于桥水库的汇水特点，兼顾水源地水质监测点的分布，本次调查在上游河流入库处（1#）、水库中心（2#）、水库出口（3#）、北岸（4#）和南岸（5#）共选择5个采样点（见图1），每月采样1次，现场采样质控参照相关技术规范[1]中的要求开展。

图1 采样点分布

1.2 环境因子测定

透明度（SD）用塞奇氏盘测定；pH值用多功能水质分析仪WTW Multi 340来测定；总氮（TN）、总磷（TP）、化学需氧量（CODMn）、叶绿素a（chlorophyll a）等参照《水和废水监测分析方法》[2]测定。

1.3 评价方法

水质评价按照《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002） 的要求；水体营养状况按照《地表水环境质量评价办法（试行）》（环办[2011] 22号）的要求。

2 于桥水库水质富营养化评价结果分析

2.1 水质状况

2015年，于桥水库水体水质年均值各点位的监测值见表1。由表1可知，于桥水库水体的TN含量在0.95～3.05 mg/L之间，平均值为1.51 mg/L，超过地表水Ⅳ类水质标准；TP含量在0.06～0.09 mg/L之间，平均值为0.09 mg/L，超过地表水Ⅲ类水质标准；CODMn含量在5.0～5.4 mg/L之间，平均值为5.2 mg/L，为地表水Ⅲ类水质标准。按照《地表水环境质量评价办法（试行）》中水质定性评价分级的标准，于桥水库整体水质状况为中度污染，其中1#点位在上游来水汇合处，水质最差，其中CODMn、TN和TP浓度均为最高。由此可见，水库对上游来水有一定的净化作用，其中TN浓度的净化作用最为明显，水库出口3#点位TN浓度最低。经与历史数据比较[3]，总氮、总磷浓度的升高是造成于桥水库水质类别下降的主要原因。

2.2 营养状态

由表1可知，2015年，于桥水库TLI值在54.2～59.1之间，平均值为55.6，说明于桥水库整体水体的营养状态达到轻度富营养水平，5个监测点位的富营养化程度依次为1#＞4#＞3#=5#＞2#。从水体整体流向来看，入库＞出库＞库中心；从具体数据来看，1#点位TLI值最高为59.1，营养状况最为严重，已接近中度富营养限值，这主要与上游来水水质较差，大量营养盐随输水进入水库有关。其余点位营养状况为轻度富营养，但TLI值均低于1#点位。通过与历史数据相比[4]，于桥水库整体营养状态高于往年，达到轻度富营养状态，已具备水华暴发的营养条件。

表1 于桥水库水质及富营养状况

3 于桥水库水质富营养化原因分析

3.1 源头来水的影响

引滦入津工程作为我国20世纪的重大跨省际调水工程，河北省的潘家口水库与大黑汀水库为引滦入津工程的源头和主要输水水库。经现场调查，潘家口水库与大黑汀水库库区内网箱密布，水面基本被网箱养殖所覆盖。有报道和研究表明[5-6]，潘、大水库目前有各类网箱5万多个，年产鱼量8万～10万t，而网箱养鱼过程中投放的饵料和产生的鱼类粪便会沉在水底，导致氮磷含量升高，加剧水库富营养化。据相关调研报告显示[7]，仅大黑汀水库每年网箱养殖饵料和排泄物中总氮、总磷排放量占水库总污染负荷的近1/3。此外，依托资源优势库区周边的旅游业快速发展，在水库周围随处建有旅馆和旅游度假村，同时以燃油游艇为代表的流动源污染问题显现，对水库水质造成了一定的影响。

3.2 库区周边面源的影响

于桥水库面积较大，临近库区仍然分布着村落。调查显示[8]，涉及库区水面的乡镇7个，共160个村庄，13.7万人，有耕地0.86万hm2（12.9万亩），林地0.56万hm2（8.4万亩），园地1.03万hm2（3.1万亩）；与水库水面密切接触的共计111个村庄，约9.1万人，有耕地0.65万hm2（9.8万亩）、林地0.49万hm2（7.4万亩）、园地0.17万hm2（2.6万亩）。水库沿线的农田径流、畜禽养殖和农村生活污水是水库周边面源污染的主要原因。当雨季来临，水量较大时，农药化肥残留、畜禽粪便、固体废物、生活污水等可能会随着地表径流进入水库，直接影响于桥水库水质状况。

3.3 水库底质的影响

因上游来水水质较差，2015年引滦引水量少于往年，导致于桥水库水体深度相对较浅，阳光的穿透性较好，水温较高[9]，底泥中营养物质易于释放。水库中多年积累的污染物质，受风浪和水温影响，底泥被搅动，悬浮物被快速释放，含氮、磷的营养物质进入水体，为藻类爆发性生长提供营养物质，造成于桥水库水体富营养化程度进一步加重。

4 于桥水库水质富营养化对策

将“绿色流域建设”思路应用在于桥水库饮用水源地环境保护与污染防治的工作中，立足于流域层面，针对于桥水库饮用水水源地主要问题及成因，实施流域系统管理，构建绿色、生态、文明的于桥水库流域，才能有效改善水环境，保障水库水质安全。

4.1 保障清水入河入库

根据《中华人民共和国水污染防治法》，禁止在饮用水水源一级保护区内从事网箱养殖、旅游、游泳、垂钓或者其他可能污染饮用水水体的活动。作为下游天津市饮用水来源，潘家口水库与大黑汀水库面临严重的污染问题，其根本在于未进行保护区划分[5]，导致未能依法对国家重点饮用水源地开展环境保护和污染防治工作。因此，河北省进行潘家口水库与大黑汀水库的保护区划分工作是当前引滦水源环境保护和污染防治工作的首要任务，也是解决源头污染的关键环节。

对于引滦水源的保护，除了保障引水源头水质优良外，输水沿线的安全状况也是保障水质的重要环节。为了保障天津市饮用水安全，应在输水沿线实施综合治理措施。积极争取国家部委资金，在输水沿线黎河下游开展湿地生态系统建设，恢复生态空间，开展生态功能修复，使河道输水条件与河道两岸生态环境得到改善，最终实现清水入河、清水入库。

4.2 建立生态补偿机制

努力从规划、管理、监测、考核、协调等方面着手，推动天津市、河北省研究建立一套系统的跨省流域水环境保护机制，通过经济手段[10]，调节引滦水源在流域上下游之间生态环境保护的相关利益方经济利益关系，以公平分配相关各方环境保护责任。在国家的指导和支持下以流域跨省界断面水质为依据，结合年度任务考核指标，流域上下游省份通过协议形式明确各自职责和义务，加强统筹规划，实施有利于水质的改善和生态环境保护的流域生态补偿机制。同时，健全生态保护激励约束机制，使保护者真正享受到生态保护的成果。

4.3 利用生物操纵法

利用水生生物[11-13]对水草和藻类的捕食或竞争的生物操纵的方法，可以在抑制藻类大量繁殖的同时，减轻水体营养状态。主要的做法为选用本地经济类水生植物如慈姑、茭白、菱角等在水库内进行适量的种植；在投放鱼苗的过程中，可适当选择以食草和食藻的鱼类，包括我国常见的鲢鳙鱼、草鱼等。然后通过每年适时对水生植物和放养鱼类进行收割和收获可将水库内氮、磷等营养盐转移至水库外，从而消减营养盐负荷的积累和释放，防止二次污染和营养盐的再次释放。

4.4 扩展宣传教育渠道

以“宣传引导、群众参与、工程配合、优美环境”等为主题，开展宣传教育活动，利用电视台、网站、微信和微博等渠道开展科普宣传活动、播放公益广告，提高群众参与生态环境保护的积极性。同时，耐心细致做好水库周边群众工作，加强饮用水水源保护宣传教育，争取群众理解和支持。引滦思源，提升群众饮用水水源保护意识。

[1]环境保护部.HJ 494-2009水质采样技术指导[S].北京：中国环境科学出版社，2009.

[2]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].4版.北京：中国环境科学出版社，2002.

[3]李玉英，侯任合.于桥水库富营养化趋势及成因[J].水利水电技术，2001，32（8）：61-63.

[4]徐媛，谢汝芹，卢蔚，等.于桥水库富营养化评价及空间分布特征研究[J].水资源与水工程学报，2014，25（1）：1-6.

[5]王燕，邢海燕，赵恩灵，等.潘家口、大黑汀水库水污染现状及治理措施浅析[J].海河水利，2016（3）：17-19.

[6]汤叶涛，贾后磊，温琰茂，等.网箱养殖对水环境的影响[J].水利渔业，2003，23（1）：46-48.

[7]王立明，刘德文.网箱养鱼对潘家口水库水质的影响分析[J].河北渔业，2008（6）：42-44，49.

[8]郝宝华.于桥水库生态环境保护方案效益评估研究[D].天津：河北工业大学，2014.

[9]丛海兵，黄廷林，李创宇，等.于桥水库沉积物内源污染特性研究[J].水资源保护，2006，22（4）：20-23，61.

[10]王金南，董战峰，程翠云，等.建立国家环境质量改善财政激励机制[J].环境保护，2016，44（5）：37-40.

[11]于光金，商博，王桂勋，等.济宁南四湖水质富营养化评价及防治对策研究[J].中国环境管理干部学院学报，2013，23（6）：54-56.

[12]胡秀琳，廖日红，孟庆义，等.鲢鱼放养控制北京城市河湖水华试验研究[J].环境工程学报，2007，1（11）：29-35.

[13]罗虹.沉水植物、挺水植物、滤食性动物对富营养化淡水生态系统的修复效果研究[D].上海：华东师范大学，2009.

（编辑：程 俊）

Research on Eutrophic Evaluation and Control Measures for Yuqiao Reservoir

Bian Shaowei1,Chen Chen2,Wang Qiulian1,Jiang Wei1,Mei Pengwei1*
（1.Tianjin Environment Monitoring Center,Tianjin 300191,China; 2.Tianjin Academy of Environmental Sciences,Tianjin 300191,China）

Evaluated Yuqiao reservoir eutrophication in 2015 through analysis on the water quality data with single factor water quality evaluation method and the trophic level index(TLI) method.The results showed that∶(a)By the Single factor evaluation,the results showed that the comprehensive water quality classification of Yuqiao reservoir was V.The main exceeding standard factors were Total Nitrogen(TN)and Total Phosphorus(TP).(b)The eutrophication status of Yuqiao reservoir was lightly-eutrophicated and its value was from 54.2 to 59.1.Considering actual conditions,several suggestions were put forward for treatment and future research.

Yuqiao reservoir,water quality assessment,eutrophication,pollution prevention

X824

A

1008-813X（2016）06-0047-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2016.06.12

2016-10-26

环保部水污染综合防治《饮用水水源环境状况评估与管理项目》（2016-HB-024）

卞少伟（1986-），男，黑龙江依兰人，毕业于东北林业大学水生生物学专业，工程师，主要从事水环境监测及水生生物分类鉴定工作。

*通讯作者：梅鹏蔚（1979-），男，天津人，毕业于南开大学环境科学专业，高级工程师，主要从事水环境监测及管理工作。