汾河水库水源地保护与治理对策探讨

冯慧春

（山西省汾河水库管理局 山西太原 030302）

1 水源地概况

1.1 汾河水库概况

汾河水库是一座以防洪、农业灌溉、工业及城市供水为主，兼顾发电、旅游、养殖的大型水利枢纽工程。位于汾河上游太原市娄烦县境内，距汾河源头122 km，距省城太原市83 km，水库控制流域面积5 268 km2，总库容7.33亿m。3工程于1958年 7月动工兴建，1961年投入运行。目前仍是我省最大的水库，经多年加固改造，现达100年一遇洪水设计标准，2000年一遇洪水校核标准。大坝坝高61.4 m，坝长1 002 m，用水中填土法修筑，为同类坝型中世界最高坝。

2003年以来，汾河水库作为引黄调蓄水库，每年向太原市供应生活饮用水1亿m3左右。水库建成运用50多年来，充分发挥多年调节作用，在防洪、灌溉、工业及城市供水、发电、养殖、生态等方面发挥了显著的效益，为全省经济和社会发展做出了重大贡献。

1.2 水源地建设情况

汾河水库作为山西省最大的地表饮用水水源地，2012年被国家环保部、财政部列入国家良好湖泊生态环境保护试点湖库之一，2013年被纳入国家良好湖泊建设示范区，并被纳入国家重点支持江河湖泊动态名录的15个湖泊名单中。

自1988年以来，流域范围内四县已开展了大量的水土保持工程建设。主要针对入库河流河道两侧、汾河水库库周实施了水土保持工程与水源涵养林建设等治理工程，全力改善汾河水库泥沙淤积及生态环境问题。治理项目主要有：汾河水库环库柳树林带89hm2，环库生态林带482 hm2，环库经济林带513 hm2。娄烦县完成了涧河人工湿地水质改善工程建设；实施了危险化学品车辆重点监控工程，在汾河水库周边8个主要路口安装了危险品车辆监控系统；完善了库周防护网工程建设；库区塌岸部分得到治理。山西省环境保护厅不定期组织流域内所辖三市太原市、吕梁市、忻州市开展汾河水库及引黄沿线环境集中督查和整治工作，加大执法检查力度。汾河水库管理局起草了《山西省汾河水库水源地保护条例》，并争取在省人大通过进行立法保护。

2 水源地存在问题

2.1 汾河干流、岚河不能达到地表水环境要求

3条入库主要河流中涧河达到地表水环境要求，汾河干流娄烦段水质差，主要超标污染物为总氮、总磷、氨氮、BOD、类大肠菌群5项指标。其中，总氮超标最为明显，超标倍数在2～3倍之间，超标率100%，总磷超标倍数高达1～6倍，超标率87.5%。

岚河水质污染最严重。在检测的8项指标中，除石油类外，其余7项指标均不能达到要求。其中总氮、BOD、类大肠菌群3项指标超标率100%，总氮超标倍数在2～5倍之间，总磷超标高达2～4倍。

2.2 面源污染成为主要污染源

汾河水库二级保护区共有行政村46个，总计7 065户，42 385人。二级保护区内村庄年生活污水产生量75.8万t，年生活垃圾产生量1.86万t。而且二级保护区内村镇及其他乡镇均没有污水处理设施，生活污水随意泼洒，垃圾随意倾倒，养殖粪便多以直接还田使用。随着雨季时雨水的冲刷作用农田中的农药、化肥、粪便随径流进入水库，生活污水不经处理直接或间接汇入水库，污染水体。

2.3 泥沙淤积，塌岸严重

汾河水库上游地处吕梁山黄土丘陵区，水土流失严重。自1961年正式投入使用至2010年底，汾河水库泥沙淤积量已高达3.785 9亿m3，占总库容的52.5%，图1为汾河水库泥沙淤积量过程线。

图1 汾河水库历年累计泥沙淤积量过程线

库岸周边为第三纪静乐红土和第四纪离石黄土、马兰黄土。静乐红土主要分布在库区周边沟壑中下部，离石黄土和马兰黄土广泛分布于库区周边的中上部及河谷二级阶地上。由于黄土的大孔性、疏松性、湿陷性，促进了沟谷发育，沟头延伸，库岸崩塌。严重的库岸坍塌造成耕地面积减少，加剧了淤积，污染了水体。

2.4 库区确权定界未完成

汾河水库库区共涉及24个自然村。库区占地面积为3 220.67 hm2。由于种种原因，多年来的努力未能完成确权定界工作，所以在1 130 m高程以下库区范围内修路、建房、种地等现象时有发生。对水源地造成的污染不容小视，影响了水库的正常蓄水和防洪安全。

2.5 水源地保护制度建设不完善

水源地的宣传教育没有经常化、制度化。监督、巡查、惩罚和奖励力度不大。组织机构不健全，各部门协调工作机制不完善。

3 汾河水库水源地治理对策

3.1 加强岚河地表水高效脱氮工程建设

针对汾河水库入库河流岚河水质较差，主要是总氮与氨氮严重超标的问题，开展岚河地表水高效脱氮工程。岚河地表水高效脱氮工程的实施，可有效减少岚河地表水主要污染物总氮浓度，减缓岚河与汾河干流汇合后水质污染负荷。依据岚河多年平均径流量及岚河水质现状，岚河地表水高效脱氮工程处理规模为4.5万m3/d，采用固定化微生物+曝气生物滤池相结合的生物处理工艺。工艺流程图见图2，处理效果表见表1。

表1 岚河地表水高效脱氮处理效果表 单位：mg/L

图2 岚河地表水高效脱氮处理工艺流程图

通过岚河地表水高效脱氮工程的实施，可以有效降低岚河水体主要超标污染物总氮浓度。主要污染物总氮经处理后达到地表水Ⅲ类水质标准，实现年消减TN 50.7 t的目标，并最终为岚河入汾河干流水质稳定达到地表水环境Ⅲ类标准起作用。

3.2 汾河水系水质改善工程

岚河与娄烦县石峡沟处汇于汾河干流，汾河干流与岚河汇合处石峡沟河段两侧汾河水系水质改善工程的建设是保证汾河干流与岚河入库前水质达标的把关工程。干流与支流交叉处河道建设人工湿地，采用潜流湿地，种植茭白芦苇具有污水处理功能的植物。汾河水系水质改善工程的实施可有效净化岚河与汾河干流汇合后水质，水体经处理后达到地表水环境Ⅲ类标准、实现年消减污染物COD 235.8 t，TN 1.3 t，NH3-N 9.2 t，TP 11.3 t的目标。

3.3 有效控制面源污染

重点针对汾河水库二级保护区村庄生活污水、生活垃圾、畜禽养殖、农业秸秆、化肥、农膜等面源污染处理问题。

汾河水库二级保护区域范围内，以村庄面源污染物集中治理和单独处理相结合的思路，建设接触氧化集中式一体化生活污水处理设施20座，处理规模为100～300 m3/d，可有效解决二级保护区农村生活污水乱排问题。二级保护区46个行政村按照“户分类、村收集、乡镇集中处理”的原则，每户配置25 L分类垃圾桶2个，每村配置自卸式垃圾收集转运车1辆，收集村庄生活垃圾后集中运至乡镇，经乡镇转运到县城生活垃圾填埋场集中处置。村庄内畜禽散养户粪便问题，通过建设户用小型储粪池与沤肥池，处理村庄畜禽粪便。

调整农业产业结构，发展生态农业，促进农业向无害化方向发展。要实施化肥的减量和精量使用，推广农家肥、高效低毒低残留农药。用生物农药替代化学农药，以高效无害化配方饲料降低“畜产公害”，用可降解农用薄膜替代不可降解塑料薄膜。

继续加强农田水利设施建设与管护，充分发挥其在防止农业面源汇流对水源地水质污染中的重要作用，开展生态清洁型小流域建设。

3.4 加强库区水土保持治理

汾河水库周边沟壑纵横，地形破碎，土质疏松，植被稀少，水土流失严重，是水库泥沙主要来源之一。库周水土保持工程主要以边坡绿化工程和塌岸治理工程为主。边坡绿化工程按库区区域的造林立地条件，选择不同的适宜树种，通过高标准整地，节水覆盖等径流林业综合配套技术，采用优质苗木，根据造林立地条件类型划分结果，营造良好水土保持效益，边坡绿化面积在原来934.37 hm2基础上增加到1 175.80 hm2。

库岸由均一的疏松土质（黄土）所组成，是库区水土流失的重点区域。在库岸周围，不仅有降雨引起的地表侵蚀，而且因为冬季的强冷风，冻融交替等加速了侵蚀过程。由于水库中的水位因防洪、灌溉等原因经常上升或下降，变化比较大，基岩、土壤层中的水分随之而发生变化，孔隙水压力，土内径流也经常处于变动之中，库岸土层趋向于不安定，库岸基部经常受水浪冲淘破坏，塌岸严重。塌岸治理工程在库区周边共分24段，总长17.7 km，实施削坡、护坡、岸边支沟修建碾压均质土低坝和过沟堆石坝，砌石护岸等措施拦阻边山沟壑泥沙进入水库，减少水库泥沙淤积和水质污染。

3.5 完善流域水质监测制度

1）汾河水库管理局是水库的直接管理者，应加强水质监测，禁止捕鱼、垂钓、坝坡除草禁止使用除草剂。在汾河干流、岚河、涧河入库口以及引黄出口新建水质自动监测站，对汾河水库出口水质自动监测站进行改造和完善。水质自动监测站均应安装生物毒性方面的监测设备，对出入库水质进行实时监测，对突发性水质变化及时进行预警。

2）严格按照《山西省地表水环境功能区划》（DB14/67-2014）规范布设水质监测断面，统一监测断面、监测时间、频率及监测因子，建立汾河流域上游完善的河流水质动态监测网络及数据库，以便科学评估河流水质状况，为实现污染预防提供依据。

3.6 构造科学合理的水源地生态补偿机制

在汾河水库上游流域实施保护优先战略，必须限制上游经济社会发展，特别是限制资源型和相关产业发展，使区域经济发展步伐放缓，影响了当地政府财政收入和群众收益水平。因而，研究制定适应汾河上游水环境保护要求的生态补偿政策，通过落实资金补偿，政策补偿和实物补偿等方式对上游实施生态补偿，建议以汾河水库库区为重点把流域范围的四县（宁武县、静乐县、岚县、娄烦县）列为山西省生态补偿机制试点。通过生态补偿机制来推动汾河水库上游四县对汾河水库坝址以上流域保护的积极性和治理能力。加大水环境改善治理力度，提高流域水源涵养和水土保持能力，构建绿色生态屏障，使之成为汾河水库水源保护区生态安全的强有力保障，以实现流域生态安全的长治久安和供水保障能力。

3.7 明确责任主体

汾河水库水源地的保护涉及汾河上游、左右岸，不同行政区域和行业。为了使汾河水库生态环境保护工作更加科学规范合理，建议明确水源地建设和保护主体及责任单位，实行河长制。确立建设目标，制定管理措施，落实责任。每条河流、每个河段、汾河源头、主要支流源头都能责任到人，完善各个河段和部门之间水资源信息共享。聘请社会监督员对水源地管理保护效果进行监督和评价，做好水源地保护的宣传教育，提高全社会对水源地保护工作的责任意识和参与意识。

4 结语

保证汾河水库水质优良关系到下游人民的饮水安全。落实河长制，责任到人，任务到位。开展农村生态建设，早日实现城镇、乡村污水处理设施全覆盖。加大水源地水质监测力度，积极探索水源地生态补偿机制建设方案，早日完成库区1 130 m高程以下确权定界工作，充分发挥库区人民在水源地监督、保护和建设中的作用。只有多管齐下，综合治理，才能确保水源地治理取得实际效果。