云南澄江东大河水库环境综合整治项目的应用实例

龚靖捷 王晓辉 段丽薇 陈舒 云南城源建设工程有限公司

1.项目背景

澄江县东大河水库饮用水源地（以下简称东大河水库）总库容1058万m³，年平均来水量1585万m³，不仅起到防洪和抗旱作用，还是澄江县东片区重要的饮用水源地，同时保障澄江坝区50%的农田灌溉以及为抚仙湖提供补给水，目前基本保持III类水质。

目前，东大河水库库区及上游径流区面临诸多环境问题：如径流区磷矿开采迹地水土流失问题；坡耕地农业面源污染问题；水库核心区域的水质污染问题。东大河水库的营养状态近年来呈现持续上升趋势，水环境形势严峻。上述问题导致饮用水水源地存在极大的水质安全隐患。结合东大河水库的水质现状、入河污染源情况、以及污染危害状况来看，其水环境的综合整治已是一项迫在眉睫的任务，保护这一极为珍贵的淡水资源对于促进抚仙湖流域地方经济的可持续发展具有重大的现实意义。

2.现状发生问题

2018年7月22日，库区上游经过短时暴雨后从矿区流出大量黑水，通过下游河道直接排入东大河水库，对库内水源造成一定污染，相关部门立即组织相应技术专家针对该事件进行调研，发现该现象是由于暴雨冲刷多年的磷矿开采沉积泥沙所致。由此造成，2017年至2018年期间水库内不定期爆发蓝藻，其中2018年9月中旬至10月中旬水库内爆发蓝藻情况较为严重，严重影响库内水质，主要影响因素为上游王高庄磷矿开采迹地的黑色泥沙及黑水沿现状河道流入水库内。

3.水质问题探讨

蓝藻作为河湖水华中常见优势种群，引起的蓝藻事件是目前社会普遍关注的问题，例如太湖蓝藻暴发导致无锡无水喝的严重的“水危机”。不仅是太湖，全国各大湖泊都不同程度受到蓝藻污染。蓝藻水华的暴发是水体富营养化特征之一，而湖泊富营养化是我国目前以及今后相当长一段时期内的重大水环境问题。本次要优先解决东大河水库蓝藻爆发的问题，再对水库库内水质进行提升并保护，首先要从水库水质分析起。

各因素对水质影响的讨论始终没有得到一个统一的论证。实际上每一次蓝藻爆发的因素是多种多样的，因其实际环境而论。

3.1 蓝藻爆发的危害特点

（1）蓝藻很难消化，造成水体富营养化。

（2）蓝藻水华引起水体生物多样性急剧降低。

（3）蓝藻大量繁殖导致水体缺氧，水质变坏。

3.2 蓝藻水华防治措施

纵观过去世界各国对蓝藻水华防治措施，诸如湖水凝聚沉淀处理、稀释和溢流、底泥暴晒与干燥、深层排水、曝气循环、土壤改良、化学杀藻、生物去除、生态系统控制以及生物利用等多种方法，各项措施及方法往往旷日持久、耗资巨大、收效甚微，难以彻底解决湖泊水华问题，并可能由此造成其他水质指标超标等问题。

4.工程总体实施方案介绍

东大河水库作为饮用水源地，对蓝藻水华的问题应采取标本兼治综合治理的方式，从流域水环境及生态保护入手，方可有效保护饮用水源地。通过水土流失防治工程的实施，可以治理水土流失污染，消除王高庄磷矿开采迹地的生态破坏与环境隐患；通过入库面源污染控制工程的建设，从途径或末端有效削减入库污染物。

4.1 水土流失治理工程

（1）建设内容。磷矿开采区长期开采形成了倾倒的废弃石土、选矿时废弃的矿渣堆积地等，形成了一种特殊的裸地，它们对环境的污染比较严重，这一极度退化生态系统的自然恢复是一个极为缓慢的过程，通过人工措施来加快废弃地的生态恢复成为必然的选择。

现状边坡堆体在以不同程度松散形式向堰塞湖一侧下滑坡，雨水冲刷对边坡破坏而造成的新的裸露面和塌方等，1#边坡的最大坡比为2:1，其坡度较陡，设计对尚存在安全隐患的1#边坡进行削坡减载、分台填坡、逐层压实、设置稳固平台、完善排水设施、生态修复。

在水库上游各条河道上新建6座拦砂坝，用以拦截各条河道中的泥沙以及降低山洪等对河道的冲刷影响，总库容20万m³，淤积年限按20年计算，年拦沙量17000t。

（2）水土流失防治工程主要是针对东大河水库上游径流区的王高庄磷矿开采迹地的水土整治，减少水土流失，对矿渣堆体进行整治以及各条地表径流进行拦砂，工程实质是通过对磷矿开采迹地的边坡治理达到避免磷矿污染源进入地表径流的目的，同时在各条河流上新建及维修拦砂坝以达到拦截污染物的目的，通过削减污染物进入地表径流，提升地表径流水质，最终提升进入水库的地表径流水水质。

（3）水土流失防治工程实施后，预计年削减泥沙量4810 t，减少污染物产生量T N 2.22t/a、T P 0.85t/a、COD 113.08t/a。

4.2 水库面源污染控制工程

（1）建设内容。紧紧围绕《抚仙湖流域“十三五”水环境保护规划》的要求，从东大河水库水源地保护和整个抚仙湖保护角度出发，按照塘表坊生态湿地建设的整体思路，结合生态修复的理念，通过开展湿地建设工程，保护东大河水库水源地水质，削减入库污染负荷，以实现澄江县城供水安全。塘表坊湿地系统作为进入水库前的最后一道水质处理防线，总体去除率为TN去除率55%～68%，TP去除率50%～75%，COD去除率60%～75%，NH3-N去除率55%～62%。控制污染源，对东大河水库日益恶化的水质进一步改善，进一步巩固改善水库III类水体的水环境功能要求。主要建设内容如下：

①王高庄磷矿开采区末端治理工程建立塘表湿地系统19.19亩；

②烂泥箐面源污染末端治理工程建立塘表湿地系统22.27亩；

③东大河水库生态净化带建设工程建立东岸塘表湿地系统18.25亩，西岸塘表湿地系统39.38亩。

④东大河水库生态净化带建设工程周边建立绿化带73.87亩。

（2）湿地处理工艺方案—塘表坊湿地。塘表坊湿地是一种半人工性质的湿地，它主要依托自然地形，充分考虑初期雨水的沉降净化作用，利用鱼塘现有结构，改造塘埂，形成多级串联氧化塘，建立以植物氧化塘为主体的塘库系统，通过种植漂浮植物、沉水植物、挺水植物对径流水尤其是初期曝雨径流进行沉淀、植物吸收、微生物净化等处理。

（3）入库面源污染控制工程是水库入库前的最后一道保护屏障，主要是针对东大河水库上游径流区的几条主要入库河流水通过湿地的进一步处理，工程实质是通过湿地对径流区几条主要河流以及入库前的河流水进行处理，做好最后一道防线的工作，通过削减污染物进入地表径流，提升地表径流水质，最终提升进入水库的地表径流水水质。

（4）入库面源污染控制工程实施后，污染物总消减量：TN 9.66t/a、TP 1.18t/a、COD 40.88t/a。

5.结语

5.1 工程目标

工程建成运行后，预计每年可削减主要污染物负荷量TN 10.61t/a、TP 2.49t/a、COD 201.87t/a；治理水土流失1.2km²（包含磷矿开采迹地治理），基本可以达到“十三五”规划目标要求。

5.2 治理成效显著

针对本项目的施工目的是将上游磷矿开采迹地的污染源截留，最大程度减少磷矿的含磷泥沙流入下游河道，2017～2018年频繁出现蓝藻爆发情况，但2019年内在施工过程中减少了含磷泥沙流入下游河道，通过水库水质监测发现原夏季频发的蓝藻现象，2019年内未发生蓝藻爆发，由此可见对水库上游源头的环境整治有初期成效，已达到项目预期目标，待项目实施完成后其整体环境治理对东大河水库流域范围内有显著成效，将达到项目的规划目标，保证东大河水库水质满足饮用水水源水质指标。