天津海河干流蓝藻水华暴发及防治对策探讨

胡华芬

（天津市海河管理中心，天津 300141）

海河干流贯穿天津中心城区、东丽区、津南区和滨海新区，全长73 km，于塘沽汇入渤海。其承担着防洪、排涝、旅游、景观、航运等功能，是天津的母亲河和城市名片。2012 年夏季，海河干流市区段大范围暴发蓝藻水华。成片蓝藻聚集覆盖河面，河水变得腥臭，严重影响景观和生态安全。此后，防治蓝藻暴发成为天津市一项重要的水利工作任务。

1 蓝藻暴发情况

自2012 年起，天津海河干流连续多年出现蓝藻水华，且基本是从5月底、6月初开始出现。

2012 年暴发区域在耳闸至海津大桥段，其中狮子林桥至赤峰桥段聚集较为严重，呈黏稠状，并伴有异味。经监测，赤峰桥和光华桥断面藻细胞密度分别达到18.5 亿个/L 和15.4 亿个/L，其中蓝藻所占比例分别达到96%和93%。

2013 年蓝藻暴发区域变化不大。暴发后，天津市水务部门启动了蓝藻应急监测，其间实施了5 次引滦补水。监测数据显示，对海河干流进行补水后，蓝藻聚集情况有所好转，藻密度有明显下降，但仅维持不到一周时间，蓝藻再度暴发，藻细胞密度最高达到27.3亿个/L，详见表1。

表1 2013年海河干流蓝藻监测情况

2014 年从3 月8 日开始一直实施海河干流补水，蓝藻暴发起始时间与2013 年相近，于5 月27日首次出现蓝藻颗粒，5 月31 日出现蓝藻水华。蓝藻滋生后，每月对海河干流三岔口、赤峰桥和四新桥3 个断面监测1 次。从8 月开始又增加了柳林监测断面，重点监测海河干流藻细胞密度，详见表2。

表2 2014年海河干流蓝藻监测情况

取相近取样监测日期、相同监测断面的数据进行比较，发现海河干流蓝藻暴发情况较2013 年同期有所好转，2014 年仅有8 月13 日的四新桥断面和柳林断面藻细胞密度超过1亿个/L。

2 原因分析

蓝藻属于古老而简单的原核生物，因含有蓝色素故名蓝藻。其适应性和繁殖能力极强，一旦环境适宜，将大量繁殖，迅速上浮、聚集，在水体表面形成水华，对水环境造成不良影响。海河干流暴发蓝藻主要有以下几点原因。

（1）20 世纪中叶以来，为防治流域水患，在海河干流外围人工开挖了一批河流，修建了堤坝、水库、闸涵，海河干流不再是洪水入海的唯一通道。除下泄市区沥水外，海河干流上游来水极少，西河闸、屈家店闸与二道闸之间的海河干流段几乎成为湖泊型河流，河流动力明显下降，自净能力变差。

（2）海河干流水体总体水质较差，口门排污点源污染严重，降雨径流将城市街道和农业面源污染物带入河道，加重了河道水体的污染程度，主要污染物有总氮、总磷、化学需氧量、氯化物和氟化物等。特别是氮、磷污染比较突出，直接导致水体富营养化现象的产生，生态环境日益恶化，突出表现为海河干流、外环河等大面积频繁暴发蓝藻、浮萍，水体浑浊腥臭，淡水鱼类大量减少，浮游动植物和底栖动物的种类也呈递减趋势。

（3）天津市属资源型缺水城市，生态用水基本是外调水源，虽然每年调配一定的水源改善海河干流环境，但仍不能满足海河干流生态需求。每年6 月进入汛期后，为确保城区防汛安全，大多暂停生态补水，进一步加大了蓝藻暴发的风险。

（4）海河干流水生物物种单一，每年春季优势种群为菹草，其对蓝藻生长有明显的抑制作用。但菹草生长期较短，5 月大面积衰败死亡，基本没有其他生物与蓝藻竞争。

（5）6 月以后，光照条件充足，气温持续升高，适宜藻类生长。

3 治理历程

3.1 2012年蓝藻治理情况

2012 年，面对海河干流蓝藻大面积暴发的紧急情况，天津市水务部门高度重视，组织专家及有关部门专题研讨，制定了《天津市海河干流蓝藻防治方案》及《天津市海河干流蓝藻暴发应急预案》，成立组织机构，明确职责分工，制定防控措施，明确预警响应、应急保障。充分考虑蓝藻暴发最不利条件，初步形成了一套完整的蓝藻防控预案体系，采取以下3类措施防治蓝藻水华。

（1）管理措施。建立巡查报告、监测预警制度，预判藻类变化趋势，随时做好应急响应准备；加强口门监管，减少污水排放。

（2）调度措施。增加生态补水，实施水体置换。

（3）工程措施。自制曝气船和蓝藻打捞船，实施应急曝气和蓝藻打捞。经反复试验，自制了两种曝气船：一种是利用冲锋舟改装制作的水泵加压喷水式曝气船；另一种是利用巡查艇改装制作的螺旋桨负压曝气船。同时，改造了多款蓝藻打捞船和岸上过滤设备。这些设备在以后几年蓝藻治理中一直发挥着作用。

利用冲锋舟改装曝气船，每艘冲锋舟加装2 台自吸高压消防水泵，进水量为80 m3/h。通过曝气连接管，利用水泵抽吸深层水体，再经曝气喷头以水柱形式高速喷入水中，将空气带入水体，有效增加水体中氧气含量。

巡查管理船改装曝气船，在巡查管理船、快艇后部加装曝气管，管道部分深入水中，通过截门控制管道内空气与水体联通，截门打开，船只行驶过程中挂机叶轮转动产生负压，通过管道将气体打入水中，增加水体中氧气含量。

改造打捞船，每艘冲锋舟加装2 台自吸高压消防水泵，船头加装可调节收集头，船侧通过铁浮筒或塑料浮筒作支撑，其上固定过滤网，形成藻水过滤装置。利用收集头吸附水面表层蓝藻，再通过水泵抽吸，经连接软管至过滤网，将蓝藻滤入过滤袋，滤出清水排入河道，实现初步藻水分离。通过采用除尘袋、过滤布、不锈钢网、铜网、土工布等多种材质进行过滤试验，最终选择土工布制作过滤网。打捞船吸附能力可达120～160 m3/h。

3.2 2013年蓝藻治理情况

在充分调研基础上，购置了巡查曝气船和500型仿生捞藻等专业设备，当年均投入使用。曝气船曝气量可达整个河面。仿生捞藻设备作业幅宽5 m，获取藻水流量500 m3/h，除藻效率高，可用于较大范围吸取含藻水层，并快速完成藻水分离浓缩，在蓝藻严重暴发时，大幅提高应急处置能力。调研水生态治理技术，开展除藻药剂试验工程，为今后大范围推广应用积累数据。

3.3 2014年蓝藻治理情况

生态补水实现常态化，非冰冻期基本每天有10～20 m3/s水量补充海河干流，水体循环得到加强，水质得以改善。实施科学调度，提升水体置换效果。利用水闸、橡胶坝雍高水位，实施海河闸、二道闸及周边二级河道联合调度，大流量下泄，提升水体置换效果。组织实施“中心城区河道蓝藻治理试验示范工程”，试验生物膜净化、生物制剂、轻稀土制剂等生态修复技术。

3.4 2017年蓝藻治理情况

2017 年，全国第十三届运动会在天津召开，海河干流是皮划艇、赛艇的比赛场地。为保证赛段环境，进一步采取精细化管理及调度措施，在传统曝气、打捞等措施以外，大范围喷洒矿物制剂和生物制剂，在控制蓝藻暴发中起到了至关重要作用，取得了很好效果，圆满完成环境保障任务。

2018 年以后，随着河长制持续发挥作用，各项管理工作日益深入，海河干流水质得到改善，蓝藻暴发程度有所减轻，加之各项防控措施日益成熟，防控效果明显，未出现严重蓝藻暴发现象。

4 成功经验

总结天津海河干流蓝藻有效的防控经验，主要有以下几点。

（1）生态治理常态化。在多年的蓝藻暴发防治管理工作中，上下部门之间达成高度共识，即生态治理非一朝一夕之功，需要进行常态化治理，保证项目资金来源，强化各项管理措施。

（2）开展污染防治。为减少对河道的污染，除实施了污水掉头、污水纳管及口门改造等专项工程外，在非汛期对漏污口门实施了封堵，有效控制了点源污染。

（3）科学开展取排水调度。在海绵城市、雨水调蓄池等工程实施后，市区降雨级别在中雨以下时不向河道排水，大大减少了雨水面源污染。

（4）生态补水常态化。随着南水北调引江水源的投入，天津水源紧张状况得到一定程度的改善，海河干流生态补水保障率得到了提高。

（5）使用蓝藻抑制药剂。在蓝藻刚刚出现时，使用蓝藻抑制药剂快速治理，效果明显。