莆田市外度水库富营养化防治存在的问题及对策研究

何伟文

(莆田市环境保护科学研究所，福建 莆田 351100)

外度水库为湖库型水源，位于莆田市涵江区白沙镇萩芦溪中游,是莆田市仅有的两个市级饮用水源之一，担负涵江城区、兴化湾南岸和西天尾镇城乡70万人口的生活用水和生产用水，而且年均约向莆田市东圳水库输水1.08×108m3，以及承担水库下游4.8万亩农田的灌溉任务。近几十年来，受人类活动的不合理开发和利用影响，以及农村污染防治设施不健全，湖库富营养化问题日益突显[1]。外度水库上游以农业为主，加上流域内大量山地开发果园，流域内农业化肥、农药的不合理使用[2]，库区水体环境中氮、磷污染维持高位，外度水库承受污染的能力小，库区富营养化问题突出，也增大了藻类水华爆发的风险，防治极其困难[3]。本文通过深入分析外度水库存在的环境问题及成因，提出外度水库水环境保护防治对策，以期为“十四五”期间莆田市人民群众的饮水安全和水源地的可持续利用保障提供决策参考。

1 外度水库流域概况

外度水库总库容为1.245×107m3，设计正常蓄水位104.92m，相应库容4.34×106m3。萩芦溪于中游白沙镇汇入外度水库，萩芦溪上游主要支流有湘溪和乌溪，坝址以上集水面积405 km2，多年平均径流量3.92×108m3，枯水年为1.92×108m3，丰水年为6.0×108m3。水库一级保护区面积约为2.0 km2，为库区范围，以环库公路为界，入库河流监测断面为狮亭桥国控点；二级保护区为整个水库的汇水流域内的白沙镇、庄边镇和新县等3个乡镇(7.5万人[4])，面积约为292.54 km2；准保护区为整个水库的汇水流域内的游洋镇和大洋乡，约有5.3万人。外度水库汇水流域土地总面积约40500hm2，现有耕地4980hm2、桉树林187 hm2、果树林9982hm2，其中二级保护区内果树林3214hm2。

2 问题分析

2.1 受上游来水影响，库区总氮、总磷浓度长期高位

根据外度水库近5年来的环境状况调查与评估[5]，“十三五”以来，外度库区主要水质超标因子总氮、总磷年均浓度分别为1.07～1.49mg/L、0.038～0.048mg/L，总氮、总磷年均浓度均呈下降趋势，但总氮依然超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水质标准，而总磷年均浓度虽能达到Ⅲ类水质要求，但近50%的总磷月均浓度达到或临界Ⅲ类水质标准。对比同期主要入库河流水质控制断面—萩芦溪狮亭桥断面总氮、总磷年均浓度分别为1.21～1.62mg/L、0.07～0.123mg/L，库区水质主要受上游来水影响。

2.2 库容小，水华风险大

从2018年起，外度水库综合营养状态指数在36.2～53.3之间，大部分处于中营养状态，出现轻度富营养的月份共有4次，出现在4月～6月和9月，临界轻度富营养的月份有3次，集中出现3月和7月。外度水库设计库容4.34×106m3，其承受污染的能力小，除受上游来水直接影响外，外度水库已运行48年，库底形成较厚的淤泥层，长期蓄积在底泥中的氮、磷等营养和藻类含量较多。石文平等[6]、吴军伟等[7]研究表明，底泥和水体富营养化有很大的关系，郑金通等[8]、陈建琴等[9]研究发现，外度水库底泥中的氮、磷含量较高。长期蓄积在底泥中的氮、磷等营养盐又充当“污染内源”不断向水体释放，易引发水体富营养化。同时，自2018年起，降水量减少，莆田市水资源总量逐年下降，随着气温的升高，水体中的浮游植物不断吸收氮、磷等营养物质，致藻类大量生长，甚至可能引发水库水华风险。

2.3 面源污染问题突出

外度水库上游以农业为主，加上流域内大量山地开发果园，大量地表层植被破坏，土壤疏松，水源地二级保护区果树林达3214hm2，果园施肥大部分采用传统的挖坑浅施方式[8]。采用文献查阅并结合经验公式，对外度水库汇水流域5个乡镇的总氮和总磷污染源现状进行调查[9]，结果表明(见表1)，农业面源中总氮、总磷入库量分别占汇水流域污染负荷总入库的59.5%、54.3%，农业面源污染已成为外度水库首要污染源，大量过量施用的肥料易随降雨径流进入水体，对库区水体造成污染。

表1 2020年外度水库流域污染现状调查

其次，乡镇农村生活污水收集处理短板突出。农村生活污水处理能力不足，水库上游白沙、庄边、新县等集镇区和农村生活污水入户收集管网不健全，污水未经处理直接排入外环境。同时，污水治理设施设计不合理，叠加缺乏资金及专业人员运维，已建的乡镇或农村小型污水处理设施出现短路、管网堵塞等情况，导致不能正常运行。此外，流域桉树林面积187 hm2种植追肥及落叶腐蚀质、防治病虫喷洒农药等因素，也造成一定氮、磷进入库区。

2.4 水源地保护区管理机制有待完善

外度水库保护区内畜禽散养“反弹复养”仍有发生，对水源保护区内侵占和破坏隔离防护设施、复耕复种、使用农药、滥用化肥、在水体中清洗衣物等违法行为，以及旅游、垂钓、露营、野炊等可能污染水体的行为只能劝阻，缺少强有力、更具操作性的地方法规约束和相应的惩处机制，违法现象屡禁不止。另外，一级保护区未实现全封闭，严重影响水质安全。

2.5 应急机制不够完善

外度水库制定了集中式饮用水水源保护区突发环境事件应急预案，但多层次开展应急演练不足，水源重大突发事件的应急物资储备也不够完善。

3 整治建议

3.1 深化上游农业面源污染治理

加强对农业种植结构和耕作技术的优化调整，严禁入库河流一重山继续开山种果，逐步实施对水源保护区内的退果(经济林)还林工作。加快农业新技术推广，开展生态农业工程，提倡生态肥料和农家肥，使用稻田秸秆和豆科绿肥秸秆还田，达到培肥地力，对水库一重山迎水坡连片果园进行肥料深施、穴施，源头上降低农药、化肥的使用量。对水库周边、入库河流两岸的农田、果园等采取工程措施拦截，探索使用二次水灌溉农田，末端控制随地表径流进入河道的泥沙和各类营养物质。

3.2 持续推进上游乡镇农村生活源污染治理

实施外度水库水源地保护工程，全面实现水库汇水流域沿线村庄污水全收集处置，完善外度水库上游乡镇污水处理设施改造，增加有效氮、磷处理工序，同时，加大财政保障，对已建成的乡镇污水处理厂强化监管。

3.3 加强水源保护区监管

加强日常巡查，严厉查处畜禽规模养殖、生活污染直排等行为。及时修复被破坏的隔离网，全面实现水源地一级保护区，包括取水口及其引水渠道隔离带封闭管理，确保饮用水安全。完善应急防控体系，落实应急措施，及时修编应急预案，定期组织应急演练，进一步提高风险防控水平。

4 稳定达标规划建议

4.1 提升库区水资源保障能力

管理和保护外度水库保护区水源涵养林，逐步推进萩芦溪流域上游果园及经济林退出，在水土流失严重的区域实行封山育林，逐步建设乔灌草多层次立体结构的森林生态系统，增加水源涵养能力和河道自净能力。萩芦溪上游新建成的乌溪水库尽快投入使用，加快推进在建的西音水库和规划建设的南浦水库，进一步提高对外度水库的供水保障能力。同时，利用现有东圳-外度水库连通渠道实现水库间互联互通，合理调配水资源，有效降低枯水期藻类、水华爆发风险。

4.2 防控库区水华风险

加快开展库区藻类专项研究，密切关注库区水体观感、水质变化情况及周边污染源状况，布设必要的曝气设施、藻类拦截设施等防藻工程、措施和水华期应急处置装备物资储备，不断完善水库藻类水华应急处置能力。对外度水库破坏或缺失的水岸进行修复，恢复库区湖滨岸自然湿地生态风貌，恢复库区水生动植物种群，发挥水生食物链作用，改善库区水生态。在科学认证后，适时对库底堆积的底泥进行疏浚。

4.3 强化制度保障

适时制定外度库区水环境保护条例，对《水污染防治法》《水法》等上位法原则性的规定进行细化，以及对上位法未涉及的行为作出明确规定，明确禁止在一级保护区内“在水体中清洗衣物、器皿”“种植农作物，放养畜禽”，在二级保护区内“向水体排放污水、倾倒垃圾及其他废弃物”“使用农药，滥用化肥”“向水体丢弃动物尸体”等影响水源水质安全的行为。加强部门联合执法，同时，合理运用目标责任考核、效能考评手段，从而为外度库区水质保护工作提供强有力的制度保障。

4.4 提高公众环保意识

要广泛、深入地宣传水源保护区建设的重要性和意义，鼓励民众自觉保护好水源地周边生态环境。对严重危害饮用水源的企业或个人追究法律责任，切实维护饮用水水源地环境安全。

5 结束语

外度库区在全面实施“十三五”环境保护规划谋划的规模化养殖污染整治、农村环境综合整治等工程以来，外源氮、磷污染逐年下降，但受近几年降水量减少，以及库区内源-底泥氮、磷营养盐的影响，治理外度库区富营养化任重道远。“十四五”期间，在持续推进输入外源减少的同时，需对库区藻类开展专项研究，优化水资源配置，恢复库区湖滨岸自然湿地生态风貌和库区水生动植物种群，改善外度库区的富营养化状态。