丹江口水库营养程度评价及富营养化防治研究

刘 佳，汤 瑜，田 坤

（1.湖北省生态环境厅十堰生态环境监测中心；2.湖北守正检测科技有限公司，湖北 十堰 442000）

丹江口水库位于汉江中上游，分布于湖北省丹江口市和河南省淅川县，其主要由汉江库区和丹江库区两个库区组成。丹江口大坝加高后，正常蓄水位由157 m增至170 m，控制流域面积为9.5万km，水域面积达到1 050 km，多年平均入库水量为394.8亿m，蓄水量达290.5亿m。丹江口水库是我国目前功能较多且所起作用很大的特大型水库之一，在防洪、发电、养殖和旅游等领域都发挥关键性作用，对我国未来发展有极其重要的影响。

1 丹江口水库现状

丹江口水库作为我国特大型水库之一，作用极为明显。自建成以来，该水库为汉江下游人口消除洪水威胁数十次。同时，丹江口水库担负着为周边耕地灌溉的功能，大幅度降低了灌溉成本，起到防旱作用。除此以外，丹江口水库建设水电站进行水力发电，为周边省市提供了大量电力资源。库区周边地区结合丹江口水库的自然风景，大力发展旅游业，因此丹江口水库的存在有力地推动了当地经济的快速发展。

丹江口水库是我国南水北调中线工程的核心水源区，担负着向北方地区供水的重任。数据显示，截至2021年10月底，丹江口水库已累计向北方调水430亿m。当地政府正在不断加强丹江口水库周边区域的水污染治理，不断完善丹江口水库周边基础设施。除此以外，相关部门还在丹江口水库周围大力构建生态屏障，为维护丹江口水库水质安全下足功夫，从根本上保护水源区生态环境。

2 丹江口水库营养程度评价

丹江口水库的营养程度评价对于当地甚至我国整体流域规划来讲都有重要作用，一旦水库出现富营养化，将会对水库中鱼类和其他生物造成巨大的威胁，也会影响居民饮水安全。调查数据显示，2017-2018年，丹江口水库综合营养状态指数保持在23.86～46.04，水体处于中营养状态，但是个别月份营养状态处于中下水平，对水库整体营养程度存在一定影响。相关部门应该根据丹江口水库各点位营养状态来部署工作，控制水库整体营养程度，并加强实时监测，如若有突发情况，也能根据实际情况及时研究出对策，避免水体富营养化。

丹江口水库的营养程度评价离不开对相关营养指标的分析，其中最为关键的是分析水体有机污染程度和藻类生长繁殖的限制因子总磷（TP）。二者能够表现水库的真实营养状态，要对其进行有效治理，避免藻类植物过度繁殖，并根据营养状态分析数据，采取措施进行针对性防治，以免水体富营养化。

3 丹江口水库富营养化发生机制

丹江口水库对于整个南水北调中线工程来说有极其重要的作用。水库富营养化不仅仅是外部因素造成的，其内部因素同样有较大的作用。从外部因素来看，流进水库的营养物质虽然会对其造成一定影响，却不能短期内让其富营养化。从内部因素来看，不管是进水还是放水，都会使得水库底层的泥土翻滚，底泥沉积的营养物质被析出，使得水库营养指标有所上升。如若丹江口水库自身污染严重，便会出现富营养化，导致水质急剧下降，无法满足南水北调中线工程水源标准。对丹江口水库富营养化发生机制进行研究，可以防止其富营养化，促进社会经济持续发展。

3.1 气候条件

丹江口水库位于亚热带季风气候区，周边分布着众多的山谷、河流等。丹江口水库形成了光照充足、热量丰富的区域性小气候，使得水库周围植被茂密，地表土壤富含营养物质。一旦遇到下雨天气，这些营养物质便会随雨水流进丹江口水库，从而为水库内的动植物提供大量营养物质，造成水体向富营养化发展。因此，要做好水土流失控制和水库营养状态监测，更好地推动丹江口水库发展。

3.2 营养物质输入

3.2.1 渔业养殖

丹江口水库周围居民部分以渔业养殖为生，而渔业养殖不可避免地需要向渔业养殖区投加鱼料等营养物质。一般来说，渔业养殖区与丹江口水库是连通的，没有将水源完全隔离，只是使用网箱等措施将鱼苗隔离，这样就会导致渔业养殖投加的部分营养物质随水流进入水库中。这些营养物质会使丹江口水库中化学需氧量（COD）、TP等增加，导致水库富营养化，而且残余鱼料和鱼粪也会对水库造成二次污染。只有从根本上把控渔业养殖范围和程度，才能更好地避免丹江口水库富营养化。

3.2.2 农业污染

农业污染也是造成水库富营养化的因素之一。部分农田分布在丹江口水库入库区的河流附近，仍采用传统耕作方式。为提高农作物产量，农民大量使用化肥、农药，使得土壤内的营养物质比较丰富。一旦遇到下雨天气，水流便会携带这些营养物质流入丹江口水库中，使得水库富营养化速度加快。同时，农作物种植产生的一些废物被带入丹江口水库中，也会对其造成一定污染。

4 丹江口水库富营养化防治对策

从富营养化发生机制来看，丹江口水库要想避免水体富营养化，首先需要进行实时监测，而后需要根据监测数据采取防治对策。

4.1 建立自动监测系统

目前，丹江口水库仅有坝上中和五龙泉两座水质自动监测站，不能完全满足库区自动监测要求。建立丹江口水库自动监测系统是避免水库富营养化的根本措施。要对水库进行实时监测，一旦水库发生突发性污染，就根据实时监测数据进行污染区域划分和治理方法研究，根据水库的当前状态安排后续工作。开闸放水前要了解水源质量，避免污染水源输出水库。

4.2 控制外源污染

控制外源污染能够防止丹江口水库富营养化，只要保证水库内水源干净，减少污染输入，便能使其发挥最大的作用。想要控制外源污染，首先要切实改善上游来水水质，开展上游村级垃圾清洁、河面打捞、网箱退养、河道综合治理、河道生态修复及水土流失治理等工作。其次，要进一步治理和控制流域内农村面源污染，调整农业种植结构，减少农药和化肥的使用。只有把控好农业生产中氮肥、磷肥的使用，才能避免其对水库造成污染。最后，要改进污水处理厂现有工艺，对居民生活用水、工业废水等污水中的氮、磷等进行充分处理，实现中水回用，避免其对水库造成污染。

4.3 治理内源污染

要想避免水体富营养化，丹江口水库必须重视内源污染治理。一旦水体出现富营养化，即使没有外界营养物质输入，其内部也能靠营养循环自给自足，而治理费时费力，效果可能不太明显。只有做好预防，减少外源污染，坚持“山水林田湖草”共同治理，构建生态安全格局，才能更加有效地遏制丹江口水库富营养化。

4.4 发展生态渔业

对渔业养殖进行整改是控制丹江口水库富营养化的有效措施之一。要注重生态渔业养殖，防止过度渔业养殖，根据实际情况把控养殖规模，保证其不对水库造成不可控影响。要采取科学投喂方式进行鱼类喂养，根据养殖鱼的种类、大小等因素决定鱼料投放量，避免鱼料无法被全部消耗，这样能够减少喂养成本，保护水资源不被残饵污染，防止水库富营养化。

4.5 强化协调保护

丹江口水库流域涉及陕西、河南、湖北、甘肃、四川和重庆等6省（市），是我国最重要的水源地之一。流域内各省市要不断深化水资源保护与水污染防治协作机制，加强政府间沟通，建立丹江口水库保护沟通协作平台，在跨界水体保护、突发水污染应急处置、水生态保护与修复等方面广泛开展协作。要进一步完善流域生态补偿机制，推进绿色发展，建立绿色发展体系，推广节能环保产业、清洁生产和循环经济产业，开展节水行动，降低能耗，实现上下游互利共赢。

5 结语

丹江口水库对于我国来讲有着极其重要的战略意义，一旦水库出现富营养化，将会对整个社会发展造成严重影响。只有根据实际情况，做好各类防范措施，才能更好地对水库进行保护，减小其出现富营养化的可能性。只有保证丹江口水库水质安全，才能保证我国南水北调中线工程的顺利运行，不断推动我国社会经济的稳步发展。