水资源管理・3・
棘洪滩水库水质现状分析及富营养化防治对策
○刘 浩 □刘玉华 ●崔 群
棘洪滩水库是山东省引黄济青工程的调蓄水库,
总库容达115亿m3,是山东省最大的平原围坝型水库,向青岛市日供水能力达30多万m3。建成运行15年来,已向青岛市供水近10亿m3,完全满足了青岛市用水需求,为青岛市经济社会的全面协调可持续发展提供了可靠的水资源保证。保证水库供水水质,避免水库水体发生富营养化是水库供水管理的核心问题。1 棘洪滩水库水质现状
棘洪滩水库水体属地表水Ⅱ类,除总氮外,其他各项指标均符合GB3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅱ类水标准,水质质量等级为Ⅱ级,水质良好,营养度为中营养。
通过对1995～2004年棘洪滩水库出水口氨氮、亚盐氮、盐氮及总氮监测资料的分析表明:总氮年均值有上升趋势,说明进入水库的含氮营养物质在逐年增加;氨氮和亚盐氮年均值基本持平,而盐氮年均值变化与氨氮年均值变化基本一致,有逐年上升趋势,其原因:一是进入水库的含氮物质在逐年增加、积累,最终转化成的盐氮不断增加。二是水体中浮游植物对盐氮的吸收利用受到阻碍,也促使其含量增加。
通过对棘洪滩水库出水口1995～2004年水体中磷的检测资料分析看出,棘洪滩水库总磷年均值除1999年含量稍高,达0103mg/L外,其余年份都未超出地表Ⅱ类水标准01025mg/L,说明水库总磷含量较低。
据大量实验和研究证明,当湖泊水库中可被植物吸收的磷的浓度小于01005mg/L时,磷是该水体的性营养盐,当可被植物吸收的氮的浓度小于0102mg/L时,氮是该水体的性营养盐,而两者都低于生长的含量时,则两者都可能成为性营养盐,当两者都不低于生长的含量时,则可利用氮磷比确定哪种元素可能成为性营养盐[1]。
根据藻体中所含碳、氮、磷的原子比率为106∶16∶1,与氮磷16∶1的原子比相对应的质量比为712∶1[1]。有的学者指出,湖水中总氮与总磷比在10∶1～15∶1时最有利于藻类增殖。通常认为,TN/TP>14,磷是藻类生长的性因素[2],TN/TP<10,氮是藻类生长的性因素[3]。表1是1995～2004年棘洪滩水库(出水口)水体总氮和总磷年均值及其比值情况。
从表1看出,水库水体中氮磷比远远大于14,因此棘洪滩水库是磷型水库,氮磷比值也不在适宜藻类生长的范围内(10∶1～15∶1)。因此,虽然水库水体总氮含量较高,却由氮磷比了藻类等微生物过量繁殖。
表1 棘洪滩水库(出水口)水体总氮和总磷年均值及其比值年份总氮(mg/L)总磷(mg/L)
199519961997
199819992000
2001
2002
2003
2004
112900111440111211442511302711222511885811295210975311850010170010106010199010196010300010204010175010158010167010163751881071945815073167431425918710717681181125182196100
氮磷比
(1994)推荐 采用国内《湖泊富营养化调查规范》
的评分法,采用富营养化评价模式M=1/n∑Mi(i=1…n)(其中,M为营养状态指数值,Mi为某项评价参数的评分值,n为评价参数的个数),五项参与评价的参数有叶绿素a、总氮、总磷、高锰酸盐指数和透明度。富营养化分级标准见表2,棘洪滩水库1995～2004年度富营养化评价结果见表3。
表2 富营养化指数分级表
营养度(TLTC)指数
贫营养≤30
中营养≤50
富营养>50
表3 棘洪滩水库1995-2004年度富营养化评价结果
年度指数值
19953919
199113
19974312
19984618
19994514
20004617
20014414
20024215
20034612
20044613
营养度中营养中营养中营养中营养中营养中营养中营养中营养中营养中营养
从表中看出,棘洪滩水库近几年营养度指数有上
升趋势,虽处于中营养,但其值已接近上限,应引起重视。2 棘洪滩水库富营养化防治措施211 水库营养盐来源
营养盐来源按进入途径可分为外源和内源。外源污染主要来自工业污水排放、流域径流、降水降尘和引入源水中的营养盐。棘洪滩水库是平原围坝型水库,不会接受流域径流污染和工业污水,降水降尘中所含的氮和磷随地区特性和人类活动影响而变化,与人口稠密和经济发达程度有关,棘洪滩水库地处郊区,降水降尘中所含营养盐相对较少。(下转第5页)
水资源管理减少。
2005年,八河水库汛期水量充沛,水库总泄洪8075万m3。由于加大了水库置换力度,使库内水质得到很好的改善。氯离子含量符合Ⅲ类水标准。4 水库富营养化评价
水库营养评价是判断水体营养状态,掌握水质现状的一个评价方法,本次主要采用总磷、总氮和高锰酸盐指数共3个评价因子。按照湖泊(水库)营养状态标准,查标准表将参数浓度值转换为评分值,然后将3个项目评分值取平均值,用求得的平均值再查表得到营养状态等级。经计算,八河水库的评分数为56,水质营养状态为富营养。
富营养化是水库一系列演变过程中的一种营养状态,会产生许多危害。富营养程度取决于水库中氮、磷等营养元素的含量。为防止水库富营养的加剧,笔者提出以下建议:411 加大污水处理力度,削减入库污染负荷
由于磷是引起水体富营养化的因子,因此在污水处理过程中,应选用脱磷率较高的生物处理法,以减少水体中磷的污染负荷。412 推广生态农业,减少面源污染经分析,农田地表径流带入水库的氮、磷占很大
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比重,对水库富营养化起主要作用。因此,应指导农
民科学施肥,推广生物防治技术,减少农药特别是有机磷农药的使用量,以减轻化肥、农药对水库的污染。413 利用科学合理的生物措施
在水体边缘种植芦苇、水莲等,但要控制面积,并且要有很好的管理,做到有种有收。长的水草是鱼的一种饵料,鱼类能吸收水中的氮、磷,并在捕捞中带出,从而减少了水中的有机物质含量。鱼类的生长要投放饵料,也要排泄粪便,这就增加了水体底泥中的磷含量。因此,在保证不投饵料的情况下,在水中适当放养鱼类,与种植水草结合起来,对于削减水体中的磷是有作用的。5 结 论
由八河水库的现状水质可以看出,氯离子含量已明显下降,氯离子符合生活饮用水Ⅲ类水质标准。但应加强水质监测力度,实时掌握水质变化情况。
八河水库作为荣成市重要供水水源地,水质的好坏直接影响着城区生活供水的质量。为更好保护水功能区,建议在八河水库上游地段划定源头水保护区、排污控制区等,并设立保护标志牌。
(作者单位:威海市水文水资源监测局)
(上接第3页)因此,外源污染主要来自引入源水中所
含的营养盐。内源污染主要来自库内,包括底泥的营养盐回归及生物体的死亡分解。研究棘洪滩水库富营养化的过程中,探明库中沉积物营养盐的特征及其赋存形式的工作尚未开展。由于棘洪滩水库水体交换率较高,长年呈流动状态,营养盐沉积会相对减少。但随着水库运行年限的增加,应引起这方面的重视。212 棘洪滩水库富营养化防治对策21211 以防为主
棘洪滩水库营养盐主要来自外源,即所引源水中携带的营养盐。因此,控制源水质量,杜绝水质较差源水引入库内,是首要任务。可在引水前,对所引源水进行监测,不达标的源水严禁引入。棘洪滩水库派出所每天派人在大坝上进行24小时巡逻值班,严禁无关车辆在坝上行驶,严禁人员入库内洗澡洗衣等。21212 综合治理
在外源污染治理方面:一是投放滤食性鱼类。针对棘洪滩水库自身特点,目前采用的较好方法是按一定比例向库中投放鲢鳙等滤食性鱼类,鱼类滤食藻类,然后输出鱼类,就相当于输出了营养盐。二是适当保留食鱼性鱼类。食鱼性鱼类数量增加时,食浮游动物鱼类数量减少,浮游动物数量增加,浮游植物数量减少,从而控制藻类水华发生。这一做法在国外已取得初步成果[4]。在内源污染治理方面:一是底泥疏
浚。底泥疏浚的前提是先弄清底泥对水库富营养化的影响程度,如果底泥对营养盐有良好的吸附作用,或释放的营养盐对水体影响很小,可暂不考虑疏浚。但在外污染源已得到控制,底泥释放的营养盐对水体影响显著的情况下,可考虑底泥疏浚。二是尽量保持高水位运行。棘洪滩水库可尽量保持高水位运行,即使在高温天气,也不致使库底水温过高,从而降低底泥的生化反映,减少营养盐释放。同时,由于棘洪滩水库水体年交换率较高,水体输出带走大量营养盐,减少了营养盐滞留时间,使底泥对营养盐的吸附也大大降低。
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(作者单位:○山东省引黄济青工程管理局青岛分局
□山东省引黄济青工程棘洪滩水库管理处 ●山东省胶东调水局)
本栏编辑:郑继胜
