渔洞水库水质现状及主要污染因子恶化分析[1]
摘 要:根据渔洞水库2008—2012年降水及水质监测资料分析得出,渔洞水库主要污染因子为TN、TP,2012年首次出现了中度富营养,全库中度富营养率为3.3%,从入库到库前TN严重超标,超标率达到41.7%,整个库区水质呈恶化现象。造成渔洞水库水质进一步恶化的根本原因是其径流区近10万人的生产、生活方式未得到改变,人口的逐年增加,粗放的生活和生产方式造成N、P物质的过量使用,残留在土壤中的N、P大大超过了环境的自净能力,最终随地表径流进入渔洞水库。
关键词:渔洞水库;主要污染因子;恶化
渔洞水库1998年建于长江流域金沙江下段水系横江支流洒渔河上游的居乐河上,距昭通市城区23km,是昭通市城区的主要供水水源。主要担负着昭阳区、鲁甸县18万人的生产生活和工业用水、昭鲁坝区21.2万亩农田灌溉、下游梯级电站的调节供水任务。对昭通经济、社会的可持续发展和人民群众的身心健康起着至关重要的作用。渔洞水库所在河流居乐河发源于鲁甸县铁厂乡海拔3110m的臭水梁子,径流区包括鲁甸县铁厂、水磨、龙树、新街和昭阳区大山包、大寨子、苏甲、洒渔、乐居等9个乡29个村,流域面积709km2,径流区耕地面积17.4万亩,总人口近10万人。
1 水质监测概况
为了给政府部门保护渔洞水库水环境提供数据支撑,从2007年11月起,昭通水文分局就在渔洞水库入库、瓜寨、居乐、库中央及库前设置了5个水质监测站点,2010年6月又在渔洞水库径流区各支流共设置了18个水质监测站点,此两项工作一直延续至今。
2 水质现状及主要污染因子恶化分析
2.1 水库表层水体
根据监测资料,以《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)为依据,用单因子指数法进行评价,结果表明,2012年渔洞水库表层水体水质是历年水质较差年份之一,入库、瓜寨、库中央、居乐、库前5个监测点,入库全年水质处于Ⅱ～Ⅴ类,库中央、瓜寨、居乐、库前水质全年处于Ⅱ～Ⅳ类,主要污染因子为TN和TP。
根据水利部《地表水资源质量评价技术规程》(SL 395—2007)的要求,用TP、TN、CODMn、叶绿素和透明度5个指标对水库水体进行富营养化评价,结果表明,6月水库富营养化程度除库前水质监测点为中营养,入库为中度富营养外,其余监测站点为轻度富营养;7月入库为中度富营养,瓜寨为轻度富营养,其余监测点为中营养,2012年首次出现了中度富营养,说明渔洞水库富营养化程度有所加剧。
根据2008年1月至2012年12月水质监测数据,运用Kendall趋势分析软件对主要污染因子为TN和TP进行分析,结果表明,除渔洞水库瓜寨水质监测站点TN呈显著上升趋势外,其余监测站点TN及TP变化趋势不明显。
2.2 渔洞水库径流区
渔洞水库径流区底罗沟水质最差,全年处于Ⅳ～Ⅴ类,其次是跳石水文站和瓜寨河,全年水质均属Ⅳ类。从整个径流区来看,80.2km的评价河长全年达标率仅为14.4%,水功能达标率极差,水环境保护形势严峻,整个径流区水质状况处于Ⅲ类水平,劣于水功能区目标水质Ⅱ类标准。TN、TP是渔洞水库径流区主要污染因子,运用季节性Kendall检验数学模型分析各水质监测站点2010年6月至2012年12月TP、TN发展趋势,除瓜寨河全年TP、TN呈显著上升外,其余站点均无变化趋势。
2.3 主要污染因子恶化分析
选取渔洞水库径流区雨量站铁厂、龙树、转山包、布初4个站的降水资料,运用泰森多边形法计算出渔洞水库径流区2008—2012年各年平均降水量(见表1)。因库前监测点的水质数据最具代表性,所以用库前的TN、TP与降水量建立相关关系,从表1可知TN与降水量成正相关,相关系数r=0.7523,相关性显著,说明库内TN含量大小与径流区的降水量多少有关。TN主要来源于径流区的面源污染,然而2008年、2010年渔洞水库径流区的降水量均大于2012年,但这两年渔洞水库库前TN并未出现超标现象,这说明渔洞水库径流区面源污染未得到有效治理。而TP与降水量成负相关关系r=-0.8398,相关性显著,说明渔洞水库TP点源污染大于面源污染的影响。渔洞水库TP与库水位之间还存在一定的负相关关系(r=-0.7833),说明库内TP的超标不仅与径流区的点、面源污染有关,还与水库低水位时底泥中P的释放有关。
表1 渔洞水库主要污染因子恶化分析表
3 结论与建议
通过以上分析得出,渔洞水库径流区的主要污染因子未得到有效治理,整个库区水质呈恶化现象,2012年首次出现了中度富营养,全库中度富营养率为3.3%,从入库到库前TN严重超标,并且超标率达到41.7%,全年TN、TP超标现象严重。
造成渔洞水库主要污染因子进一步恶化的根本原因是渔洞水库径流区近10万人的生产、生活方式未得到改变,人口的逐年增加,粗放的生活及生产方式造成N、P物质的过量使用,残留在土壤中的N、P大大超过了环境的自净能力,最终随地表径流进入了渔洞水库。要解决渔洞水库水污染问题,首先要解决这近10万人的生活问题,只有他们不再开垦渔洞水库径流区内的土地,渔洞水库水污染问题就可以解决。但是如何让他们不再渔洞水库径流区内开垦土地,保护好渔洞水库水环境,这是一个一直困扰政府部门的问题,笔者提出以下建议,仅供参考。
筹集资金,征收渔洞水库径流区沿河两岸农民土地并改造成湿地,加强湿地管理,防止农民霸占重耕,当农民有钱无地可耕时,他们就会拿着巨额资金,离开穷乡僻壤进城购房,经营生意,从而达到保护渔洞水库水环境的目的。具体措施如下。
(1)渔洞水库每年向昭通城供水1800万m3,每立方米水增收1元水环境保护费,每年就可筹集资金1800万元。
(2)有关部门以每立方米水0.5元的价格卖给水厂,可把水费的40%约360万元用于渔洞水库水环境保护费。
(3)渔洞水库每年向下游梯级电站供水约1亿m3,以每立方米水0.1元的价格收取水资源费,每年可收取1000万元。
(4)昭通市政府每年向渔洞水库投入300多万元水环境保护费,用200万元做为水质、水量监测及渔洞水库及其径流区管理外,可剩余100多万元。
以上四项合计每年可用于征收农民土地的资金约3300万元,以平均每亩土地3万元计,每年可征收土地1100亩,用10年或者20年时间,把农民沿河两岸的农田全部征收并改良成湿地,加强管理,从而达到保护渔洞水库水环境的目的。
参考文献
[1]代堂刚.渔洞水库总氮含量偏高的成因及其治理对策[J].云南水利水电,2009.
[2]国家环境保护总局,国家质量监督检验检疫总局.GB 3838—2002地表水环境质量标准[S].2002.
[3]中华人民共和国水利部.SL 395—2007地表水资源质量评价技术规程[S].2007.
[4]代堂刚.渔洞水库径流区水质状况分析[J].水资源研究,2012.
[5]邓先俊.陆地水文学[M].北京:水利水电出版社,1985.
[6]代堂刚.季节变化对渔洞水库水质的影响分析[J].水资源研究,2009.
[1]本文发表于《云南水利水电》,2013年第2期。