陳行水庫生態(tài)治藻的研究及常態(tài)化管理

【摘要】為了保證優(yōu)質(zhì)供水，針對微囊藻水華問題，陳行水庫進(jìn)行了生態(tài)治藻的專項(xiàng)研究工作。2006年，陳行水庫以科學(xué)理論為基礎(chǔ)，保障生產(chǎn)為前提，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際開展了生態(tài)治藻工作，并在實(shí)踐中不斷完善和創(chuàng)新。以經(jīng)過7年的研究表明，即使長江水體富營養(yǎng)化問題嚴(yán)重，但是通過生態(tài)養(yǎng)魚和水位調(diào)控等方法仍然可以解決陳行水庫的微囊藻水華問題，并基本達(dá)到了常態(tài)化管理的要求。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)治藻；生態(tài)力量；水位調(diào)控；水位差；岸坡清藻；常態(tài)化

1.水華原因分析

1.1背景：陳行水庫自建廠起至1996年就間歇性的出現(xiàn)過微囊藻水華現(xiàn)象，在2003～2005年，隨著水庫運(yùn)行工況的變化，又逐漸加劇。

1.2外因：由于長江口咸潮倒灌影響，陳行水庫冬春季為應(yīng)對咸潮入侵，會向?qū)氫撍畮旖栌玫?，大量微囊藻種源隨之引入。另外長江水體富營養(yǎng)狀態(tài)加劇，陳行水庫從長江直接引水無法避免微囊藻進(jìn)入。生長季節(jié)一旦水庫內(nèi)出現(xiàn)微囊藻滯留，藻即會瘋長并暴發(fā)水華。

1.3內(nèi)因：陳行水庫是高濁度、高流量水體，生態(tài)特征更偏向河流類型。從理論上說其環(huán)境特征不應(yīng)該適合微囊藻生長，更不應(yīng)該出現(xiàn)暴發(fā)藍(lán)藻水華。而04、05年連續(xù)兩年陳行水庫藍(lán)藻水華暴發(fā)，說明高流量的陳行水庫必然存在微囊藻滯留生長區(qū)域，具備符合水華暴發(fā)的條件。微囊藻與一般水體浮游植物有著明顯生理生態(tài)上的差別，它具有氣囊結(jié)構(gòu)，能夠在不同水層中漂移，隨風(fēng)向堆積。而高濁度、高流量水體交換促進(jìn)了微囊藻顆粒在水庫上層水體滯留生長（死角區(qū)域），奠定了陳行水庫藍(lán)藻暴發(fā)的基礎(chǔ)。

1.4微囊藻水華機(jī)理：微囊藻水華暴發(fā)的物質(zhì)基礎(chǔ)是水體富營化，而是否暴發(fā)取決于藻密度及藻體在環(huán)境水域的滯留狀態(tài)，風(fēng)流場也直接影響微囊藻水華的發(fā)展。

水溫對微囊藻生理生態(tài)影響較大，水溫達(dá)到25℃以上時(shí)微囊藻增殖量到達(dá)高峰。一般每年4月份微囊藻復(fù)蘇增長，5月份藻類進(jìn)入快速增長階段，7-8月是微囊藻水華暴發(fā)高峰期，11月份進(jìn)入越冬狀態(tài)。11月份開始，水體中藻密度急劇下降，這個(gè)階段大顆粒基本上解離成小顆粒，會出現(xiàn)多種形態(tài)特征越冬。越冬藻量越多，翌年水華暴發(fā)程度越強(qiáng)。

1.5微囊藻結(jié)構(gòu)：微囊藻具有氣囊結(jié)構(gòu)，可以控制藻體的上浮與下沉。當(dāng)需要光合作用時(shí)，氣囊會打開，藻體上浮。光合作用完成后氣囊關(guān)閉，藻體下沉。

1.6微囊藻表達(dá)：微囊藻表達(dá)是指水面上微囊藻的多少程度。表達(dá)明顯就是指水體中的微囊藻總量基本都能從水面上表現(xiàn)出來，即通過水面上的微囊藻數(shù)量就能代表水體中微囊藻的總量。

2.生態(tài)治藻技術(shù)

2.1生態(tài)養(yǎng)魚：生態(tài)治藻的本質(zhì)是采用濾食魚類直接濾食藍(lán)藻顆粒，從而達(dá)到控制水華目標(biāo)。

2.1.1濾食機(jī)理：鰱、鳙是濾食性魚，體長至30mm時(shí)就具有濾食功能。此階段鰱魚鰓耙間距8-12μm，側(cè)間距15μm，可濾食8-20μm×15-33μm大小的食餌。鳙魚鰓耙間距23.4-72.0μm，側(cè)間距29.8-55.8μm，可濾食最小食物規(guī)格為20-23.4μm×29.8-55.8μm。隨魚體生長，濾食食餌規(guī)格也增大。微囊藻為群體特性，是無數(shù)單體細(xì)胞所組成的群體顆粒，體積大小不等，正是不同大小鰱、鳙魚類可濾食的食餌。微囊藻有表層區(qū)域分布特征，通常情況下鰱、鳙也是上層水域活動魚類，它們分布的一致性，創(chuàng)造了極好的魚食藻機(jī)會。

2.1.2生態(tài)力量的調(diào)控：為了保證足夠的生態(tài)力量和魚群的活躍性、有效性，每年都進(jìn)行捕魚和投放魚苗。同時(shí)，可以消滅部分天敵，捕捉一些兇猛魚類，比如鳡魚。

2.2水位調(diào)控：水位調(diào)控對于生態(tài)治藻工作有重要的意義。

2.2.1穩(wěn)定水位：生態(tài)治藻期間，在不影響生產(chǎn)需要的前提下，水位穩(wěn)定在5.5-6.5米之間。一方面，低水位運(yùn)行可以提高魚群密度；另一方面，根據(jù)魚群逆流而上的特性，會聚集到取水口附近，水位在5.5-6.5米時(shí)取水口接近水面，微囊藻也分布在水面上層，這就達(dá)到了魚和藻分布一致的目的。

2.2.2水位差岸坡清藻：陳行水庫清晨是一天內(nèi)風(fēng)力最小的時(shí)間段，同時(shí)在清晨2-7點(diǎn)時(shí)間段微囊藻顆粒很容易漂浮到水表面，加上陳行水庫驅(qū)動流和風(fēng)生流作用，微囊藻顆粒會迎著岸坡堆積。在每天晚上升高水位將露出岸坡平臺淹沒，清晨微囊藻顆粒上浮、漂移，然后堆積在岸坡邊。到清晨6點(diǎn)以后水位下降，由于微囊藻具粘附性，快速降水能使微囊藻粘附在按坡上并脫離水面，在白天太陽暴曬下，大量附著在岸坡上藻顆粒，迅速干死，從而達(dá)到控制微囊藻增長的目的。只要條件適宜，該方法能消滅大批量的微囊藻。

2.3巡視監(jiān)控：在巡視過程中留下了大量的影像資料，并定期做好總結(jié)，以便在今后的工作中進(jìn)行比較和分析。

3.常態(tài)化管理模式

3.1操作流程：通過06～08年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，編寫了《陳行水庫微囊藻生態(tài)治理操作手冊》，手冊中圖文并茂，言簡意賅的對生態(tài)治理期間的各項(xiàng)工作進(jìn)行了陳述。并在之后的工作中不斷改進(jìn)和完善。

3.2數(shù)據(jù)積累：主要包括：1.每日各觀察點(diǎn)實(shí)景照片；2.生態(tài)治藻圖冊；3.工作計(jì)劃、階段小結(jié)、治理總結(jié)等報(bào)告。

3.3管理模式：形成了一套完善的“四點(diǎn)三線”管理模式，并在實(shí)踐中證實(shí)了其特有的優(yōu)越性。所謂“四點(diǎn)三線”管理模式即四個(gè)職能點(diǎn)和三條協(xié)作路線。四個(gè)只能點(diǎn)分別是：專項(xiàng)管理者（水質(zhì)管理者）、技術(shù)支持（復(fù)旦大學(xué)科研力量）、決策層（廠級和公司領(lǐng)導(dǎo)）、基層操作者（基層員工）。三條協(xié)作路線即以專項(xiàng)管理者為核心，向另外三個(gè)職能點(diǎn)輻射，互通信息、商議決策并下達(dá)指令的管理模式。該管理模式還獲得2012年上海市企業(yè)管理現(xiàn)代化創(chuàng)新成果二等獎(jiǎng)。

4.結(jié)論

4.1微囊藻存在的必然性：首先，該物種的存在是自然規(guī)律，并普遍存在于長江流域的水體中；其次，由于陳行水庫是開放性水體，不斷的從長江和寶鋼水庫取水，必然引入微囊藻種源；再次，由于陳行水庫的水體特征適合微囊藻生長并且滯留庫內(nèi)，所以在沒有采取任何治理手段的情況下，極易發(fā)生微囊藻水華。

4.2持續(xù)性的動態(tài)平衡：生態(tài)治藻的過程是漫長的，有很長的持續(xù)性，并非一勞永逸。生態(tài)治藻的本質(zhì)是動態(tài)平衡，主要因素是魚和藻的總量，以及魚群的濾食效率。魚群對微囊藻的濾食效率決定了控藻效果，可以調(diào)整濾食魚類的總量，并通過調(diào)節(jié)水位保證魚藻分布一致性，從而達(dá)到控制微囊藻總量的效果。

4.3常態(tài)化管理：通過近幾年的實(shí)踐和摸索，從技術(shù)方法、人員培養(yǎng)到工作流程都形成了較為成熟的模式，并能在實(shí)踐中逐漸完善，達(dá)到了常態(tài)化管理的要求。

4.4生態(tài)治理的成果：

4.4.1實(shí)際效果：自2006年開始生態(tài)治藻專項(xiàng)工作以來，陳行水庫至今已連續(xù)7年未發(fā)生微囊藻水華現(xiàn)象，并達(dá)到常態(tài)化管理的狀態(tài)。

4.4.2逐步優(yōu)化：在治理之初，雖然沒有發(fā)生水華，但是局部水面仍有微囊藻堆積的現(xiàn)象，需要物理清藻作為輔助手段。之后，通過對魚苗的補(bǔ)充和捕撈，水位的調(diào)控等技術(shù)手段的改善使生態(tài)治藻效果有了進(jìn)一步的提高，夏季水面無微囊藻大面積堆積現(xiàn)象，2009年之后基本不需要進(jìn)行物理清藻。

4.4.3經(jīng)驗(yàn)積累：積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和大量的數(shù)據(jù)資料，既是對以往工作的總結(jié)，也是指導(dǎo)今后工作的依據(jù)。