于橋水庫(kù)周邊水污染源近期治理工程環(huán)境效益評(píng)估

馮思軍，宋兵魁

（1.天津市水利科學(xué)研究院，天津300061；2.天津市環(huán)境科學(xué)研究院，天津300191）

于橋水庫(kù)周邊水污染源近期治理工程環(huán)境效益評(píng)估

馮思軍1，宋兵魁2

（1.天津市水利科學(xué)研究院，天津300061；2.天津市環(huán)境科學(xué)研究院，天津300191）

2010年以來，天津市投資2.8億元，實(shí)施了近4年的于橋水庫(kù)周邊水污染源近期治理工程，對(duì)庫(kù)區(qū)水體、水庫(kù)周邊及上游黎河支流開展了污染治理、生態(tài)修復(fù)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等一系列工程。經(jīng)對(duì)近期治理工程進(jìn)行科學(xué)環(huán)境效益評(píng)估，顯示該工程的實(shí)施有效消減了庫(kù)周和上游污染；庫(kù)周污染物入庫(kù)量和相應(yīng)入庫(kù)比例明顯下降，庫(kù)周污染物年均入庫(kù)量TN、TP較工程實(shí)施前分別下降41%、15%。工程實(shí)施促進(jìn)了水庫(kù)管理水平的提升，工程建設(shè)和治理效果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

水源保護(hù)；環(huán)境效益評(píng)估；近期治理工程；于橋水庫(kù)

1 項(xiàng)目背景

于橋水庫(kù)是天津市引灤入津城市供水系統(tǒng)的重要調(diào)蓄水庫(kù)，是重要的城市飲用水源地。近年來，隨著灤河流域、于橋水庫(kù)上游匯水流域及庫(kù)區(qū)周邊村鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，水庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化呈加劇趨勢(shì)，水庫(kù)內(nèi)水草泛濫、藻類生長(zhǎng)，水庫(kù)藻類暴發(fā)幾率增加，對(duì)天津市城市供水和市民飲用水安全構(gòu)成威脅。為確保庫(kù)區(qū)水安全、改善庫(kù)區(qū)水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，根據(jù)天津市委、市政府指示和《關(guān)于加強(qiáng)引灤水源保護(hù)近期工作意見》（津政發(fā)〔2009〕15號(hào)）的要求，天津市水務(wù)局在2009年開展的于橋水庫(kù)水污染防治及水環(huán)境保護(hù)工程（示范工程）的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步組織實(shí)施了于橋水庫(kù)周邊水污染源近期治理工程。通過采用生物、物理等措施，消減水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)鹽負(fù)荷，促進(jìn)水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)向良性循環(huán)恢復(fù)；通過在湖濱帶建設(shè)防護(hù)林和蘆葦濕地，防止庫(kù)周污水污染物侵入庫(kù)區(qū)，保護(hù)庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)；通過對(duì)匯水區(qū)域的溝道坑塘、臨水村落環(huán)境等治理工程實(shí)施，消減入庫(kù)污染物，改善庫(kù)區(qū)的水生態(tài)環(huán)境和水質(zhì)狀況；通過黎河支流口示范工程實(shí)施，減輕黎河污染負(fù)荷，為水庫(kù)上游主要污染河道的治理總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而推動(dòng)上游區(qū)域點(diǎn)面源治理的進(jìn)程。最終，達(dá)到改善水庫(kù)及周邊環(huán)境現(xiàn)狀，遏制水質(zhì)惡化趨勢(shì)，防止水藻的爆發(fā)；降低庫(kù)區(qū)水體N、P濃度，在上游來水水質(zhì)不惡化的條件下，水質(zhì)總體水平由Ⅴ類提高到Ⅳ類，保障城市供水安全；建立較為完善的庫(kù)周垃圾分類、轉(zhuǎn)運(yùn)、處理體系，改善人民生產(chǎn)生活質(zhì)量，促進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展；減少黎河支流口的污染物輸入、保障黎河輸水水質(zhì)安全的效果。

2 項(xiàng)目總體布置

于橋水庫(kù)周邊污染源近期治理工程主要針對(duì)水庫(kù)庫(kù)區(qū)、水庫(kù)庫(kù)周、水庫(kù)上游引灤輸水的黎河河道3大區(qū)域進(jìn)行治理。

2.1 水庫(kù)庫(kù)區(qū)

庫(kù)區(qū)水體治理措施包括魚苗放養(yǎng)，水草（藻）打撈，湖濱帶防護(hù)林和蘆葦濕地建設(shè)。

2.2 庫(kù)周區(qū)域

庫(kù)周治理區(qū)包括溝道和村落治理兩部分。

（1）匯流溝道治理工程。選擇水庫(kù)周邊主要匯流的21條溝道，通過溝道清淤、溝坡整治和植被布置、溝口設(shè)置截污不攔洪的攔污控制壩，構(gòu)筑溝道生物凈化體系。同時(shí)，對(duì)溝道附近的坑塘清整后進(jìn)行綠化，并與相近的溝道相連接，形成多級(jí)溝塘系統(tǒng)。

（2）村落治理工程。針對(duì)垃圾和養(yǎng)殖污染進(jìn)行治理，建立村內(nèi)垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)以及垃圾處理場(chǎng)，處理庫(kù)周生活垃圾。同時(shí)，對(duì)庫(kù)周未規(guī)劃搬遷村落建設(shè)戶用沼氣池和養(yǎng)殖小區(qū)沼氣池。

2.3 水庫(kù)上游引灤輸水的黎河河道

利用人工濕地等生態(tài)修復(fù)措施，實(shí)施西山橋、龍灣橋、高各莊、崔家莊4個(gè)主要黎河支流治理工程，凈化上游黎河河道污染物。

3 項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容

項(xiàng)目分一期和二期，包括以下8方面建設(shè)內(nèi)容。

3.1 庫(kù)區(qū)水體生態(tài)恢復(fù)工程

包括投放魚苗1 880萬(wàn)尾，購(gòu)置水草收割及運(yùn)轉(zhuǎn)船只15艘，建設(shè)堆草場(chǎng)6處、浮動(dòng)碼頭12座、船只停放場(chǎng)1處，埋設(shè)界樁1 387個(gè)。

3.2 村落治理工程

一期包括庫(kù)周7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)111個(gè)村落垃圾清運(yùn)、轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)購(gòu)置4 812個(gè)垃圾箱、413輛保潔車、34輛清運(yùn)車，建設(shè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站1處、戶用沼氣池2 771座和養(yǎng)殖小區(qū)規(guī)模沼氣池15座。二期包括建設(shè)戶用沼氣池2 200座，治理大辛莊村溝道，在庫(kù)區(qū)北岸馬伸橋鎮(zhèn)建立1座規(guī)模為150 t/d的生活垃圾處理場(chǎng)。

3.3 污水多級(jí)溝塘處理工程

包括治理水庫(kù)周邊主要徑流匯水溝道21條、馬伸橋濕地系統(tǒng)工程、坑塘治理工程38個(gè)。

3.4 庫(kù)區(qū)周邊魚池清除工程

包括清理庫(kù)北七里峰以南、大巨各莊以東和庫(kù)南五百戶以北的魚塘共150 hm2。

3.5 湖濱帶生態(tài)防護(hù)林建設(shè)工程

包括在水庫(kù)周邊栽植防護(hù)林153.33 hm2，建設(shè)濕地棧橋1處。

3.6 水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)施完善工程

包括新建黎河入境斷面水文水質(zhì)聯(lián)合監(jiān)測(cè)斷面、完善水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備，新建沙河水文測(cè)量斷面、配備對(duì)應(yīng)的河段基礎(chǔ)設(shè)施和水文測(cè)報(bào)設(shè)施。

3.7 軟科學(xué)研究工程

開展于橋水庫(kù)水質(zhì)改善技術(shù)研究與示范項(xiàng)目和于橋水庫(kù)藍(lán)藻水草監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究項(xiàng)目的科研工作，全面調(diào)查摸清當(dāng)前于橋水庫(kù)污染程度和生物結(jié)構(gòu)，建立于橋水庫(kù)藍(lán)藻預(yù)警指標(biāo)和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，研究改善水質(zhì)、降低藍(lán)藻爆發(fā)風(fēng)險(xiǎn)等措施。

3.8 上游黎河支流口濕地治理示范工程

一期包括西山橋支流口治理工程、規(guī)模4 500 m3/d，龍灣橋支流口治理工程、規(guī)模3 400 m3/d；二期包括高各莊支流口治理工程、規(guī)模4 876 m3/d，崔家莊支流口治理工程、規(guī)模8 704 m3/d。

4 工程環(huán)境效益評(píng)估

4.1 評(píng)估目的

（1）以近期治理工程去除的污染物（COD、TN、 NH3-N、TP、SS）為重點(diǎn)，通過對(duì)每個(gè)工程建設(shè)與運(yùn)行效果的現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)調(diào)查和試驗(yàn)分析，結(jié)合于橋水庫(kù)污染物出入庫(kù)變化的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和歷史資料，系統(tǒng)評(píng)估于橋水庫(kù)周邊水污染源近期治理工程的實(shí)施對(duì)于橋水庫(kù)水質(zhì)所起的作用，客觀評(píng)價(jià)工程的真實(shí)效益，提出改進(jìn)對(duì)策。

（2）對(duì)相關(guān)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境改善和公眾水環(huán)境保護(hù)意識(shí)進(jìn)行評(píng)估，重點(diǎn)對(duì)于橋水庫(kù)周邊村莊、溝道、坑塘的垃圾清運(yùn)和綠化管理工作以及庫(kù)周村落居民公眾水環(huán)境保護(hù)意識(shí)的評(píng)估，明確于橋水庫(kù)近期治理工程所產(chǎn)生的生態(tài)效益及公眾對(duì)該項(xiàng)工程的滿意度及環(huán)保意識(shí)提高情況。

4.2 評(píng)估方法

主要采用4種方法，即現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法、污染負(fù)荷估算法、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法、模型計(jì)算法。具體情況，見表1。

4.2.1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法

調(diào)查近期治理工程實(shí)施前于橋水庫(kù)周邊基本情況、水庫(kù)水質(zhì)情況、已開展的工程建設(shè)情況。對(duì)每一項(xiàng)治理工程，實(shí)地調(diào)查了解工程建設(shè)和完成情況、運(yùn)行效果以及周邊居民對(duì)工程的意見建議。調(diào)查近期工程實(shí)施后，水庫(kù)周邊環(huán)境和水庫(kù)水質(zhì)變化情況。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查本次治理涉及的于橋水庫(kù)上游支流沿線的污染情況。

4.2.2 污染負(fù)荷估算法

對(duì)產(chǎn)生污染去除的分項(xiàng)工程，采用通用污染負(fù)荷估算法，評(píng)估工程建設(shè)運(yùn)行對(duì)主要污染物去除量、入庫(kù)量大小的核算。

4.2.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法

對(duì)于產(chǎn)生污染去除的部分分項(xiàng)工程，采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法，修正各項(xiàng)工程的污染負(fù)荷估算方法。在汛期、非汛期，就各項(xiàng)工程對(duì)降雨徑流污染去除情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。模型計(jì)算法中，也采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法。

4.2.4 模型計(jì)算法

測(cè)算工程實(shí)施以來于橋水庫(kù)污染物入庫(kù)量，對(duì)庫(kù)周面源采用SWAT模型測(cè)算，對(duì)上游3條支流和引灤來水的污染負(fù)荷采用一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行測(cè)算。

4.3 評(píng)估結(jié)論

4.3.1 工程實(shí)施取得了顯著的環(huán)境效益

（1）有效消減庫(kù)周和上游污染，庫(kù)周污染入庫(kù)量明顯下降，入庫(kù)比重降低。工程實(shí)施以來，年去除污染物TN、TP、COD、NH3-N入庫(kù)量分別為290.27、49.52、258.62、26.81 t，有效消減了庫(kù)周和部分上游污染物，特別是全方位去除了庫(kù)周農(nóng)村、養(yǎng)殖、溝道污染物。庫(kù)周2009—2011年污染物年均入庫(kù)量TN、TP分別為355、29 t，較水庫(kù)1983—2008年污染物年均入庫(kù)研究結(jié)果分別下降了41%、15%。于橋水庫(kù)庫(kù)周主要污染物入庫(kù)量變化情況，見表2。

表1 于橋水庫(kù)近期治理工程環(huán)境效益評(píng)估采用主要方法

表2 于橋水庫(kù)庫(kù)周主要污染物入庫(kù)量變化情況

工程實(shí)施以來，庫(kù)周污染物入庫(kù)比重降低。2009—2011年于橋水庫(kù)入庫(kù)TN負(fù)荷中，3條支流占43.5%，引灤來水占46%，水庫(kù)周邊占10.5%；入庫(kù)TP負(fù)荷中，3條支流占58%，引灤來水占34%，水庫(kù)周邊占8%。水庫(kù)周邊污染物負(fù)荷比例，較2008年前（TN負(fù)荷占13.9%、TP負(fù)荷占38.57%）均出現(xiàn)下降。3大支流和引灤輸水仍是水庫(kù)污染物的主要來源。于橋水庫(kù)近期治理工程實(shí)施以來主要污染物入庫(kù)量計(jì)算結(jié)果，見表3。

（2）除引灤輸水期外，于橋水庫(kù)水質(zhì)基本保持穩(wěn)定。治理工程實(shí)施以來，2009、2010、2011年于橋水庫(kù)管理處水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，除了歷次引灤輸水期和2012年7—8月的3場(chǎng)暴雨影響外，水庫(kù)污染物基本保持穩(wěn)定。2009—2011年于橋水庫(kù)水體中TN整體呈下降趨勢(shì)，2011年好于2010年，2010年好于2009年（2011年部分月份偏高是由于引灤來水TN偏高所致）；水庫(kù)水體中高錳酸鹽指數(shù)含量保持穩(wěn)定；再次說明近期治理工程取得了較好的水環(huán)境保護(hù)效果。縱觀2009—2012年近4年水庫(kù)水質(zhì)指標(biāo)變化情況發(fā)現(xiàn)，TN、TP和高錳酸鹽指數(shù)總體呈略上升趨勢(shì)，如圖1-3所示，圖中水質(zhì)數(shù)據(jù)包括2009—2011年全年以及2012年前11個(gè)月的水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，圖中細(xì)橫線為地表水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，粗橫線為水質(zhì)指標(biāo)近4年變化趨勢(shì)線。

表3 于橋水庫(kù)近期治理工程實(shí)施以來主要污染物入庫(kù)量計(jì)算結(jié)果

圖12009 -2012年于橋水庫(kù)庫(kù)中心TN濃度變化趨勢(shì)

（3）水庫(kù)水生態(tài)環(huán)境明顯改善。近期治理工程實(shí)施的魚苗放養(yǎng)和水草打撈等水體生態(tài)修復(fù)工程，在水庫(kù)生態(tài)改善方面發(fā)揮了明顯作用。于橋水庫(kù)的魚比往年增多了，魚類對(duì)水藻的吞噬作用對(duì)抑制菹草和藻類產(chǎn)生發(fā)揮了一定作用，間接改善了水庫(kù)水質(zhì)。于橋水庫(kù)捕撈秩序是近幾年來最好的，特別是通過延長(zhǎng)封庫(kù)休漁期，漁業(yè)資源得到有效保護(hù)，2012年出現(xiàn)鯽魚、鯉魚集群現(xiàn)象。水草打撈有效去除了大量繁殖的菹草，保持了水生植物的生態(tài)平衡。

圖2 2009-2012年于橋水庫(kù)庫(kù)中心TP濃度變化趨勢(shì)

圖3 2009-2012年于橋水庫(kù)庫(kù)中心高錳酸鹽指數(shù)濃度變化趨勢(shì)

4.3.2 工程實(shí)施有效提升了水庫(kù)的管理水平

工程實(shí)施建立了沙河水文測(cè)量斷面、在老果河橋下游增設(shè)了一省界水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面和購(gòu)置了水文、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了迅捷、準(zhǔn)確地提供上游水質(zhì)、水量變化信息，解決了水文與水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面不一致，彌補(bǔ)了引灤黎河河道水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的不足，提高了水量水質(zhì)監(jiān)控水平，為推動(dòng)于橋水庫(kù)上游水源保護(hù)工作提供了重要基礎(chǔ)保障。科學(xué)研究項(xiàng)目實(shí)施建立了于橋水庫(kù)藍(lán)藻預(yù)警系統(tǒng)，提出了水生植物、動(dòng)物管理方案，為今后優(yōu)化于橋水庫(kù)管理調(diào)度、保障城市供水安全提供了技術(shù)支撐。

4.3.3 工程實(shí)施產(chǎn)生了廣泛的社會(huì)效益

（1）庫(kù)周村落基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，村容村貌顯著提升。村落垃圾治理及處理轉(zhuǎn)運(yùn)工程實(shí)現(xiàn)了村內(nèi)、村外及水庫(kù)周邊環(huán)境整潔，水庫(kù)湖濱帶及村落內(nèi)原來隨意丟棄的垃圾被徹底清除干凈，農(nóng)村居住環(huán)境煥然一新?？犹痢系乐卫砉こ痰膶?shí)施，使原有淤積嚴(yán)重、垃圾遍布的溝道及坑塘得到了徹底清理，也使得水庫(kù)周邊居民生活環(huán)境大大改善。實(shí)施的大量沼氣池建設(shè)工程，解決了農(nóng)村生活污水和垃圾以及畜禽養(yǎng)殖污染問題，改善了水庫(kù)周圍村落村容村貌。

（2）庫(kù)周居民環(huán)境保護(hù)意識(shí)明顯提高。近期治理工程是一項(xiàng)公益工程、民生工程。經(jīng)走訪調(diào)查顯示，近期治理工程得到了當(dāng)?shù)鼐用竦拇罅χС趾蛽碜o(hù)，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)在對(duì)居民宣傳教育基礎(chǔ)上，建立了垃圾收集的長(zhǎng)效管理機(jī)制，確保了各項(xiàng)措施發(fā)揮效益。水庫(kù)周邊居民切身體會(huì)到了工程實(shí)施后帶來的環(huán)境效益，環(huán)境保護(hù)意識(shí)明顯提高。

5 后續(xù)治理建議

5.1 政策建議

一是將引灤水源保護(hù)納入京津冀協(xié)同發(fā)展重要國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃；二是推動(dòng)潘家口、大黑汀水庫(kù)及黎河輸水河道劃定為飲用水源保護(hù)區(qū)；三是積極研究建立引灤水源保護(hù)跨省生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。

5.2 管理建議

一是強(qiáng)化近期治理工程后期運(yùn)行管理；二是妥善做好庫(kù)區(qū)移民搬遷工作；三是加強(qiáng)于橋水庫(kù)周邊污染點(diǎn)源管理；四是全面加強(qiáng)水庫(kù)水質(zhì)預(yù)警執(zhí)法；五是扎實(shí)推進(jìn)飲用水源突發(fā)事件應(yīng)急能力建設(shè)。

5.3 工程建議

一是加快實(shí)施于橋水庫(kù)入庫(kù)口前置庫(kù)工程；二是進(jìn)一步完善庫(kù)周污染治理工程；三是實(shí)施周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)面源污染治理工程；四是繼續(xù)開展上游沿線污染治理示范工程；五是進(jìn)一步優(yōu)化后期治理工程設(shè)計(jì)；六是建立沙河、淋河上游的水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面，實(shí)現(xiàn)沙河、淋河水文水質(zhì)的聯(lián)合監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)共享。

TV213.4;X524

B

1004-7328（2014）04-0010-04

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.04.004

2014-03-20

天津市水利基金項(xiàng)目（H-201208-Z-G-026）

馮思軍（1978-），男，工程師，主要從事飲用水源地保護(hù)、水資源研究工作。