白沙水庫“保水”漁業(yè)凈化水質(zhì)探索

□王朝輝 □楊迎迎 □李紅斌（河南省白沙水庫管理局）

1 白沙水庫概況

白沙水庫位于淮河流域沙潁河水系潁河上游河南省禹州市和登封市交界處，庫容2.95億m3，控制流域面積9.85萬hm2，水庫最大水面面積約2000hm2，可養(yǎng)魚水面面積為600hm2，庫底土質(zhì)為壤土及粘質(zhì)壤土，pH7.50～8.00。水質(zhì)酸堿度適中，水中浮游動、植物豐富，魚類的天然餌料充足，適合魚類的生長和繁育。

2 白沙水庫水質(zhì)污染現(xiàn)狀

2.1 外源污染

白沙水庫上游的登封市生活和工業(yè)污廢水未經(jīng)無害化處理流向水庫，造成水體污染。主要排污口年排污廢水總量1348萬t，年排污染物質(zhì)量1.40萬t。

2.2 網(wǎng)箱養(yǎng)殖污染

庫區(qū)無序的網(wǎng)箱養(yǎng)殖所帶來的飼料、藥物等投入品也給水庫帶來了很大污染。國內(nèi)外學者研究結(jié)果表明，網(wǎng)箱養(yǎng)殖每生產(chǎn)1t魚產(chǎn)品，向水體排放的氮、磷和碳分別為：9.04×10-2～1.56×10-1t、1.02×10-2～8.66×10-2t和 5.61×10-1t～9.52×10-1t；外排的生物耗氧量（BOD）為 3.46×10-2t。

綜上所述，白沙水庫主要有兩大污染源：一是上游排放的工業(yè)和生活污水，年排污染物質(zhì)量1.40萬t；二是庫區(qū)內(nèi)無序的網(wǎng)箱養(yǎng)魚，年排總氮70t、總磷30t、總碳400t、生化需氧量17.30t。

1996年以前，白沙水庫還是Ⅰ類水，2003年被污染為Ⅱ類，2008年水庫水質(zhì)已下降到Ⅳ類。

3 “保水”漁業(yè)的內(nèi)涵

針對目前我國水庫普遍面臨營養(yǎng)鹽過量輸入，水庫原有生物群落不能有效抵御外來影響而導致水庫生態(tài)功能退化，呈現(xiàn)富營養(yǎng)化癥狀時，以水質(zhì)保護為目標，調(diào)控水體的生物特別是魚類群落結(jié)構(gòu)，放養(yǎng)濾食性魚類，通過魚類對浮游生物的牧食來控制浮游生物豐度，同時將浮游生物轉(zhuǎn)化為魚產(chǎn)品；當魚類生長到一定規(guī)格后通過捕撈魚產(chǎn)品的形式，大量移出水庫中的浮游生物等有機物，遏制水體富營養(yǎng)化進程，使水庫生態(tài)系統(tǒng)的恢復力和穩(wěn)定性提高，維持水體自凈能力。污染物轉(zhuǎn)化、降解的途徑主要有化學途徑、物理途徑和生物途徑3種；移出水庫的途徑也有3種：氣化后釋放到大氣、溶解態(tài)物質(zhì)隨水流流出庫區(qū)以及隨生物體移出庫區(qū)（如水生昆蟲的羽化、商品魚類的起捕等）。漁業(yè)對水庫水質(zhì)的凈化作用是高級凈化，是其它物理或化學方法無法比擬的。

4 水庫生物資源情況

以2008年為基準年進行評價。浮游生物旺盛生長季節(jié)，白沙水庫浮游植物現(xiàn)存量為7.10mg/l，浮游動物現(xiàn)存量為7.62mg/l。全年將生產(chǎn)浮游植物1.92萬t，浮游動物8229.60t。如果以鰱、鳙控制和轉(zhuǎn)化浮游生物為例，轉(zhuǎn)化白沙水庫全年生產(chǎn)的浮游生物所需的鰱、鳙數(shù)量可采用推算法計算：先由能量轉(zhuǎn)化效率計算出全年全庫生產(chǎn)的浮游生物轉(zhuǎn)化為魚肉的潛力，再由鰱、鳙生長特性計算生產(chǎn)魚產(chǎn)量所需放養(yǎng)的魚種數(shù)量即為所求。

浮游生物轉(zhuǎn)化為魚肉有兩條途徑：牧食鏈和腐食鏈。

4.1 通過牧食鏈，浮游生物可轉(zhuǎn)化為鰱、鳙潛力

式中，Y鰱—鰱魚產(chǎn)量（t）；Y鳙—鳙魚產(chǎn)量（t）；Y浮游植物—浮游植物生產(chǎn)量（t）；Y浮游動物—浮游動物全年生產(chǎn)量（t）；μ—浮游生物被魚類的直接利用率（浮游植物被鰱的直接利用率μ=20%；浮游動物被鳙的直接利用率μ=50%）;K—餌料系數(shù)（浮游植物對鰱的餌料系數(shù)K=30；浮游動物對鳙的餌料系數(shù)K=10）。

4.2 通過腐食鏈，浮游生物轉(zhuǎn)化為鰱、鳙潛力約為牧食鏈的30%～50%

根據(jù)白沙水庫水質(zhì)富營養(yǎng)型的實際情況，按40%計算，則此部分魚產(chǎn)力為215.71t。

綜上可得，白沙水庫全年生產(chǎn)的浮游生物，轉(zhuǎn)化為鰱、鳙的潛力為755t。即，如果采用鰱、鳙的方式來調(diào)控和轉(zhuǎn)化浮游生物，則當鰱、鳙全年生產(chǎn)量達到755t時，全庫全年生產(chǎn)的浮游生物可得以有效轉(zhuǎn)化。

5 “保水”漁業(yè)原理

5.1 指導思想

通過放流增殖和不投餌網(wǎng)箱養(yǎng)殖濾食性魚類，利用生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的功能，將水庫內(nèi)的有機營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成魚類等水產(chǎn)品，并以水產(chǎn)品形式帶出水庫，減輕水體氮、磷等營養(yǎng)負荷。白沙水庫主要有上游工業(yè)、生活污水和庫區(qū)網(wǎng)箱養(yǎng)殖污染兩大污染源。以2008年為基準年，若要保持上一年水質(zhì)狀況，則全年需要在庫中轉(zhuǎn)化、降解的物質(zhì)主要有：總氮70t、總磷35t、總碳400t、化學需氧量7580.70t、懸浮物6279.60t、五日生化需氧量102.80t、揮發(fā)酚 2.63×10-1t、氰化物 3.96×10-2t、汞 2.40×10-3t、六價鉻 1.28×10-1t。

5.2 增養(yǎng)殖措施

在保證水庫防洪功能和水利設(shè)施安全前提下，整個庫區(qū)水面均劃為大水面增養(yǎng)殖區(qū)。大水面增養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)另設(shè)魚種網(wǎng)箱培育區(qū)，用于鰱、鳙等苗種的培育。魚種培育網(wǎng)箱以不投餌網(wǎng)箱為主，少量搭配投餌網(wǎng)箱，用于魴、鯉、鯽及青、草魚規(guī)格魚種的培育。

5.3 年捕撈努力量

捕撈努力量依據(jù)庫中需要轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量推算確定。

根據(jù)水庫全年浮游生物生產(chǎn)量推算，每年需從水庫產(chǎn)出755t鰱、鳙才能有效轉(zhuǎn)化浮游生物?？紤]到銀魚經(jīng)濟價值高于鰱、鳙，且牧食浮游動物，將捕撈努力量調(diào)整為：鰱185t，鳙535t，大銀魚35t。濾食性魚類年起捕總量為755t。

除浮游生物需要轉(zhuǎn)化以外，水庫中的底棲生物、周叢生物及小型野雜魚類等也需要轉(zhuǎn)化，從而實現(xiàn)物質(zhì)、能量有效移出庫外的目的。根據(jù)水庫以往漁業(yè)產(chǎn)量狀況，確定非濾食性魚類全年捕撈量為：魴 40t，鯉、鯽 40t，鱖、鯰、草魚、青魚、黃顙魚、赤眼鱒等其它魚類共40t。非濾食性魚類年起捕總量為120t。

5.4 魚種規(guī)格及數(shù)量

放流種類主要為常規(guī)魚種鰱、鳙、草魚、青魚、鯉、鯽、魴等，增殖種類為黃顙魚、鯰、鱖、赤眼鱒、鲌類等。每年11月即可開始人工放流。

貝類增殖、移植種類為蜆類、螺類、蚌類等，于2009年4月前投放20t，以后加以保護和增殖。移植貝類主要目的有二：一是通過貝類的濾食，清除庫水中浮游生物及有機碎屑；二是將貝類作為物質(zhì)、能量轉(zhuǎn)移中間環(huán)節(jié)，以利于庫區(qū)浮游生物和有機碎屑等快速轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟魚類，再捕撈移出庫外。

根據(jù)年捕撈努力量可推算出白沙水庫魚種年需求數(shù)量。

2009年：大規(guī)格魚種174.80t；水花1522萬尾。2010年及以后：水花1522萬尾/年，大銀魚年需受精卵200萬粒。

5.5 網(wǎng)箱面積比

育種網(wǎng)箱占全庫養(yǎng)魚面積的1.37‰，其中投餌網(wǎng)箱0.04‰，不投餌網(wǎng)箱1.33‰。據(jù)有關(guān)研究，若飼料蛋白質(zhì)含量32%，飼料系數(shù)2，每1t飼料被魚攝食利用后，將產(chǎn)生7×10-3t廢棄磷溶入水中。本“保水”漁業(yè)措施限定庫區(qū)投餌網(wǎng)箱養(yǎng)殖最大的規(guī)模16t，以餌料系數(shù)2計，相應(yīng)投喂飼料32t，將產(chǎn)生有機物近12.80t、總氮1.12t和總磷2.24×10-1t。白沙水庫以多年平均徑流量1.54億m3計，投餌網(wǎng)箱進入水庫的有機物、總氮、總磷分別為 8.30×10-2mg/l、7.28×10-3mg/l、1.46×10-3mg/l。

根據(jù)我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》GB3838－2002，總磷（TP）含量，Ⅱ類水質(zhì)不超出0.10mg/l（湖庫2.50×10-2mg/l），Ⅲ類水質(zhì)不超出0.20mg/L（湖庫5×10-2mg/l）。白沙水庫投餌網(wǎng)箱養(yǎng)殖造成的磷污染強度為Ⅱ類水質(zhì)湖庫磷含量指標的1/20、Ⅲ類水質(zhì)湖庫磷含量指標的1/160、國際水體富營養(yǎng)化磷含量指標的1/16，表明在水體自凈能力范圍內(nèi)發(fā)展養(yǎng)殖不會造成庫區(qū)水域富營養(yǎng)化。

投餌網(wǎng)箱養(yǎng)殖的有機負荷估算:由投餌網(wǎng)箱養(yǎng)殖進入水體的有機物被細菌分解無機物時會消耗氧氣，一般用生物化學需氧量BOD5表示。養(yǎng)殖16t魚的有機物污染量8.30×10-2mg/l,會造成白沙水庫水域溶解氧量下降0.30mg/l。由于白沙水庫水體溶解氧量約為6.90mg/l，故白沙水庫水域溶解氧量下降量只相當于水庫正常溶解氧量1/25左右，對水域溶解氧含量不會有影響，不會造成水體污染。

5.6 捕撈

5.6.1 方式

捕撈方式采用全年分散捕撈與年底集中捕撈相結(jié)合的方式。

5.6.2 數(shù)量

規(guī)劃全年分散捕撈270t，年底集中捕撈600t。其中：大銀魚集中在年底（12月中旬至翌年元月初，水溫5～8℃）捕撈，同時人工采卵授精，進行銀魚增殖工作。

魚類一般含氮2.50%～3.50%、磷0.30%～0.90%左右。每從水中捕撈1×10-3t魚或在不投飼料的情況下生產(chǎn)1×10-3t魚，就可從水中取出約2.50×10-5～3.50×10-5t氮和3×10-6～9×10-6t磷，因此白沙水庫魚類增殖和不投餌網(wǎng)箱養(yǎng)殖的發(fā)展規(guī)模越大，漁業(yè)對水域的凈化作用也就越大。年魚類資源增殖捕撈產(chǎn)量870t，可消除30t氮和7t磷，可降低白沙水庫水體磷含量6×10-3mg/L?？傮w來看，“保水”漁業(yè)能顯著提高水體自凈能力，有效凈化和修復水質(zhì)。

6 結(jié)論

白沙水庫“保水”型漁業(yè)針對白沙水庫生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及系統(tǒng)物質(zhì)和能量輸入、輸出平衡現(xiàn)狀，采用放流增殖和不投餌網(wǎng)箱養(yǎng)殖生態(tài)調(diào)控措施調(diào)整魚類群落結(jié)構(gòu)。通過生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的功能，利用魚類將營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成水產(chǎn)品，通過捕撈將營養(yǎng)物質(zhì)以水產(chǎn)品形式帶出庫區(qū)水域，消除水體氮磷營養(yǎng)負荷，達到以漁“治水”，以魚“保水”，維持水體自凈能力，凈化水質(zhì)、修復水生態(tài)環(huán)境。

水質(zhì)保護是一項持續(xù)時間長、艱難、細致的系統(tǒng)工作，必須提高認識，更新觀念，將水資源保護與水環(huán)境修復工作納入到水利工程管理工作框架體系內(nèi)。