祿勸縣云龍庫(kù)區(qū)水環(huán)境營(yíng)養(yǎng)鹽變化趨勢(shì)及對(duì)策分析

蔡汝妍

(祿勸縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站，云南 祿勸 651500)

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祿勸縣云龍庫(kù)區(qū)水環(huán)境營(yíng)養(yǎng)鹽變化趨勢(shì)及對(duì)策分析

蔡汝妍

(祿勸縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站，云南 祿勸 651500)

在分析云龍庫(kù)區(qū)來水河流水質(zhì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，深入分析入庫(kù)河流水質(zhì)和云龍水庫(kù)水質(zhì)、污染來源、貢獻(xiàn)率、營(yíng)養(yǎng)鹽變化趨勢(shì)、分布特征、污染特征，研究結(jié)果表明庫(kù)區(qū)河流水質(zhì)部分指標(biāo)超其水功能要求，水庫(kù)水質(zhì)總體為Ⅱ類，部分超Ⅱ類水功能保護(hù)目標(biāo)，水體為中度營(yíng)養(yǎng)狀況，部分水域出現(xiàn)藍(lán)藻暴發(fā)。在此基礎(chǔ)上提出防治對(duì)策。

云龍庫(kù)區(qū)；水環(huán)境營(yíng)養(yǎng)鹽；污染狀況；對(duì)策措施

云龍水庫(kù)庫(kù)區(qū)位于昆明市祿勸縣境內(nèi)云龍鄉(xiāng)，地理坐標(biāo)：北緯25°5′16″，東經(jīng)102°22′30″，海拔2068m，庫(kù)區(qū)匯水面積約745km2，庫(kù)容量4.84億m3，庫(kù)區(qū)主要來水河流有石板河、水城河及老木河，石板河和老木河地處祿勸縣，水城河地處武定縣，常年平均年徑流量為3.13億m3/a。云龍水庫(kù)自2007年建成開始蓄水以來，每天向昆明市供水達(dá)80萬(wàn)m3，約占到昆明市城市供水的80%以上，其作用和重要性不言而喻。近年來由于庫(kù)區(qū)上游較快的經(jīng)濟(jì)和人口發(fā)展，致使庫(kù)區(qū)水環(huán)境的壓力越來越大，庫(kù)區(qū)水體出現(xiàn)了營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象[1-3]，如2010年10月云龍水庫(kù)水體發(fā)生了藍(lán)藻暴發(fā)現(xiàn)象，藍(lán)藻水華分布于石板河及水城河入庫(kù)口，這種現(xiàn)象國(guó)內(nèi)其它水庫(kù)也有報(bào)道[2]，表明水庫(kù)已出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)化的跡象。本文在水庫(kù)及來水河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，深入分析入庫(kù)河流水質(zhì)和云龍水庫(kù)水質(zhì)、污染來源、貢獻(xiàn)率、營(yíng)養(yǎng)鹽變化趨勢(shì)、分布特征、污染特征，提出防治對(duì)策。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)域

云龍水庫(kù)庫(kù)區(qū)流域面積為760km2，庫(kù)區(qū)涉及武定縣水城鄉(xiāng)和祿勸縣的雙化鄉(xiāng)、云龍鄉(xiāng)、撒云盤鎮(zhèn)，包括武定縣水城河，祿勸縣的石板河、老木河及云龍水庫(kù)。

1.2研究方法

采集研究范圍內(nèi)的河流、水庫(kù)2010—2015年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)[4]、水文數(shù)據(jù)、污染源狀況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等資料，根據(jù)《GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、單因子評(píng)價(jià)、回歸分析及spearman秩相關(guān)分析研究庫(kù)區(qū)水環(huán)境污染水平、變化規(guī)律及趨勢(shì)。

2　云龍庫(kù)區(qū)水環(huán)境質(zhì)量狀況

2.1水庫(kù)水環(huán)境質(zhì)量分析

云龍水庫(kù)庫(kù)區(qū)水面面積20.66km2，設(shè)計(jì)庫(kù)容4.8億m3，水功能區(qū)劃為Ⅱ類水保護(hù)目標(biāo)，定位為飲用水源地。根據(jù)《GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)云龍水庫(kù)2015年的水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析，從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析(表1)可看出，2015年云龍水庫(kù)水體為中度營(yíng)養(yǎng)水平，為36.5，綜合污染指數(shù)為11.3；9—12月份水庫(kù)氮磷水平較高，分別超Ⅱ類水保護(hù)目標(biāo)2.7倍和1.3倍，水質(zhì)除總氮、總磷、化學(xué)需氧量外，總體達(dá)到Ⅱ類水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。

2.2水體營(yíng)養(yǎng)鹽濃度年際變化分析

云龍水庫(kù)從2007年建成供水以來，由于受流域匯水區(qū)河流來水的影響，水庫(kù)水質(zhì)也不同程度在發(fā)生變化。從圖1中可以看出，水庫(kù)中總氮2010—2013年呈現(xiàn)逐漸上升的態(tài)勢(shì)，之后開始逐漸緩慢下降；總磷與總氮的變化趨勢(shì)一致；氨氮2010—2011年還處在較低的水平上，2012—2013年達(dá)到較高水平，之后開始逐年下降；化學(xué)需氧量從2010年逐年緩慢上升，2013年達(dá)最大峰值，之后開始下降。2014年后水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)鹽指標(biāo)濃度有所改善，表明流域面源環(huán)境治理取得一定的效果。

表1　云龍水庫(kù)2015年主要水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表　(mg/L)

2.3水體氮磷季節(jié)性變化分析

通常湖庫(kù)水質(zhì)變化與水期枯、豐、平的交替變化呈現(xiàn)關(guān)聯(lián)性的變化。研究分析枯、豐水期的水質(zhì)變化規(guī)律,對(duì)加強(qiáng)云龍水庫(kù)污染防治、改善和保持水環(huán)境具有重要的意義。從2015年云龍水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)鹽氮磷濃度月變化圖分析，進(jìn)入豐水期后水庫(kù)水體氮磷濃度呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì)，峰值出現(xiàn)在7—9月 (圖2,圖3)，表明這期間由于降雨將堆積在環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過地表徑流大量輸入水庫(kù)，因此在雨季時(shí)節(jié)采取治污措施能有效減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸入云龍水庫(kù)。

3　庫(kù)區(qū)水環(huán)境營(yíng)養(yǎng)鹽負(fù)荷空間分布特征分析

云龍庫(kù)區(qū)匯水區(qū)分布著3條河流：石板河、水城河及老木河，其中石板河徑流面積429km2，占庫(kù)區(qū)徑流面積的57.6%，流域人口45608人；水城河來自楚雄武定縣，水城河徑流面積166km2，占庫(kù)區(qū)徑流面積的22.3%，沿岸人口1520人；老木河為祿勸縣河流，徑流面積124km2，占庫(kù)區(qū)徑流面積的16.6%，沿岸人口2682人。根據(jù)污染排污系數(shù)分析，如按農(nóng)村生活污水人均產(chǎn)生量40kg/人·d，流失系數(shù)0.8，生活污水中COD、TN、TP 分別是28.7g/人·d、0.596g/人·d 和0.136 g/人·d 計(jì)，每年生活污染源排入的氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分別為：石板河的化學(xué)需氧量、氮、磷分別為477.7t、9.92t、2.26t；水城河的化學(xué)需氧量、氮、磷分別為22.47t、0.47t、0.11t；老木河的化學(xué)需氧量、氮、磷分別為15.92t、0.331t、0.075t。從圖4、圖5也可看出，總氮石板河占46%，水城河占29%；總磷老木河占40%，石板河占37%；因此水庫(kù)氮磷主要來自石板河及水城河。

4　水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)鹽變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析

2010年以來,云龍水庫(kù)先后發(fā)生了幾次藍(lán)藻水華現(xiàn)象,這表征庫(kù)區(qū)水體或多或少出現(xiàn)了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過多問題。本文采用spearman模型對(duì)2010—2015年水庫(kù)氮磷及高錳酸鹽指數(shù)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究。從spearman模型分析(表2)，2010—2015年，TP、TN的Rs=0.45<0.829臨界值,表明氮磷不具顯著性變化，但Rs>0，表明云龍水庫(kù)的氮磷濃度變化趨勢(shì)總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，表明水體營(yíng)養(yǎng)物逐步增多，水質(zhì)呈現(xiàn)緩慢變差的趨勢(shì)，因此對(duì)庫(kù)區(qū)水污染防治需盡早給予足夠的重視。代表水庫(kù)有機(jī)物的高錳酸鹽指數(shù)2010—2015年沒有明顯的上升，表明庫(kù)區(qū)流域面源有機(jī)物對(duì)水庫(kù)水質(zhì)影響較小。

表2　云龍水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)物變化趨勢(shì)秩相關(guān)統(tǒng)計(jì)表

5　水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)鹽與藍(lán)藻關(guān)聯(lián)性分析

表征湖庫(kù)水體水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)特征指標(biāo)通常有總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、透明度及葉綠素，當(dāng)水庫(kù)水體發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化后，水庫(kù)就會(huì)出現(xiàn)大量的藍(lán)藻和綠藻漂浮在水面上形成水華，影響飲水安全[5,6,7]。盡管目前云龍水庫(kù)水體總體仍然為Ⅱ類水體，但在2010—2015年，庫(kù)區(qū)部分水域還是出現(xiàn)了少量的藍(lán)藻水華現(xiàn)象，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示水庫(kù)藍(lán)藻數(shù)量達(dá)到1330萬(wàn)個(gè)/L。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)[8]道藍(lán)藻與葉綠素具有較好的正相關(guān)性，通過監(jiān)測(cè)水體的葉綠素含量就可預(yù)測(cè)水體的藍(lán)藻影響程度。而葉綠素的含量又與氮磷具有相關(guān)性。采用2010—2015年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過氮磷與水體葉綠素的關(guān)聯(lián)性數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，云龍水庫(kù)中氮磷濃度與葉綠素的相關(guān)系數(shù)r達(dá)0.75～0.79(表3)，這一現(xiàn)象表明水庫(kù)的藍(lán)藻水華的發(fā)生及變化與湖泊水體氮磷因子有關(guān)聯(lián)的內(nèi)在聯(lián)系。也就是說控制水庫(kù)氮磷來源也就控住了水庫(kù)藻類的營(yíng)養(yǎng)源。

表3　氮磷與葉綠素相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析表

水庫(kù)污染來源主要為生活廢水，包括人畜糞便、生活垃圾、農(nóng)田氮磷流失等，針對(duì)庫(kù)區(qū)污染來源宜采取控源截污的治理路線[9-11]。從上述水庫(kù)環(huán)境狀況分析，要從以下幾方面做好庫(kù)區(qū)污染防治，首先是做好3條匯水區(qū)的集鎮(zhèn)和村落污水的收集處置，主要體現(xiàn)在兩個(gè)片區(qū)，即石板河上游的撒營(yíng)盤集鎮(zhèn)和水城河的水城鄉(xiāng)，水城河上分布著1520人，撒營(yíng)盤分布著38164人，按相關(guān)面源污染負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，每天向河流排放氮、磷、化學(xué)需氧量約為912kg、18.95kg、5.4kg。目前石板河上游的撒營(yíng)盤已建有日處理2000t的生活污水處理廠，能有效處理集鎮(zhèn)的生活污水。水城河上游主要是一些旅游產(chǎn)業(yè)和當(dāng)?shù)卮迕竦娜巳夯顒?dòng)所產(chǎn)生的生活廢水，這部分可結(jié)合生態(tài)農(nóng)村項(xiàng)目建立村落污水收集和處理系統(tǒng)治理農(nóng)村生活污水。其次是在庫(kù)區(qū)主要來水的石板河上游建設(shè)前置庫(kù)，使之在雨季時(shí)節(jié)將攜帶營(yíng)養(yǎng)物的地表徑流先通過前置庫(kù)阻攔、沉淀、降解一定量營(yíng)養(yǎng)物，從而減少營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)入水庫(kù)。此外要規(guī)范收集農(nóng)村生活垃圾收集處置，目前庫(kù)區(qū)垃圾年排放氮磷量為26.42t/a和3.97t/a，同時(shí)還要對(duì)庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃調(diào)整，減少農(nóng)田化肥的使用，對(duì)水源保護(hù)區(qū)進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償。

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Trend and Control Measures of Nutrients in Water of Yunlong Reservoir in Luquan County

CAI Ru-yan

(Luquan Environmental Monitoring Station, Luquan Yunnan 651500, China)

The water qualities of Yunlong reservoir and the rivers flowing into the reservoir were analyzed. On the basis of the analysis, the pollution sources, the contribution rates, the trends of nutrients, the distribution and pollution characteristics were analyzed as well. The results indicated that the water quality of the reservoir could meet the second class of national standard in general. However, several water quality indices could not meet the water quality standard. The water body was mesotropher. Algae occurred in parts of the reservoir. Countermeasures were put forward.

Yunlong reservoir; nutrients of water environment; pollution status; countermeasures

2016-03-21

X52

A

1673-9655(2016)05-0038-04