大泉溝水庫水污染防治措施分析

(新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院(集團(tuán))有限責(zé)任公司， 新疆 石河子　832000)

1　水庫概況

大泉溝水庫位于新疆石河子市以北18km,于1958年建成蓄水，與20世紀(jì)60年代建成的夾河子水庫、蘑菇湖水庫共同組成瑪納斯河西岸水庫群，一起調(diào)節(jié)瑪納斯河灌區(qū)的120萬畝農(nóng)田灌溉用水。1985年，石河子市政府命名該庫為“北湖公園”， 2001年成為國(guó)家級(jí)水利風(fēng)景區(qū)， 主要開展以水體為中心的垂釣、泛舟、游泳等旅游活動(dòng)。

大泉溝水庫總庫容4000萬m3，年供水量1.0億m3，引蓄水源來自兩個(gè)方面：?庫區(qū)上游的泉水、春季融冰水和機(jī)井抽水；?瑪納斯河的洪水。大泉溝地處天山北麓沖積扇的泉水溢出帶，瑪納斯河西岸，而水庫名稱亦因所在地原為一片洼地溝壑，溝內(nèi)有一泉眼群而得名。2000年以后，由于地下水超采，泉水逐年減少，僅冬季還有部分出溢，調(diào)蓄水量以瑪納斯河水為主。

大泉溝水庫是《新疆維吾爾自治區(qū)水污染防治工作方案》中全區(qū)32座重點(diǎn)監(jiān)測(cè)湖庫中的其中一座，水質(zhì)目標(biāo)達(dá)到Ⅲ類。

2　水質(zhì)現(xiàn)狀

大泉溝水庫布設(shè)了5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，分別是在進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、中心區(qū)、淺水區(qū)、岸邊區(qū)，在豐水期、枯水期各進(jìn)行一次水質(zhì)監(jiān)測(cè)。根據(jù)2011—2016年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，水質(zhì)分析項(xiàng)目主要有：pH、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、氨氮、溶解氧、汞、鉛、揮發(fā)酚、總磷、化學(xué)需氧量、石油類等22項(xiàng)。大泉溝水庫水質(zhì)有四項(xiàng)指標(biāo)超出其水質(zhì)目標(biāo)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，為總磷濃度(TP)、總氮濃度(TN)、化學(xué)需氧量(COD)和5d生化需氧量(BOD5)，其中，TP是首要污染物，其他水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)均達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。主要超標(biāo)指標(biāo)見下表，變化趨勢(shì)見下圖。

大泉溝水庫主要超標(biāo)指標(biāo)分析表

大泉溝水庫主要超標(biāo)指標(biāo)變化趨勢(shì)圖

分析表1可知，2011—2016年5年期間, 總氮、總磷、COD、BOD5變化不大，主要是因?yàn)檫@幾年污水排放量及污染源的種類基本沒有大的變化。

3　污染源調(diào)查及分析

通過對(duì)大泉溝水庫水域及上游進(jìn)水口調(diào)查，點(diǎn)源污染、面源污染和內(nèi)源污染都存在，主要污染因素有以下幾個(gè)方面：

a.畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水。水庫上游有信隆牧業(yè)、西部牧業(yè)、花窩子村養(yǎng)豬場(chǎng)三處規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)，養(yǎng)殖牛、豬7400頭，兩處有簡(jiǎn)易廢水處理池，一處直接將污水排入水庫，畜禽養(yǎng)殖業(yè)年污水排放量25.4萬m3。

c.水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污水。水庫周邊共有12處魚塘，養(yǎng)殖水面1756畝，年產(chǎn)量約為878t。年排水量約為35.1萬m3，魚類的糞便和投放的飼料未被消化而產(chǎn)生的污染隨排水進(jìn)入水庫。

d.農(nóng)業(yè)污染。大泉溝水庫南側(cè)約2萬畝的農(nóng)田，春季冰雪融化后或隨田間排水將農(nóng)田內(nèi)殘留的農(nóng)藥、化肥、鹽分等污染物坡面入滲進(jìn)入大泉溝水庫，對(duì)水質(zhì)造成污染。

大泉溝水庫有水產(chǎn)養(yǎng)殖任務(wù)，每年投放飼料約2.25萬t，未被消化的飼料和魚類的糞便也將產(chǎn)生水體污染。

畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水和大部分的生活污水、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)廢水通過南岸公排、小泉溝東排干、西部牧業(yè)排水渠、信隆牧業(yè)直排口4處集中排污口進(jìn)入大泉溝水庫，農(nóng)田排水則以面流散滲的形式進(jìn)入水庫。經(jīng)過對(duì)這4個(gè)斷面進(jìn)行水質(zhì)采樣、檢測(cè)、分析，其水質(zhì)均為劣Ⅴ類，總磷和總氮的污染負(fù)荷占總污染負(fù)荷的80%。西部牧業(yè)排水渠和信隆牧業(yè)直排口污染負(fù)荷比分別是34%和28%，是造成大泉溝水庫污染最主要的原因。

4　防治措施

4.1　污染物源頭控制

大泉溝水庫的主要污染源是集中排入的畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水，從源頭控制其排入是水庫水污染防治的首要環(huán)節(jié)。可采取如下措施：?養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)修建氧化塘及蓄水池，采取冬儲(chǔ)夏灌的方式，夏天利用氧化塘處理后的水進(jìn)行綠化灌溉及澆灌周邊農(nóng)田，冬天將污水儲(chǔ)存于蓄水池內(nèi)，來年夏季使用；?修建集中排污管線，將多余的污水收集后輸送至污水處理廠，集中處理達(dá)標(biāo)后作為中水回用。嚴(yán)格限制4個(gè)主要排污口的污水進(jìn)入大泉溝水庫，畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)按照《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18596—2001)進(jìn)行污水達(dá)標(biāo)排放。

4.2　庫區(qū)上游濕地建設(shè)

4.2.1生態(tài)濾池

習(xí)近平的綠色發(fā)展理論，從某種程度上而言，滿足了當(dāng)今時(shí)代的具體需求：資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展已成為我國(guó)社會(huì)發(fā)展的主要矛盾，實(shí)施綠色發(fā)展、建設(shè)生態(tài)文明是破解這一矛盾的主要舉措。生態(tài)文明建設(shè)不應(yīng)只是局限于生態(tài)、環(huán)境的建設(shè)，要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)健康全面的發(fā)展，還必須將其融入社會(huì)生活的其他領(lǐng)域。唯有如此才能真正實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)的目的，我國(guó)也才能在世界民族之林中立于不敗之地。習(xí)近平指出，要堅(jiān)持綠色發(fā)展，“協(xié)同推進(jìn)人民富裕、國(guó)家富強(qiáng)、中國(guó)美麗?！保?］這是以習(xí)近平為核心的黨中央在生態(tài)文明建設(shè)中，遵循馬克思主義認(rèn)識(shí)論的基本規(guī)律，通過不斷摸索和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)而形成的對(duì)綠色發(fā)展的深刻認(rèn)識(shí)。

生態(tài)濾池由砂石過濾和水生植被兩部分構(gòu)成，屬于自然生物處理技術(shù)的一種，在面源匯集、截留凈化等方面具有重要作用，可調(diào)蓄水量，收集污水，降低面源污染對(duì)水庫的影響。

針對(duì)非集中排入水庫的水產(chǎn)養(yǎng)殖排水和生活污水，在大泉溝水庫西側(cè)，魚塘與水庫之間設(shè)置生態(tài)濾池，采用天然的級(jí)配濾料或混合戈壁料構(gòu)成透水層，表層種植蒲草、黃菖蒲等水生植物，污水經(jīng)生態(tài)濾池下滲、過濾、凈化后再進(jìn)入水庫水體。

4.2.2庫濱濕地建設(shè)

濕地是介于陸地和水體之間的過渡帶，人工濕地是一種新型污水處理和水環(huán)境修復(fù)技術(shù)，為由土壤或人工填料(如碎石等)和生長(zhǎng)在其上的水生植物所組成的獨(dú)特的土壤—植物—微生物—?jiǎng)游锷鷳B(tài)系統(tǒng)。其中生長(zhǎng)著許多挺水、浮水和沉水植物，這些植物能夠在其組織中吸附金屬及一些有害物質(zhì)，很多植物還能參與解毒過程，對(duì)污染物質(zhì)進(jìn)行吸收、代謝、分解，實(shí)現(xiàn)水體凈化，因此濕地常常被稱作“地球之腎”“天然污水處理器”。

大泉溝水庫南側(cè)常年水深小于2m的區(qū)域面積約5km2，可以建成庫濱濕地，水生植物選擇應(yīng)具有良好的凈水效果、較強(qiáng)的耐污能力、易于收獲和有較高的利用價(jià)值的水生植物。

浮水植物莖葉或葉狀體漂浮于水面，根系懸垂于水中，葉面直接從大氣中吸收O2、CO2，通過根、莖輸送到根部，釋放于水中，從水庫水中吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。宜種植在水深0.4～1.5m區(qū)域，一般選擇睡蓮、萍蓬草、浮萍、鳳眼蓮等，其中鳳眼蓮俗稱水葫蘆，耐污性較強(qiáng)，去污能力也強(qiáng)，種植在有機(jī)污染負(fù)荷較高的區(qū)域內(nèi)，即大泉溝水庫污水入庫口范圍。

沉水植物根扎于水下泥土之中，全株沉沒于水面之下。沉水植物在光照透射不到的區(qū)域不能生長(zhǎng)，因此，只能水深較小及有機(jī)負(fù)荷較低的區(qū)域種植。此外，沉水植物多為魚類和鴨、鵝等水禽的良好飼料，可種植在現(xiàn)有天鵝活動(dòng)頻繁水域，或在種植沉水植物的區(qū)域內(nèi)放養(yǎng)水禽動(dòng)物，建立良好的生態(tài)系統(tǒng)。大泉溝水庫可選用的沉水植物有狐尾藻、菹草等。

挺水植物的根生長(zhǎng)于底泥中，葉、莖則挺出水面。目前，大泉溝水庫最常見的挺水植物是蘆葦、蒲草、水蔥等。蘆葦和香蒲植株高大，對(duì)水位的變化適應(yīng)強(qiáng)，且根系發(fā)達(dá)，好成活。蘆葦用途廣泛，是紙漿和人造纖維的原料，地下莖可供藥用。近年來，庫周小面積種植的荷花、黃菖蒲等觀賞性強(qiáng)的挺水植物長(zhǎng)勢(shì)很好，雖然其凈化水質(zhì)效果不如蘆葦、蒲草等，但是，可以營(yíng)造美麗的生態(tài)景觀，在合適的區(qū)域搭配種植。

4.2.3生態(tài)浮床

生態(tài)浮床技術(shù)是以可漂浮材料為基質(zhì)或載體，將高等水生植物或陸生植物栽植到富營(yíng)養(yǎng)化水體中，通過植物的根系吸收或吸附作用，削減水體中的氮、磷及有機(jī)污染物質(zhì)，從而凈化水質(zhì)的生物防治法?！吧锔u”“人工生態(tài)浮床”“生態(tài)浮床”“人工浮島”“浮床無土栽培”等均為此原理。

大泉溝水庫建設(shè)生態(tài)浮床凈水的同時(shí)可為候鳥提供更多的棲息場(chǎng)地，但因其造價(jià)較高，可以選擇性采用。

4.3　農(nóng)業(yè)面源污染治理

4.3.1生態(tài)溝渠

對(duì)于農(nóng)田排水污染源，一方面應(yīng)加大節(jié)水力度，加強(qiáng)測(cè)土配方，降低農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)藥的使用，增加有機(jī)肥料的使用，減少面源污染；另一方面垂直農(nóng)田排水徑流方向設(shè)攔截型生態(tài)溝渠，利用生態(tài)攔截技術(shù)攔蓄排水，增加排水從農(nóng)田至水庫的運(yùn)輸時(shí)間，通過生態(tài)溝渠內(nèi)種植的植物及“根區(qū)”(植物根系及根系附近的微生物形成的微環(huán)境)的共同作用，能夠降解農(nóng)田排水中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

排水溝橫斷面采用寬淺式梯形斷面，深度不宜太深，一般為0.5m左右，邊坡根據(jù)土質(zhì)情況確定，一般為1∶2左右，溝渠中可以設(shè)置透水壩、攔截壩等輔助性工程設(shè)施，控制流速，攔截污染物。

由于水生植物死亡后沉積水底會(huì)腐爛，向水體釋放有機(jī)物質(zhì)和氮磷元素，造成二次污染，因此溝渠的水生植物要定期收獲、處置、利用。若溝底淤積物超過10cm或雜草叢生，嚴(yán)重影響水流的區(qū)段，需及時(shí)清淤，保證溝渠的容量和水生植物的正常生長(zhǎng)。

4.3.2水源涵養(yǎng)林

在大泉溝水庫周邊營(yíng)造水源涵養(yǎng)林。水源涵養(yǎng)林可以通過對(duì)周邊入庫水體中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和降解，使水體得到凈化，同時(shí)構(gòu)筑水庫水體與外界隔離的生態(tài)保護(hù)屏障。目前水庫下游西側(cè)、北側(cè)和東側(cè)均建有防護(hù)林，進(jìn)行補(bǔ)植、更新即可。在水庫上游即農(nóng)田排水方向種植50m寬的水源涵養(yǎng)林，樹種選擇本土的柳樹、沙棗、新疆楊樹、紅柳等。

4.4　庫區(qū)內(nèi)源污染處理

合理控制水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模，科學(xué)養(yǎng)殖方式，提高餌料利用率，減少水體的污染程度，是水庫內(nèi)源污染的第一步。

大泉溝水庫庫區(qū)內(nèi)源污染的產(chǎn)生主要包括水下沉積物(底泥)的污染釋放和水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)生的污染物排放。因其水面面積大，曝氣增氧技術(shù)布設(shè)大量曝氣設(shè)備，投資大，影響大泉溝水庫政策旅游運(yùn)營(yíng)，且易產(chǎn)生噪聲、臭氣等，對(duì)水生態(tài)環(huán)境造成二次污染。又因?yàn)榇笕獪纤畮鞄焖腿梭w直接接觸，不適合采用化學(xué)治理的方法，因此，水污染防治以預(yù)防為主，并在瑪納斯河汛期加大引洪量，增加新鮮水的補(bǔ)充。

5　結(jié)論與建議

大泉溝水庫水污染既包括點(diǎn)源污染、面源污染，又包括水庫內(nèi)源污染。污染因素既有畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖又有生活污水，因此，大泉溝水庫水污染防治需采用綜合治理的方法。

水污染防治是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，源頭治理是根本，結(jié)合大泉溝水庫的旅游、養(yǎng)殖功能，針對(duì)污染源分析，本文提出以污染物源頭控制和生態(tài)措施為主的建議。同時(shí)，還應(yīng)加大政府機(jī)構(gòu)的管理和保護(hù)力度，提高群眾的環(huán)保意識(shí)，構(gòu)建全民參與的水污染防治體系。

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