云南澄江東大河水庫環(huán)境綜合整治項目的應(yīng)用實例

龔靖捷 王曉輝 段麗薇 陳舒 云南城源建設(shè)工程有限公司

1.項目背景

澄江縣東大河水庫飲用水源地（以下簡稱東大河水庫）總庫容1058萬m3，年平均來水量1585萬m3，不僅起到防洪和抗旱作用，還是澄江縣東片區(qū)重要的飲用水源地，同時保障澄江壩區(qū)50%的農(nóng)田灌溉以及為撫仙湖提供補給水，目前基本保持III類水質(zhì)。

目前，東大河水庫庫區(qū)及上游徑流區(qū)面臨諸多環(huán)境問題：如徑流區(qū)磷礦開采跡地水土流失問題；坡耕地農(nóng)業(yè)面源污染問題；水庫核心區(qū)域的水質(zhì)污染問題。東大河水庫的營養(yǎng)狀態(tài)近年來呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢，水環(huán)境形勢嚴(yán)峻。上述問題導(dǎo)致飲用水水源地存在極大的水質(zhì)安全隱患。結(jié)合東大河水庫的水質(zhì)現(xiàn)狀、入河污染源情況、以及污染危害狀況來看，其水環(huán)境的綜合整治已是一項迫在眉睫的任務(wù)，保護(hù)這一極為珍貴的淡水資源對于促進(jìn)撫仙湖流域地方經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義。

2.現(xiàn)狀發(fā)生問題

2018年7月22日，庫區(qū)上游經(jīng)過短時暴雨后從礦區(qū)流出大量黑水，通過下游河道直接排入東大河水庫，對庫內(nèi)水源造成一定污染，相關(guān)部門立即組織相應(yīng)技術(shù)專家針對該事件進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象是由于暴雨沖刷多年的磷礦開采沉積泥沙所致。由此造成，2017年至2018年期間水庫內(nèi)不定期爆發(fā)藍(lán)藻，其中2018年9月中旬至10月中旬水庫內(nèi)爆發(fā)藍(lán)藻情況較為嚴(yán)重，嚴(yán)重影響庫內(nèi)水質(zhì)，主要影響因素為上游王高莊磷礦開采跡地的黑色泥沙及黑水沿現(xiàn)狀河道流入水庫內(nèi)。

3.水質(zhì)問題探討

藍(lán)藻作為河湖水華中常見優(yōu)勢種群，引起的藍(lán)藻事件是目前社會普遍關(guān)注的問題，例如太湖藍(lán)藻暴發(fā)導(dǎo)致無錫無水喝的嚴(yán)重的“水危機”。不僅是太湖，全國各大湖泊都不同程度受到藍(lán)藻污染。藍(lán)藻水華的暴發(fā)是水體富營養(yǎng)化特征之一，而湖泊富營養(yǎng)化是我國目前以及今后相當(dāng)長一段時期內(nèi)的重大水環(huán)境問題。本次要優(yōu)先解決東大河水庫藍(lán)藻爆發(fā)的問題，再對水庫庫內(nèi)水質(zhì)進(jìn)行提升并保護(hù)，首先要從水庫水質(zhì)分析起。

各因素對水質(zhì)影響的討論始終沒有得到一個統(tǒng)一的論證。實際上每一次藍(lán)藻爆發(fā)的因素是多種多樣的，因其實際環(huán)境而論。

3.1 藍(lán)藻爆發(fā)的危害特點

（1）藍(lán)藻很難消化，造成水體富營養(yǎng)化。

（2）藍(lán)藻水華引起水體生物多樣性急劇降低。

（3）藍(lán)藻大量繁殖導(dǎo)致水體缺氧，水質(zhì)變壞。

3.2 藍(lán)藻水華防治措施

縱觀過去世界各國對藍(lán)藻水華防治措施，諸如湖水凝聚沉淀處理、稀釋和溢流、底泥暴曬與干燥、深層排水、曝氣循環(huán)、土壤改良、化學(xué)殺藻、生物去除、生態(tài)系統(tǒng)控制以及生物利用等多種方法，各項措施及方法往往曠日持久、耗資巨大、收效甚微，難以徹底解決湖泊水華問題，并可能由此造成其他水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)等問題。

4.工程總體實施方案介紹

東大河水庫作為飲用水源地，對藍(lán)藻水華的問題應(yīng)采取標(biāo)本兼治綜合治理的方式，從流域水環(huán)境及生態(tài)保護(hù)入手，方可有效保護(hù)飲用水源地。通過水土流失防治工程的實施，可以治理水土流失污染，消除王高莊磷礦開采跡地的生態(tài)破壞與環(huán)境隱患；通過入庫面源污染控制工程的建設(shè)，從途徑或末端有效削減入庫污染物。

4.1 水土流失治理工程

（1）建設(shè)內(nèi)容。磷礦開采區(qū)長期開采形成了傾倒的廢棄石土、選礦時廢棄的礦渣堆積地等，形成了一種特殊的裸地，它們對環(huán)境的污染比較嚴(yán)重，這一極度退化生態(tài)系統(tǒng)的自然恢復(fù)是一個極為緩慢的過程，通過人工措施來加快廢棄地的生態(tài)恢復(fù)成為必然的選擇。

現(xiàn)狀邊坡堆體在以不同程度松散形式向堰塞湖一側(cè)下滑坡，雨水沖刷對邊坡破壞而造成的新的裸露面和塌方等，1#邊坡的最大坡比為2:1，其坡度較陡，設(shè)計對尚存在安全隱患的1#邊坡進(jìn)行削坡減載、分臺填坡、逐層壓實、設(shè)置穩(wěn)固平臺、完善排水設(shè)施、生態(tài)修復(fù)。

在水庫上游各條河道上新建6座攔砂壩，用以攔截各條河道中的泥沙以及降低山洪等對河道的沖刷影響，總庫容20萬m3，淤積年限按20年計算，年攔沙量17000t。

（2）水土流失防治工程主要是針對東大河水庫上游徑流區(qū)的王高莊磷礦開采跡地的水土整治，減少水土流失，對礦渣堆體進(jìn)行整治以及各條地表徑流進(jìn)行攔砂，工程實質(zhì)是通過對磷礦開采跡地的邊坡治理達(dá)到避免磷礦污染源進(jìn)入地表徑流的目的，同時在各條河流上新建及維修攔砂壩以達(dá)到攔截污染物的目的，通過削減污染物進(jìn)入地表徑流，提升地表徑流水質(zhì)，最終提升進(jìn)入水庫的地表徑流水水質(zhì)。

（3）水土流失防治工程實施后，預(yù)計年削減泥沙量4810 t，減少污染物產(chǎn)生量T N 2.22t/a、T P 0.85t/a、COD 113.08t/a。

4.2 水庫面源污染控制工程

（1）建設(shè)內(nèi)容。緊緊圍繞《撫仙湖流域“十三五”水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》的要求，從東大河水庫水源地保護(hù)和整個撫仙湖保護(hù)角度出發(fā)，按照塘表坊生態(tài)濕地建設(shè)的整體思路，結(jié)合生態(tài)修復(fù)的理念，通過開展?jié)竦亟ㄔO(shè)工程，保護(hù)東大河水庫水源地水質(zhì)，削減入庫污染負(fù)荷，以實現(xiàn)澄江縣城供水安全。塘表坊濕地系統(tǒng)作為進(jìn)入水庫前的最后一道水質(zhì)處理防線，總體去除率為TN去除率55%～68%，TP去除率50%～75%，COD去除率60%～75%，NH3-N去除率55%～62%?？刂莆廴驹?，對東大河水庫日益惡化的水質(zhì)進(jìn)一步改善，進(jìn)一步鞏固改善水庫III類水體的水環(huán)境功能要求。主要建設(shè)內(nèi)容如下：

①王高莊磷礦開采區(qū)末端治理工程建立塘表濕地系統(tǒng)19.19畝；

②爛泥箐面源污染末端治理工程建立塘表濕地系統(tǒng)22.27畝；

③東大河水庫生態(tài)凈化帶建設(shè)工程建立東岸塘表濕地系統(tǒng)18.25畝，西岸塘表濕地系統(tǒng)39.38畝。

④東大河水庫生態(tài)凈化帶建設(shè)工程周邊建立綠化帶73.87畝。

（2）濕地處理工藝方案—塘表坊濕地。塘表坊濕地是一種半人工性質(zhì)的濕地，它主要依托自然地形，充分考慮初期雨水的沉降凈化作用，利用魚塘現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，改造塘埂，形成多級串聯(lián)氧化塘，建立以植物氧化塘為主體的塘庫系統(tǒng)，通過種植漂浮植物、沉水植物、挺水植物對徑流水尤其是初期曝雨徑流進(jìn)行沉淀、植物吸收、微生物凈化等處理。

（3）入庫面源污染控制工程是水庫入庫前的最后一道保護(hù)屏障，主要是針對東大河水庫上游徑流區(qū)的幾條主要入庫河流水通過濕地的進(jìn)一步處理，工程實質(zhì)是通過濕地對徑流區(qū)幾條主要河流以及入庫前的河流水進(jìn)行處理，做好最后一道防線的工作，通過削減污染物進(jìn)入地表徑流，提升地表徑流水質(zhì)，最終提升進(jìn)入水庫的地表徑流水水質(zhì)。

（4）入庫面源污染控制工程實施后，污染物總消減量：TN 9.66t/a、TP 1.18t/a、COD 40.88t/a。

5.結(jié)語

5.1 工程目標(biāo)

工程建成運行后，預(yù)計每年可削減主要污染物負(fù)荷量TN 10.61t/a、TP 2.49t/a、COD 201.87t/a；治理水土流失1.2km2（包含磷礦開采跡地治理），基本可以達(dá)到“十三五”規(guī)劃目標(biāo)要求。

5.2 治理成效顯著

針對本項目的施工目的是將上游磷礦開采跡地的污染源截留，最大程度減少磷礦的含磷泥沙流入下游河道，2017～2018年頻繁出現(xiàn)藍(lán)藻爆發(fā)情況，但2019年內(nèi)在施工過程中減少了含磷泥沙流入下游河道，通過水庫水質(zhì)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)原夏季頻發(fā)的藍(lán)藻現(xiàn)象，2019年內(nèi)未發(fā)生藍(lán)藻爆發(fā)，由此可見對水庫上游源頭的環(huán)境整治有初期成效，已達(dá)到項目預(yù)期目標(biāo)，待項目實施完成后其整體環(huán)境治理對東大河水庫流域范圍內(nèi)有顯著成效，將達(dá)到項目的規(guī)劃目標(biāo)，保證東大河水庫水質(zhì)滿足飲用水水源水質(zhì)指標(biāo)。