榆林市王圪堵水庫庫區(qū)水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提升的思考

秦 勇，鄭云云，趙彤彬

(陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計研究院，陜西 西安 710018)

1 工程建設(shè)基本情況

榆林市王圪堵水庫位于陜西北部黃土高原無定河中游、毛烏素沙漠的南緣，地處大陸腹部的干旱區(qū)，降水稀少、蒸發(fā)量大，多年平均降雨量350 mm，多年平均蒸發(fā)量1898.3 mm；庫區(qū)北岸均屬風(fēng)積沙丘，南岸多為黃土丘陵蓋沙。王圪堵水庫總庫容3.89億m3，其中滯洪庫容0.78億m3，調(diào)節(jié)庫容2.28億m3，死庫容0.83億m3，防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水設(shè)計，2000 a一遇洪水校核。水庫校核洪水位1050.89 m，正常蓄水位1046.0 m，死水位1027.0 m。水庫建成后將大力提升區(qū)域經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。

王圪堵水庫工程的建設(shè)過程：項目建議書由國家發(fā)改委于2008年3月以“發(fā)改農(nóng)經(jīng)〔2008〕715號”文批復(fù)，工程的可行性研究報告和初設(shè)報告由省發(fā)改委分別于2009年5月、2011年12月批復(fù)。大壩樞紐工程于2010年3月開工，2014年8月完工。2013年9月，王圪堵水庫通過了一期蓄水安全鑒定；2013年10月16日，按照榆林市政府的要求，水庫按期下閘蓄水；2013年10月25日，開啟放水閘門，取得了輸水管線一次試通水成功，并開始向榆橫工業(yè)園區(qū)供水；2019年11月，水庫二期蓄水正式啟動，目前蓄水位達(dá)到1031.45 m高程。

水庫淹沒影響涉及橫山、榆陽兩區(qū)的3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)10個行政村，2個農(nóng)林場分場，1個水文站，淹沒影響總面積17.307 km2，回水長度13.5 km。目前，影響范圍線內(nèi)的移民搬遷已全部完成，水庫1047 m高程線以下的庫底清理工作已完成。

2 功能布局的變化

起初，王圪堵水庫是榆林能源化工基地規(guī)劃的重要水源工程。同時，興建王圪堵水庫可有效調(diào)節(jié)無定河上游的徑流，攔王圪堵水庫以上入黃泥沙，并向水庫下游灌區(qū)進(jìn)行補(bǔ)水灌溉，對促進(jìn)國家能源化工基地建設(shè)及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展、減少入黃河泥沙、提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力等方面具有重要作用。所以省發(fā)改委批復(fù)中明確王圪堵水庫功能以供水、攔沙為主，兼顧灌溉、發(fā)電等綜合利用為主。

然而，在2017年王圪堵水庫被市政府確定為榆林市科創(chuàng)新城、橫山、綏德、米脂、子洲等“兩區(qū)三縣”120萬人城鎮(zhèn)居民飲用水水源地后，王圪堵水庫的主要功能發(fā)生了很大變化，由原來的工業(yè)供水為主轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)供水和生活供水為主。目前，已建成了橫山區(qū)城供水工程；正在建設(shè)三縣(綏德、子洲、米脂)及沿途鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水工程；榆林高新區(qū)和科創(chuàng)新城供水工程已進(jìn)入規(guī)劃階段。王圪堵水庫主要功能已調(diào)整為生活飲用水水源地。

還有，進(jìn)入新時期后我國更加注重生態(tài)文明建設(shè)，先后布局了一系列重大戰(zhàn)略，如“一路一帶”、黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略、新時代西部大開發(fā)戰(zhàn)略，呼包鄂榆城市群等十余個國家級戰(zhàn)略規(guī)劃都覆蓋了榆林市，這些頂層設(shè)計給榆林市的生態(tài)環(huán)境建設(shè)帶來了重大機(jī)遇和挑戰(zhàn)，王圪堵水庫作為“塞上明珠”的美眸，其庫區(qū)的水生態(tài)環(huán)境建設(shè)將是榆林市水生態(tài)環(huán)境建設(shè)一個縮影。

3 水庫現(xiàn)狀及存在問題

由于，王圪堵水庫供水功能發(fā)生了根本性變化，水庫水質(zhì)保護(hù)、監(jiān)測指標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)均已提高，必須采取水庫水質(zhì)安全保護(hù)措施；加之，王圪堵水庫特殊的地理位置，形成的2.3萬余畝的水域面積，將會成為南北候鳥遷徙的“中轉(zhuǎn)棲息站”；尤其作為榆林市最大的水庫，庫區(qū)的水環(huán)境直接關(guān)系著區(qū)域水生態(tài)的安全，所以庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境治理刻不容緩。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析和庫邊群眾走訪等方式，發(fā)現(xiàn)庫區(qū)目前水生態(tài)還存在以下問題：

根據(jù)庫區(qū)水質(zhì)調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，支流海流兔河、酒房溝監(jiān)測點(diǎn)位水質(zhì)總體滿足Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，但總氮為劣Ⅴ類；王家溝監(jiān)測點(diǎn)位總氮監(jiān)測值為2.76 mg/L，超過了Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)限值，生化需氧量監(jiān)測值為4.7 mg/L，超過了Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，王圪堵水庫水質(zhì)個別指標(biāo)不滿足生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，給人民的用水安全帶來威脅。庫區(qū)水源地保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)移民安置村生態(tài)環(huán)境問題是突出問題，生活垃圾、污水處理、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)種植等突出問題已嚴(yán)重威脅水庫水源地安全，庫區(qū)周邊分布著榆林市橫山區(qū)、榆陽區(qū)2個區(qū)的3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、10個行政村移民安置，橫山區(qū)設(shè)置移民安置村點(diǎn)20個人口6115人，榆陽區(qū)設(shè)置移民安置存點(diǎn)5個，人口共計3475人。目前生活垃圾無統(tǒng)一處置，雖然生活污水通過污水管網(wǎng)收集至污水收集池，但目前僅是集中排放和下滲、蒸發(fā)等簡單方式，沒有進(jìn)行中水處理和回收利用，給王圪堵水庫水源地安全造成隱患。王圪堵水庫淺水區(qū)為鳥類繁衍生息創(chuàng)造了良好的條件，據(jù)不完全統(tǒng)計目前發(fā)現(xiàn)鳥類達(dá)60多種，還有大批量的國家Ⅰ、Ⅱ級保護(hù)野生動物、候鳥等在庫區(qū)短暫遷棲停留，但因自然濕地面積偏小，提供水生動植物區(qū)域有限，不利于多種生物的棲息繁衍；另外，水庫蓄水后滑坡塌岸嚴(yán)重，大量沙土進(jìn)入庫區(qū)，影響水庫壽命，同時地貌裸露，生態(tài)環(huán)境惡化，庫區(qū)正常蓄水后風(fēng)浪高度可達(dá)4 m左右，對岸坡沖刷影響很大。如庫區(qū)的左岸大壩至海流兔河交匯處，因為沙質(zhì)岸坡，且岸坎較陡，大量的滑坡體進(jìn)入庫區(qū)。

4 總體思路和具體措施

4.1 總體思路

遵循習(xí)總書記在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會及來陜講話精神，按照山水林田湖沙系統(tǒng)治理思路，堅持綠水青山就是金山銀山的理念，通過水源地保護(hù)、增加庫區(qū)濕地面積，修建生態(tài)護(hù)坡、控制庫區(qū)周邊的污染源等生態(tài)工程措施，改善庫區(qū)重點(diǎn)區(qū)域水生態(tài)環(huán)境和庫區(qū)移民點(diǎn)人民環(huán)境，構(gòu)建人與自然和諧共生的鄉(xiāng)村發(fā)展新格局，促進(jìn)王圪堵庫區(qū)及周邊高質(zhì)量發(fā)展。

4.2 采取措施

(1)王圪堵水庫水源地保護(hù)工程

按照水源地相關(guān)保護(hù)條例，劃定一級保護(hù)區(qū)、二級保護(hù)區(qū)和準(zhǔn)保護(hù)區(qū)。采取、隔離防護(hù)工程、搬遷工程、公路防護(hù)工程、設(shè)置界樁(界標(biāo))、水源保護(hù)區(qū)標(biāo)識警示牌、視頻監(jiān)控、農(nóng)業(yè)面源治理措施、水陸交錯帶生物隔離及生態(tài)修復(fù)防護(hù)工程、水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測和預(yù)警監(jiān)測等措施做好水源地保護(hù)工作。

建設(shè)規(guī)模：修建圍欄50 km，建設(shè)常規(guī)監(jiān)測點(diǎn)25處，公路防護(hù)5.54 km及應(yīng)急池14座；界樁78處，警示牌23個；2 m寬生物隔離帶50 km；水質(zhì)視頻監(jiān)控設(shè)施5套。

(2)王圪堵水庫庫區(qū)濕地工程

本次水庫濕地工程設(shè)計包括生物棲息地工程和生態(tài)凈水濕地工程兩類。

1)生物棲息地工程

在王圪堵水庫庫區(qū)共設(shè)壩后濕地、海流兔河濕地、交匯口濕地、韓家灣濕地4處，總計面積157萬m2。每處濕地采取恢復(fù)與保護(hù)兩大措施，設(shè)計滿足濕地生物食物鏈的草灘、泥灘、沼澤、林地、灌叢、水域等不同的生境類型，增加濕地生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性，豐富濕地層次等。

2)生態(tài)凈水濕地工程

庫區(qū)南岸靠近移民居住區(qū)，且南岸有支溝4處，連接水庫庫區(qū)，庫區(qū)各支溝水質(zhì)易受N、P等污染物超標(biāo)影響，在南岸各支溝溝口設(shè)計生態(tài)凈水濕地，濕地總面積16.9萬m2。分別為雷龍灣生態(tài)凈水濕地、王溝臺生態(tài)凈水濕地、琉璃咀生態(tài)凈水濕地、黑水溝生態(tài)凈水濕地。在每處濕地臨水區(qū)以及淺水區(qū)域栽植水生植物，溝道濕地外側(cè)種植林帶，在上下游濕地邊坡種植緩沖林帶，通過生物活動凈化水質(zhì)。

(3)王圪堵水庫庫區(qū)生態(tài)護(hù)坡

因庫區(qū)岸坡的特殊性，可按照岸頂、岸坡和岸坡風(fēng)浪影響區(qū)三個部分進(jìn)行防護(hù)。

1)岸頂生態(tài)防護(hù)

根據(jù)庫區(qū)立地條件，本著“因地制宜、適地適樹、以鄉(xiāng)土品種為主”的原則選擇種植植物品種和種植模式。具體采用樟子松、刺槐、新疆楊，按照純林和混交模式種植。

2)岸坡生態(tài)防護(hù)

考慮到邊坡種植易造成坡面的不穩(wěn)定或坍塌，在栽植植物之前，采用蜂巢土工格室對邊坡進(jìn)行地基處理，防止在栽植過程中出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。具體采用抗旱性強(qiáng)的樟子松、刺槐、新疆楊、鋪地柏、檸條錦雞兒、沙棘、紫穗槐、枸杞、胡枝子作為主要生態(tài)修復(fù)植物，按照混交模式種植。

3)岸坡風(fēng)浪影響區(qū)

因這個區(qū)域水面高程波動大，且受風(fēng)浪波浪影響，所以采用“陸生+水生”的種植模式，選擇耐水淹、根系發(fā)達(dá)的荷花、水蔥、香蒲、千屈菜、鑣草水生植物為主。

建設(shè)規(guī)模：修建生態(tài)護(hù)坡長度3.9 km，臨水生物生態(tài)防護(hù)帶390 hm2，生態(tài)坡面防護(hù)2730 hm2，土工格柵19500 m2。

(4)王圪堵水庫庫區(qū)垃圾清運(yùn)工程

清理的內(nèi)容包括：建(構(gòu))筑物清理、林木清理、易漂浮物清理、衛(wèi)生清理、固體廢棄物清理等。

清理規(guī)模：清運(yùn)庫區(qū)廁所污染物4112 m3，清運(yùn)庫區(qū)牲畜圈舍污染物6996 m3，清運(yùn)庫區(qū)漂浮物16746 m3，垃圾填埋場2處。

(5)王圪堵水庫移民安置點(diǎn)生活垃圾處理工程

按照庫區(qū)周邊移民安置點(diǎn)的分布情況，結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦蔚孛?、地質(zhì)條件，橫山移民點(diǎn)垃圾填埋場初選場址為白梁村，榆陽移民點(diǎn)垃圾填埋場初選場址為王龍界安置區(qū)東北角。

生活垃圾產(chǎn)生量按人均1 kg/d計算，橫山移民點(diǎn)設(shè)計年限內(nèi)居民生活垃圾總產(chǎn)量為3.47萬t，榆陽移民點(diǎn)設(shè)計年限內(nèi)居民生活垃圾總產(chǎn)量為1.97萬t。處理每噸原生生活垃圾所需要的庫容為1.25 m3計算，橫山移民點(diǎn)累計所需填埋庫容4.4萬m3，榆陽移民點(diǎn)累計所需填埋庫容2.5萬m3。為便于收集在每個安置點(diǎn)設(shè)置生活垃圾收集房，共34座，配置滲濾液收集處理系統(tǒng)2套及填埋機(jī)械設(shè)備等。

(6)王圪堵水庫移民安置點(diǎn)生活污水處理工程

主要針對移民安置點(diǎn)居民的生活污水進(jìn)行治理，重在截斷居民排放的生活污水并實現(xiàn)綜合利用，同時修建穩(wěn)定塘實現(xiàn)中水的進(jìn)一步處理與冬天無灌溉時中水的儲存。

陜北農(nóng)村居民生活用水量按照65 L/(人·d)標(biāo)準(zhǔn)，估算王圪堵水庫移民安置點(diǎn)居民區(qū)用水量，污水排放量按用水量的80%計算。根據(jù)計算，王圪堵移民安置點(diǎn)平均日污水排放量為359.01 m3，年平均污水排放量為13.1萬m3。針對該污水的特點(diǎn)和污水達(dá)標(biāo)排放的水質(zhì)要求，本工程推薦采用“A20+超濾膜過濾+消毒”工藝設(shè)備。

根據(jù)污水綜合利用、設(shè)施遠(yuǎn)離水庫、管線盡可能短的原則，將移民安置點(diǎn)劃分為12個點(diǎn)進(jìn)行污水處理工程，除四蘆界由于污水量少不設(shè)穩(wěn)定塘外，其余11個點(diǎn)均布置一體化處理設(shè)施與穩(wěn)定塘。

5 結(jié)論

黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展是國家新時期重大國家戰(zhàn)略，而陜西省黃河流域生態(tài)保護(hù)的重點(diǎn)在陜北黃土高原地區(qū)，但因受到水資源短缺、時空不均衡地限制，該區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善長期處于緩慢狀態(tài)。本文通過對王圪堵水庫庫區(qū)現(xiàn)狀水生態(tài)分析，提出治理思路和工程措施，旨在為陜北黃土高原地區(qū)的水庫生態(tài)治理探索一條捷徑。