水庫污染問題分析與治理措施

鄭海利 史敏 馬鑫

近幾年來，隨著人口的增加、城市建設(shè)及工業(yè)發(fā)展進度的加快，人類對水資源的需求不斷增加，水資源的供需矛盾越演越烈，而水庫作為工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活用水的重要供水水源，其作用也越來越被重視。但由于近年來水庫水體污染、庫區(qū)底泥污染、藻類高發(fā)等諸多問題的出現(xiàn)，使得水質(zhì)改善工作顯得尤為重要，水庫的水體安全性成為社會高度關(guān)注的民生問題。如何改善庫區(qū)水質(zhì)，控制水源污染，成為水資源開發(fā)和利用的核心內(nèi)容。為了保證人們用水安全，需要對水源水質(zhì)污染及富營養(yǎng)化等問題嚴(yán)格控制，有效改善水質(zhì)，給人們提供一個健康、安全的生活環(huán)境。本文以山東煙臺市浩嶺水庫整治項目為例，重點分析其存在問題及污染水體形成原因，并結(jié)合治理措施、水質(zhì)改善長效管理等解決方案，以期為其他類似的水庫污染治理工程項目提供參考經(jīng)驗。

1 水庫概況

浩嶺水庫位于煙臺市牟平區(qū)武寧街道閆家莊村南400 m 處，魚鳥河支流小魚鳥河上游，控制流域面積9.3 km2，河道干流的平均坡度為0.057，多年平均降水量770.5 mm，多年平均徑流深235.10 mm。

水庫于1960 年4 月竣工，是一座以防洪、灌溉、漁業(yè)養(yǎng)殖為主要功能的?。?）型水庫，水庫壩高15.24 m，壩頂寬度4 m，壩體為黏土心墻壩，現(xiàn)狀總庫容451 萬m3；興利庫容292.4 萬m3。由牟平區(qū)水利局為解決周邊村莊用水問題而設(shè)計的，設(shè)計灌溉面積213.33 hm2。水庫運行多年來，在攔蓄、削峰、減輕下游水旱災(zāi)害、保護和灌溉下游農(nóng)田方面發(fā)揮了重大的作用，促進了農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和環(huán)境改善，保護了國民經(jīng)濟的穩(wěn)定增長和社會經(jīng)濟的全面發(fā)展。

2 現(xiàn)狀問題分析

2.1 水庫現(xiàn)狀

浩嶺水庫位于牟平區(qū)南側(cè)，其周邊為村莊及低山丘陵，上游來水除降雨補給外，基本均為村莊日常排水?，F(xiàn)狀靠近嵎峽河村村北到武寧街道嚴(yán)家莊村水庫庫尾回水區(qū)范圍內(nèi)，庫區(qū)淤積較嚴(yán)重，存在水質(zhì)差、底泥污染及生態(tài)環(huán)境惡化等環(huán)境問題，嵎岬河橋至水庫下游泄洪道之間水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。多年來，污染問題嚴(yán)重影響庫區(qū)周邊生態(tài)環(huán)境，給區(qū)域周邊發(fā)展帶來不良影響。

2.2 水質(zhì)現(xiàn)狀

選擇水庫周邊4 處檢測點進行檢測，取樣點均勻分布于庫區(qū)尾水區(qū)及兩側(cè)區(qū)域。水庫水體的治理標(biāo)準(zhǔn)需要滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)評估該檢測點位污染程度，見表1。

表1 浩嶺水庫庫區(qū)水體質(zhì)量檢測表

結(jié)合檢測結(jié)果及質(zhì)量分類標(biāo)準(zhǔn)分析可以看出，該檢測點的水體的主要污染因子為有機污染物（COD——化學(xué)需氧量，BOD——生化需氧量、氨氮等）和重金屬污染，故需要針對水體中的污染物種類，分類選用設(shè)計污染水體的處理措施及工藝。

2.3 底泥污染現(xiàn)狀

通過庫區(qū)淤泥檢測成果，水庫庫尾區(qū)域重污染區(qū)域面積約1.15 萬m2，平均深度約2.5 m；中度污染區(qū)域面積約3.14 萬m2，平均深度約1.0 m；輕微污染區(qū)域面積約1 136 m2，平均深度約0.5 m。污染元素主要為銅、鋅、鉻、鎳、鉛、鎘等重金屬污染。另有建筑垃圾、生活垃圾，約8 800 m3，且有部分區(qū)域地下水污染，面積約3 400 m2。

2.4 污染來源分析

浩嶺水庫庫尾由于歷史原因，現(xiàn)狀水體黑臭、庫區(qū)整體環(huán)境質(zhì)量較差。據(jù)調(diào)查污染源主要有沿河村莊（特別是上游兩個村莊）生活污水和生活垃圾的隨意排放以及多年淤積造成的內(nèi)源污染；此外，庫區(qū)東側(cè)電鍍廠重金屬污染地塊，廢棄物的排放隨雨水排入水庫。日積月累，逐漸加劇，導(dǎo)致水庫水質(zhì)及周邊環(huán)境惡化。

3 治理措施

工程治理措施及方案制定結(jié)合實際存在問題，有針對性的展開，以問題為導(dǎo)向，“有的放矢”，這樣才能快速有效解決污染問題，治標(biāo)治本。

本次結(jié)合以往工程治理經(jīng)驗及前期同類工程調(diào)研，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查及勘測，結(jié)合項目區(qū)域污染來源及受污染情況等，進行科學(xué)合理分析，針對不同污染區(qū)域污染問題，選擇相應(yīng)的治理措施，制定治理方案。

通過對浩嶺水庫狀況調(diào)查分析，對污染區(qū)域進行摸底，確定外來污染源、土壤污染區(qū)域、水體黑臭區(qū)域等，制定相應(yīng)的工程措施，確定采取綜合治理方式，按照源頭治理、內(nèi)源底泥污染治理、生態(tài)修復(fù)等綜合整治相結(jié)合的原則，徹底根治水體污染問題：首先控源截污，控制入庫排污問題，改善入河水源水質(zhì)；其次為內(nèi)源治理，徹底挖除底泥內(nèi)源污染；再次，通過內(nèi)岸帶生態(tài)修復(fù)和水體修復(fù)，逐步恢復(fù)水體自凈能力。主要應(yīng)用以下幾種技術(shù)手段及措施。

（1）通過對庫區(qū)周邊進行詳細(xì)的調(diào)查，確定外源污染源：上游生活污水、垃圾等；對于上游生活污水，采取截污納管并處理達(dá)標(biāo)后排放；對于垃圾等進行清理外運并安全處置。截污納管：主要通過管道收集污水并輸送至小型處理站，采用A2OMBR 處理工藝處理后進行排放。A2O-MBR 工藝是目前在農(nóng)村污水中廣泛應(yīng)用的一種模塊化的高效污水生物處理設(shè)備，該工藝以生物膜為凈化主體的污水生物處理系統(tǒng)，充分發(fā)揮了生物厭氧、缺氧反應(yīng)、MBR好氧氧化等生物反應(yīng)對有機污染物的高效生物降解作用，具有的生物密度大、耐污能力強、動力消耗低、操作運行穩(wěn)定、維護方便的特點，該工藝在高效脫碳的同時，還是一種高效脫氮除磷工藝，主要由生物部分A2O 工藝和MBR 膜組件組成，其工藝流程簡圖如圖1所示。

圖1 農(nóng)村污水處理工藝流程圖

（2）對于重金屬內(nèi)源污染土壤，采用異位固化穩(wěn)定化技術(shù)處理，并對底泥進行資源化利用。固化穩(wěn)定化技術(shù)是在重金屬污染底泥中加入化學(xué)/生物穩(wěn)定劑（改良劑或鈍化劑），改變底泥的理化性質(zhì)，使底泥對重金屬產(chǎn)生強吸附或沉淀作用，降低底泥中重金屬的生物有效性，或通過氧化/還原反應(yīng)將高毒性重金屬轉(zhuǎn)化為低毒性形態(tài)，阻止重金屬離子在環(huán)境中的遷移、擴散。對于加入的穩(wěn)定劑，應(yīng)結(jié)合實驗結(jié)果進行綜合選取，采用合適的藥劑和工藝參數(shù)進行穩(wěn)定化修復(fù)處理后，方可使修復(fù)后底泥浸出液中重金屬的濃度值降至《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》標(biāo)準(zhǔn)限值以下。

（3）低于庫周潛在的面源污染，采取庫周岸坡加固和綠化方式減少水土流失。通過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)水庫周邊存在面源污染及水提土流失問題，對庫區(qū)水質(zhì)產(chǎn)生不良影響。因此采取部分庫周岸坡進行加固處理，防止沖刷破壞以及坍塌隱患，同時阻隔庫區(qū)，防止周邊區(qū)域不良水質(zhì)直接進入庫區(qū)。在進行岸坡加固的同時，考慮到生態(tài)及凈化需求，對岸坡及岸坡坡頂進行綠化提升，綠化采用當(dāng)?shù)剡m生植物，水下邊坡可種植如香蒲，蘆葦、菖蒲等，水上邊坡可種植草皮，小型灌木等。通過岸坡綠化工程，配合生態(tài)植物措施，起到截滲粗濾的作用，將浩嶺水庫打造出岸綠水清的效果。

（4）對于庫區(qū)黑臭水體，采取底泥清淤、溢流壩結(jié)合水生植物生態(tài)系統(tǒng)凈化提升水質(zhì)；根據(jù)勘測水庫多年沉積淤泥范圍，對于無污染的淤泥區(qū)域，通過采取工程挖除措施進行處置，同時簡易處理后外運作為周邊農(nóng)田堆肥處置，回收利用，經(jīng)濟環(huán)保。

為改善庫區(qū)水質(zhì)，修建透水壩1 座。溢流水壩起到阻隔庫區(qū)，減緩污染源擴大的作用。溢流水壩的建造，設(shè)置在水域?qū)拸V的位置，延長水利停留時間，促進水中泥沙及營養(yǎng)鹽的沉降。溢流壩采用礫石和碎石修筑，壩中設(shè)置濾料包，通過控制著水的滲流速度，在上游進行蓄水，抬高水位，延長停留時間，使水中污染物在物理沉降、自然降解、水生生物吸收的作用下，得以降低，由此凈化了水質(zhì)。另外，溢流壩可以避免由于降雨等因素導(dǎo)致的瞬間水流速增大，初期雨水直接進入庫區(qū)。

此外在溢流壩內(nèi)部區(qū)域，建設(shè)植物過渡帶區(qū)域、生態(tài)浮床區(qū)域、凈化塘3 個區(qū)域。從植物凈化技術(shù)方面，就庫區(qū)水體及庫區(qū)周邊進行植物的合理布置，利用水生生態(tài)系統(tǒng)，使水流在庫區(qū)內(nèi)充分停留，通過濾料、微生物、植物等的降解作用，吸收水中富營養(yǎng)化物質(zhì)，減輕水體由于封閉或自循環(huán)不足帶來的水體黑臭富營養(yǎng)化問題，提升水質(zhì)。同時庫區(qū)內(nèi)通過不同水生植物合理搭配，形成低維護、生物多樣性豐富的完整水生生態(tài)系統(tǒng)，同時也可防止水土流失。

4 結(jié) 語

針對浩嶺水庫水體黑臭、水質(zhì)污染、底泥重金屬污染；生態(tài)環(huán)境惡化等主要問題，通過截污納管、污水處理、底泥清淤、底泥處置、生態(tài)整治等多項工程措施相結(jié)合，同時加強水庫的監(jiān)督及綜合管理，浩嶺水庫水體污染問題得到了根本性解決，其綜合治理思路可推廣應(yīng)用到其他類似水庫及水體治理工程。