青山湖水庫流域內(nèi)水環(huán)境問題及治理措施探析

楊 磊，王緒彬

（1.連云港市鹽東水利工程管理處，江蘇 連云港 222500；2.徐州市南水北調(diào)工程管理中心，江蘇 徐州 221200）

1 問題的提出

位于云南省中部楚雄市境內(nèi)的青山湖水庫為大Ⅱ型水庫，水庫所在河道支流較多，沿河道分布集鎮(zhèn)、村莊也很多，環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施缺乏，加上居民的環(huán)保意識較差，生活污水直排現(xiàn)象突出，生活面源污染對入庫河流水質(zhì)已造成嚴(yán)重的污染。近年來流域內(nèi)干旱少雨，持續(xù)遭遇干旱災(zāi)害，水庫已成為備用飲用水源，但水庫自2011 年建成后，水質(zhì)一直處于IV 類水質(zhì)，不能達(dá)到后備飲用水水源地Ⅲ類水質(zhì)的要求。為此加強水庫及其徑流區(qū)的保護(hù)管理，防治水污染、加強水環(huán)境治理勢在必行，通過水質(zhì)現(xiàn)狀及水環(huán)境質(zhì)量問題分析，提出了備用水源地水污染防治和水環(huán)境治理的措施，進(jìn)而為水庫水質(zhì)達(dá)標(biāo)整治提供了思路和方法依據(jù)。

2 水環(huán)境質(zhì)量問題

2.1 水源地主要環(huán)境問題

隨著水庫流域內(nèi)人口的迅速增長和人類不適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)開發(fā)活動，以及一些不良生活習(xí)慣的影響，流域內(nèi)一些地區(qū)的生態(tài)環(huán)境功能已受到一定程度破壞。據(jù)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果表明，水庫上游流域生態(tài)環(huán)境已退化，水生態(tài)失衡，生態(tài)環(huán)境壓力越來越大。主要環(huán)境問題如下：

1）水庫上游水質(zhì)受到污染。主要為生活污水、生活垃圾及農(nóng)村面源污染，直接影響流域生態(tài)環(huán)境。

2）水資源缺乏，農(nóng)耕條件差，水土流失嚴(yán)重。流域內(nèi)，近一半的農(nóng)民居住在山區(qū)、半山區(qū)，坡耕地面積占耕地面積的35.4%，形成土地貧瘠、干旱缺水、廣種薄收、人均耕地多但人均產(chǎn)量少、水土流失嚴(yán)重地等問題，直接影響著生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與建設(shè)。

3）多年來，農(nóng)村使用的化肥、農(nóng)藥品種和數(shù)量逐年上升，由于使用不合理，造成化肥流失嚴(yán)重、農(nóng)藥殘留，部分化肥、農(nóng)藥隨農(nóng)田排灌，地表徑流流失或進(jìn)入水體，使水體受到污染。這種粗放型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的阻礙因素，損害了農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量，造成了農(nóng)業(yè)面源污染。

4）森林植被十分脆弱。20 世紀(jì) 50—60 年代初，大面積森林砍伐，加之長期毀林開荒，大量草山植被遭到破壞。80 年代開始，雖然進(jìn)行了大規(guī)模的植樹造林，封山育林，但林地質(zhì)量不高，多數(shù)屬再生林、次生林，林種單一，發(fā)揮不出良好的生態(tài)效益。還有近11.0%的荒地、沙地、裸土地、裸巖石礫地未被利用，植被還十分脆弱。

5）由于公路、鐵路建設(shè)和其它工程建設(shè)，植被恢復(fù)和水土流失治理的任務(wù)仍然十分艱巨。

2.2 水質(zhì)現(xiàn)狀分析

對青山湖水庫進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測，監(jiān)測項目主要包括pH 值、溶解氧、高錳酸鉀指數(shù)、COD、BOD、氨氮、總磷、氟化物、六價鉻、石油類等，監(jiān)測結(jié)果表明，青山湖水庫總磷、總氮、COD、糞大腸菌群等指數(shù)時有超標(biāo)，達(dá)到Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，其余指標(biāo)均達(dá)在Ⅰ類至Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)之間。其中，豐水期水質(zhì)質(zhì)量相對較好，枯水期水質(zhì)質(zhì)量較差，但總體水庫建成后水質(zhì)質(zhì)量現(xiàn)狀仍為Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，不能達(dá)到該水庫作為城市生活用水的后備水源Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。其主要原因仍為上游農(nóng)田徑流、生活污水、垃圾、牲畜糞便等為代表的污染源造成，水庫水質(zhì)仍受到庫周及上游污染源的影響。

3 方案分析

3.1 污染控制重點分析

青山湖水庫水質(zhì)主要取決于上游來水范圍內(nèi)主河道及支流兩側(cè)范圍內(nèi)的村莊、面源等污染[1]。根據(jù)對項目區(qū)污染源現(xiàn)狀負(fù)荷的分析，項目區(qū)污染源以城鎮(zhèn)生活污染源、農(nóng)村生活污染源、農(nóng)田面源污染為主，其次為畜禽養(yǎng)殖污染源。從污染源的特性來說，城鎮(zhèn)污染源屬于點源污染源，而農(nóng)村生活污染源、農(nóng)田徑流面源及畜禽養(yǎng)殖污染源則屬于面源污染源。各污染源污染負(fù)荷分析見表1。

表1 水源地流域內(nèi)現(xiàn)有污染源負(fù)荷分析表 %

3.2 治理思路分析

1）綜合治理思路

青山湖水庫上游及庫區(qū)污染源分布7 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，38 個村委會和289 個村民小組，涉及多條支流的小流域，對水庫水體造成威脅的污染源以點源的城鎮(zhèn)生活污染源和面源的農(nóng)村生活污染源、農(nóng)田面源污染、畜禽養(yǎng)殖污染源等四大污染源為主，對于各污染源的防治需要采取綜合防治手段。

2）長期防治思路

總結(jié)國內(nèi)大中型湖泊、飲用水源區(qū)污染防治的經(jīng)驗及實際經(jīng)驗，要使該水庫作為后備飲用水源，水質(zhì)從現(xiàn)在的IV 類標(biāo)準(zhǔn)逐步達(dá)到III 類標(biāo)準(zhǔn)，需要充分的資金投入和完善的治理體系、監(jiān)督管理體系的有效運行。只有制定合理的階段目標(biāo)，分階段實施重點工程項目，建立系統(tǒng)的污染防治體系，才能使水庫水環(huán)境向良性方向發(fā)展。

3）多渠道、多方式分頭推進(jìn)思路

上游面源污染治理、城鎮(zhèn)點源治理、庫區(qū)人工濕地治理等措施對于項目效益的實現(xiàn)都是不可或缺的治理措施，從治理體系上看必須是齊頭并進(jìn)的。項目區(qū)域污染治理可通過多渠道方式進(jìn)行立項或解決，如農(nóng)村戶用人畜糞便處理的沼氣池工程，可根據(jù)財政部農(nóng)業(yè)部使用中央預(yù)算內(nèi)固定資產(chǎn)投資（含國債項目資金，下同）的農(nóng)村沼氣項目進(jìn)行解決；城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施配套管網(wǎng)及污水泵站工程可通過住建部門的“一水兩污”等專項資金支持進(jìn)行解決；農(nóng)村污水及垃圾可通過中央農(nóng)村環(huán)保專項資金、環(huán)境綜合整治項目資金進(jìn)行解決。

治理思路是通過在庫區(qū)周圍建設(shè)人工濕地處理系統(tǒng)和生態(tài)隔離系統(tǒng)，對該水庫庫區(qū)及入河水質(zhì)進(jìn)行有重點處理，在水庫庫尾形成一道有效的隔離防護(hù)及入湖水質(zhì)整治[2]，可進(jìn)一步確保庫區(qū)水質(zhì)目標(biāo)的可達(dá)性。

3.3 方案比選

初步考慮在庫區(qū)周圍建設(shè)人工濕地處理系統(tǒng)和生態(tài)隔離系統(tǒng)時力求達(dá)到環(huán)境和景觀效果的統(tǒng)一，因地制宜建設(shè)人工瀑布、生態(tài)土埂、表流濕地和生態(tài)隔離帶相間等多形式、多物種、多層次的要求，在該理念基礎(chǔ)上提出了兩種總體布置方案：

1）方案一：以污水凈化和景觀效果統(tǒng)一的“綜合型整治方案”

工程目標(biāo)：以污染負(fù)荷削減，改善水庫來水水質(zhì)和生態(tài)景觀效果統(tǒng)一為目標(biāo)，打造亮點，實現(xiàn)生態(tài)治理與景觀建設(shè)同步進(jìn)行的目標(biāo)，促進(jìn)河流生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和良性循環(huán)，促進(jìn)流域社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

工程重點建設(shè)內(nèi)容：河岸生態(tài)帶建設(shè)、人工濕地公園建設(shè)。

2）方案二：以污水凈化+局部景觀提升為目標(biāo)的“凈化型整治方案”

工程目標(biāo)：以污染負(fù)荷削減，改善庫區(qū)來水水質(zhì)為主要目標(biāo)，構(gòu)筑起削減污染負(fù)荷的有效屏障，同時以資金有效利用為前提局部對布局進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到近自然的修復(fù)。

工程重點內(nèi)容：建設(shè)隔離帶及人工濕地，景觀自然修復(fù)。

方案工程量及投資估算匯總表見表2。

表2 兩種方案工程量及投資估算匯總表

這兩種方案可視為中長期目標(biāo)和近期目標(biāo)方案，方案一總體強調(diào)濕地景觀效果，在進(jìn)行污染治理的同時，突出濕地景觀功能，實現(xiàn)“近水、親水”目的；方案二弱化庫區(qū)景觀建設(shè)，著眼污染物削減，同時低成本地進(jìn)行局部景觀改造，兩個方案在一定程度上可考慮作為工程的不同階段的目標(biāo)。

經(jīng)充分考慮兩個方案的資金投入、實施難度的合理性，本著環(huán)境保護(hù)資金應(yīng)首先考慮污染治理的原則，恰當(dāng)、合理地補充隔離帶景觀建設(shè)，適當(dāng)優(yōu)化總體布局的建設(shè)內(nèi)容。因此，此段采用方案二作為推薦建設(shè)方案，合理增加隔離帶的自然美觀，局部體現(xiàn)多形式、多物種和多層次的原則，即待后續(xù)有多余資金后，繼續(xù)對方案一進(jìn)行實施，達(dá)到遠(yuǎn)期治理和景觀效果相互統(tǒng)一，打造水庫庫區(qū)人工濕地景觀的目標(biāo)。

3.4 具體措施

水環(huán)境治理具體措施為人工濕地[3]，工程由庫區(qū)濕地和生態(tài)隔離帶工程組成，總實施面積約27.03 hm2，其中表流人工濕地面積為12.87 hm2，生態(tài)隔離帶面積為14.13 hm2。人工濕地工程擬建于庫岸緩沖區(qū)，考慮到人工濕地和生態(tài)隔離帶各自功能，在高程范圍內(nèi)的高處設(shè)置生態(tài)隔離帶，低處設(shè)置人工濕地。具體措施：

1）人工濕地處理水源為主河道入庫水源，是通過修建5 座擋水閘壩，滿足引水高程，采用鋼筋混凝土管(過路斷面)+生態(tài)溝渠方式引水至人工濕地。

2）人工濕地植物選擇。根據(jù)植物特性及植物配置分析，為了從多方位、多角度、全方面地去除水源中的污染物，項目擬選用挺水植物+浮水植物+沉水植物的水生植物組合，挺水植物主要選擇蘆葦、美人蕉、燈芯草、千屈菜，浮水植物選擇睡蓮、浮萍，沉水植物選擇黑藻、金魚藻。為了加強濕地的景觀效果及去污能力，在濕地四周的道路及濕地內(nèi)配以其他喬木，主要選擇滇楊、滇合歡、垂柳。

3）生態(tài)隔離帶設(shè)置于水庫兩岸的岸邊，高程位于1 814.00~1 819.84 m 的范圍內(nèi)，工程的植物以喬木+灌木+草本植物、喬木+灌木、喬木+草本植物的組合形式進(jìn)行搭配設(shè)置，以庫區(qū)兩岸的優(yōu)勢物種為主，配以部分其它樹種，在高程范圍內(nèi)種植水杉、垂柳等喬木，夾竹桃、南天竹等灌木，麥冬、蔥蘭、鳶尾、薰衣草、鼠尾草、萱草、迎春花、炸醬草等草本植物。

4 結(jié)語

通過青山湖水庫備用水源地流域內(nèi)水環(huán)境問題及水質(zhì)現(xiàn)狀分析，提出了水源地水污染和水環(huán)境治理的思路，治理措施是通過在水庫上游及庫區(qū)進(jìn)行人工濕地工程及生態(tài)隔離帶建設(shè)，在污染物削減的同時，合理增加隔離帶的自然美觀，局部體現(xiàn)多形式、多物種和多層次感，力求水源水質(zhì)達(dá)標(biāo)，水源地環(huán)境優(yōu)美。