淺析大慶市龍虎泡水庫水源治理

陳大為

(黑龍江省中部引嫩工程管護(hù)中心，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

龍虎泡水庫位于黑龍江省大慶市杜蒙縣境內(nèi)，原為烏雙河下游承泄區(qū)。1993年省計(jì)委批準(zhǔn)中部引嫩工程擴(kuò)建，新增工業(yè)與居民供水功能，將原龍虎泡由烏雙河承泄區(qū)改為大慶西部水源地。其近期興利水位138.2 m，庫容3.58億m3；遠(yuǎn)期興利水位138.6 m，庫容4.02億m3。自1995年開始引嫩江水入龍虎泡，新建大荒換水泵站逐年換掉原庫區(qū)烏裕爾河積水，改善龍虎泡水質(zhì)，達(dá)到與嫩江同等水質(zhì)等級(jí)(Ⅲ類)[1]。

1 龍虎泡水環(huán)境及富營(yíng)養(yǎng)化分析

自2005年以來，大慶地區(qū)工業(yè)與居民用水量逐年下降，日均在19萬m3以下 (年用水量7000萬m3以下)。龍虎泡年損失水量約5000萬m3，因此每年需要向龍虎泡補(bǔ)水量約12 000萬m3，占龍虎泡庫容量的三分之一，理論上約3 a水體置換一次。因龍虎泡進(jìn)口在西側(cè)，提水泵站在東側(cè)，即當(dāng)年新引進(jìn)嫩江水當(dāng)年不能使用，導(dǎo)致抽取原水水質(zhì)下降。

2007年7月22日—27日龍虎泡水庫發(fā)生嚴(yán)重的藻類污染。大慶油田檢測(cè)中心站對(duì)龍虎泡水庫原水進(jìn)行了水質(zhì)監(jiān)測(cè)，在整個(gè)庫區(qū)共設(shè)置6個(gè)斷面、11個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)取樣進(jìn)行檢測(cè)，共計(jì)檢測(cè)114個(gè)水質(zhì)指標(biāo)。10項(xiàng)水體富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果表明原水已經(jīng)呈現(xiàn)嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)化，水中藻類大量繁殖，最高達(dá)到109個(gè)/L。葉綠素a值較高，水體透明度差。

對(duì)龍虎泡水庫2014—2019年5 a的水質(zhì)感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)、總磷指標(biāo)、有機(jī)物綜合指標(biāo)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。見表1～表3[2-4]。

表1 感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì) mg·L-1

表2 總磷統(tǒng)計(jì) mg·L-1

表3 有機(jī)物綜合指標(biāo)統(tǒng)計(jì) mg·L-1

由表可以看出，龍虎泡水庫總磷超標(biāo)嚴(yán)重，有機(jī)污染嚴(yán)重。

2 龍虎泡水源污染原因分析

2.1 面源污染

(1)農(nóng)田徑流污染。水庫一級(jí)、二級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)耕地面積約1733.33 hm2，農(nóng)作物化肥的使用及農(nóng)藥的噴灑，通過地表徑流匯入龍虎泡水庫，化肥及農(nóng)藥中富含氮、磷等有機(jī)物，使水庫氮磷的含量升高。許多人工合成物質(zhì)又是細(xì)菌、陽光等自然力所不能分解或極難分解的惰性物質(zhì)，一旦污染水體，將會(huì)在水體中長(zhǎng)期滯留，危害水生生物和人畜健康。

(2)周邊村屯排放廢棄物污染。龍虎泡水庫沿岸涉及7個(gè)村，13個(gè)自然屯，有住戶2254戶，人口7227人，其生活產(chǎn)生排放的廢棄物經(jīng)雨水沖刷流入水庫。

(3)水生植物難以生長(zhǎng)。龍虎泡水庫所在區(qū)域土壤大多為沙壤土，由于歷年干旱少雨土壤沙化、堿化嚴(yán)重，草原也嚴(yán)重退化。庫區(qū)周邊的盲目墾荒和隨意取土加劇了植被的破壞，導(dǎo)致龍虎泡水源地保護(hù)區(qū)內(nèi)土地水土流失、風(fēng)蝕嚴(yán)重。經(jīng)調(diào)查，龍虎泡水源地保護(hù)區(qū)內(nèi)水土流失總面積6548.07 hm2，占水源地保護(hù)區(qū)土地面積近37%。一級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)水土流失面積534.27 hm2，其中輕度風(fēng)蝕39.20 hm2，中度風(fēng)蝕281.20 hm2，強(qiáng)度風(fēng)蝕213.87 hm2。二級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)水土流失面積6013.80 hm2。在《大慶市水土保持規(guī)劃》“三區(qū)”劃分中屬重點(diǎn)預(yù)防保護(hù)區(qū)。龍虎泡庫區(qū)沉積物以沙質(zhì)為主，導(dǎo)致水生植物難以生長(zhǎng)。

2.2 點(diǎn)源污染

龍虎泡水源取水口周圍已建成了大型旅游區(qū)，日接待能力達(dá)5000人次，飯店30多家，周邊還有養(yǎng)殖場(chǎng)5家，庫區(qū)使用汽油作為燃料的游艇40多艘，這些設(shè)施和人群的排污不經(jīng)處理直接或間接排入庫區(qū)，污染水質(zhì)?，F(xiàn)狀龍虎泡水庫周邊度假村已經(jīng)停業(yè)。

2.3 內(nèi)源污染

(1)水交換周期長(zhǎng)。年均進(jìn)入龍虎泡水庫的水量約為1.2億m3，水庫庫容為3.58億m3，理論上3 a水體置換一次。

(2)底泥污染。龍虎泡水庫于1995年10月由自然水泡改建為生活飲用水水源地，長(zhǎng)期形成的水庫底層淤泥無法清除，積累在底泥表層的氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在一定的環(huán)境條件下，從底泥中釋放出來而重新進(jìn)入水中，使水體富營(yíng)養(yǎng)化程度增加，修復(fù)難度增大。同時(shí)，庫區(qū)中藻類、劍水蚤等浮游生物暴發(fā)性生長(zhǎng)后的排泄物及尸體的降解，也是重要的內(nèi)源性污染，它們是COD、BOD及高錳酸鹽指數(shù)的直接貢獻(xiàn)者，導(dǎo)致有機(jī)物指標(biāo)的增高。

(3)生態(tài)系統(tǒng)破壞。龍虎泡水庫水面對(duì)外承包經(jīng)營(yíng)，承包商在水域內(nèi)任意捕撈魚蝦，造成魚類急劇減少。尤其2015年承包企業(yè)合同到期，上半年捕撈鰱魚、鳙魚70余萬斤，以藍(lán)藻為食的魚類被捕撈殆盡，造成水中生物鏈嚴(yán)重破壞，生態(tài)失衡，水中藻類大量繁殖，水體自凈能力降低，水生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。

3 龍虎泡水源治理措施

鑒于龍虎泡水庫水體流動(dòng)性差與大慶地區(qū)用水量減少相關(guān)，將龍虎泡水庫分割為水源地和養(yǎng)殖水域兩部分。依據(jù)水庫地形和現(xiàn)有提水泵站位置筑隔堤和建設(shè)涵閘，保證分割后水源不混合。水源地水域面積85 km2，庫容約2.70億m3，養(yǎng)殖水域面積28 km2，庫容約0.88億m3，滿足該地區(qū)近期用水需求，遠(yuǎn)期需水量增加可以改變養(yǎng)殖水域?yàn)樗吹厮颉?/p>

嫩江來水直接進(jìn)入水源地，避開養(yǎng)殖旅游污染，庫容小有利于水體流動(dòng)和水庫內(nèi)水置換。修建并加高加固水源地周邊圍堤，形成封閉水庫。修建完善農(nóng)田徑流排水系統(tǒng)，將農(nóng)田排水直接引入養(yǎng)殖水域，(遠(yuǎn)期將養(yǎng)殖水域更改為水源地水域時(shí)，將農(nóng)田排水渠道延長(zhǎng)排入碧綠湖)確保農(nóng)藥殘留等面源污染物不進(jìn)入水源地。

3.1 面源污染治理

筑隔堤、建進(jìn)水閘、修復(fù)堤岸和在水源地周邊修建截留溝工程。結(jié)合水庫清淤，在腰井村至提水泵站之間修建混凝土護(hù)坡的隔堤，頂寬3.0 m、上下游邊坡為1∶2.5、全長(zhǎng)6.00 km。在靠近提水泵站處建一孔洞徑1.5 m的涵閘，確保需要時(shí)兩側(cè)互通。水源地周邊岸蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，崩岸、塌岸、塌坡長(zhǎng)度23.00 km，其中嚴(yán)重塌岸段長(zhǎng)度5.91 km。整個(gè)堤岸的20%存在斷崖式立面，最高達(dá)10.0 m，周圍耕地多數(shù)向庫區(qū)方向形成緩坡，因常年沖擊形成了雨水溝直達(dá)庫區(qū)。護(hù)岸形式結(jié)合水庫岸邊情況可以考慮多種方式，對(duì)嚴(yán)重塌岸可采取修復(fù)坡面用塊石砌筑，無紡布反濾。有一定坡面可以采用石籠網(wǎng)格護(hù)坡，網(wǎng)格填充卵石或碎石。需結(jié)合護(hù)岸修建農(nóng)田截留溝，長(zhǎng)度約32.00 km，農(nóng)田排水通過截留溝排入養(yǎng)殖區(qū)域。

3.2 點(diǎn)源污染治理

保護(hù)區(qū)內(nèi)多數(shù)居民采用旱廁，生活污水散排，污染環(huán)境。將每戶旱廁改成衛(wèi)生廁所，以村屯為單位建設(shè)污水管網(wǎng)，經(jīng)收集后進(jìn)入小型污水處理系統(tǒng)，處理后就近排入附近泡塘。

3.3 內(nèi)源污染治理

(1)底泥治理。對(duì)底泥分區(qū)域進(jìn)行化驗(yàn)檢測(cè)，符合筑堤條件的底泥吹填筑隔堤。不符合條件底泥可采用異位處理技術(shù)及底泥洗脫原位置換技術(shù)，確保水質(zhì)免受污染。

異位處理是通過挖除河底受污染的底泥，從而減少底泥污染物釋放，能夠相對(duì)徹底的移除河底淤泥、施工簡(jiǎn)單，但存在著投資高、淤泥難處置、對(duì)河底生態(tài)干擾大等方面的問題。

底泥洗脫原位置換主要是把底泥中的沉積污染物移出水，而洗凈的大顆粒泥沙，包括底棲生物和附著在泥沙上的微生物原位覆蓋在洗脫后的基質(zhì)上，阻擋深層氮磷釋放和抑制沉積物因外力作用而泛起懸浮。該方法能夠快速地在淤泥表層形成阻隔層，阻擋深層底泥污染釋放，但在操作過程中易引起底泥的懸浮，降低水體透明度。

(2)龍虎泡水庫生態(tài)治理。保持地表水域周邊清潔，綠化美化是保護(hù)水源、凈化水體的重要組成部分。在水域中構(gòu)建生物群落是直接抑制水庫藍(lán)藻污染的最有效措施。

生物除藻主要有以藻制藻、發(fā)展濾食性魚類、養(yǎng)殖高等水生植物、大麥稈控制水華藻類和生物接觸氧化等方法。浮游甲殼類對(duì)細(xì)菌和藻類的吸收率可達(dá)60%～80%，可以使水變清，氮、磷含量減少，透明度提高，使富營(yíng)養(yǎng)化水體得到一定的凈化。可以在庫區(qū)內(nèi)投放一定數(shù)量的鳙魚、鰱魚等冷水魚種，這些魚類以藍(lán)藻為食，可去除大量藍(lán)藻。

植物之間存在對(duì)環(huán)境生長(zhǎng)因子(光、肥、水)的競(jìng)爭(zhēng)和向環(huán)境釋放化學(xué)物質(zhì)對(duì)其他植物產(chǎn)生影響的兩種相互作用。大型水生植物是水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，它在湖泊水生生物中占有極其重要的地位，是湖泊生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量的主要傳遞者，其種群數(shù)量對(duì)湖泊生態(tài)及水域環(huán)境有著重要影響?？梢栽邶埢⑴菟蚍N植香蒲及蘆葦?shù)缺狈剿参?，它們?cè)谏L(zhǎng)與新陳代謝過程中可凈化水質(zhì)，并從水中吸附大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和其他物質(zhì)。但是其枯萎、腐爛后形成營(yíng)養(yǎng)物的再生源，加速水庫淤積及沼澤化進(jìn)程，使湖泊走向衰老。因此，在種植水生植物后，要加強(qiáng)管理，每年秋季將大量枯萎的植物及時(shí)打撈出水面。

因此，在水庫上游沿岸40 km延長(zhǎng)帶種植蘆葦、蒲草、水蔥等土著水生植物。種植水生植物后，要加強(qiáng)管理，每年秋季將大量枯萎的植物及時(shí)打撈上岸。在龍虎泡內(nèi)投放鰱魚、鳙魚等冷水魚種，一般按照1萬尾每畝投放。這些魚類以藍(lán)藻為食物，以水生植物為棲息地，構(gòu)建庫區(qū)水生態(tài)平衡。

4 結(jié) 論

在國(guó)家經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，水庫水源治理顯得尤為重要。本文通過對(duì)于龍虎泡水庫水源污染的原因分析不僅可以提出解決農(nóng)業(yè)與大慶地區(qū)居民用水量逐漸減少的方法，還可以減少水土流失、風(fēng)蝕等自然災(zāi)害，同時(shí)可以促進(jìn)龍虎泡附近旅游業(yè)的發(fā)展。以此來提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入。