中型水利樞紐水庫水質(zhì)現(xiàn)狀及其污染防治研究—以溫嶺市湖漫水庫為例

（**市污染防治工程技術中心，**318000）

摘要:本文調(diào)查了溫嶺市湖漫水庫水質(zhì)現(xiàn)狀，分析了庫區(qū)污染來源及分布特征，計算了庫區(qū)環(huán)境容量，研究并制定了庫區(qū)污染防治方案及其保障措施。

關鍵詞：湖漫水庫；水質(zhì)現(xiàn)狀；污染防治方案。

湖漫水庫位于溫嶺市城南鎮(zhèn)和石橋頭鎮(zhèn)之間，大壩壩址在城東街道肖溪村，是一座以供水、防洪、灌溉為主的中型水利樞紐，水庫規(guī)模為中型，水庫集雨面積32.48km2，總庫容3503萬m3

[1]。

庫區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀及污染來源分析

1.1

庫區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀

（1）歷年水環(huán)境質(zhì)量變化情況分析

通過分析湖漫水庫2011-2017年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，湖漫水庫水質(zhì)總體較好，2011-2016年水質(zhì)一直保持為II類水，能夠達到功能區(qū)水質(zhì)要求，但是湖漫水庫水質(zhì)存在波動，在枯水期等水文條件不利的月份水質(zhì)甚至會超過III類標準。特別是2017年，受降雨量減少，水質(zhì)有所惡化，截止2017年11月為III類水，主要超標因子為總磷，pH、溶解氧、高錳酸鉀指數(shù)、生化需氧量、氨氮、總氮等主要污染物濃度較往年也有所增加。2011-2017年湖漫水庫水質(zhì)具體情況見表1。

表1

2011-2017年湖漫水庫水質(zhì)情況

年份

水質(zhì)類型

pH值

溶解氧

CODMn

BOD5

氨氮

總氮

總磷

石油類

葉綠素a

透明度,cm

2011年

II

7.80

7.96

3.55

1.99

0.262

0.400

0.0185

0.0373

0.0187

0.94

2012年

II

7.40

8.69

2.57

1.61

0.117

0.412

0.0195

0.0365

0.0099

1.32

2013年

II

7.65

10.26

2.48

1.50

0.085

0.449

0.0208

0.0265

0.0134

1.55

2014年

II

7.68

8.30

2.82

1.61

0.085

0.429

0.0245

0.0440

0.0145

1.37

2015年

II

7.92

9.58

2.76

2.02

0.098

0.418

0.0239

0.0250

0.0202

1.49

2016年

II

8.12

9.78

2.96

2.27

0.120

0.446

0.0236

0.0433

0.0197

1.39

2017年

III

8.07

7.81

3.56

2.72

0.139

0.553

0.0265

0.0200

0.0339

1.33

本文進一步分析了2011-2017年湖漫水庫逐月數(shù)據(jù)，可以看到：不同月份之間湖漫水庫水質(zhì)存在波動，一般在每年的5月、7-9月水質(zhì)相對較差，尤其是2017年9-11月份部分指標甚至超過了II類標準限值。2011-2017年湖漫水庫主要指標監(jiān)測值具體情況見圖1至圖3。

圖1

2011-2017年湖漫水庫CODMn逐月變化情況

圖2

2011-2017年湖漫水庫總氮逐月變化情況

圖3

2011-2017年湖漫水庫總磷逐月變化情況

圖4

2011-2017年湖漫水庫營養(yǎng)化逐月變化圖

（2）歷年營養(yǎng)化狀態(tài)分析

根據(jù)營養(yǎng)化狀態(tài)評價結(jié)果，對照綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法評價標準，湖漫水庫現(xiàn)狀為中營養(yǎng)狀態(tài)，2011-2017年湖漫水庫逐月營養(yǎng)化情況具體見圖4。2017年9-11月湖漫水庫出現(xiàn)營養(yǎng)化惡化趨勢，10月份甚至達到了富營養(yǎng)化狀態(tài)。通過分析2011-2017年湖漫水庫綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)逐月數(shù)據(jù)，可以看到湖漫水庫綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)月份之間變化呈現(xiàn)較為一致的規(guī)律，一般在一年中的7-11月份會出現(xiàn)較高值。

1.2

庫區(qū)污染來源分析

1.2.1點源污染來源及分布特征

1、工業(yè)企業(yè)

湖漫水庫二級保護區(qū)范圍內(nèi)還有工業(yè)企業(yè)37家，廢水經(jīng)污水管網(wǎng)收集后輸送至溫嶺市城市污水處理廠處理，故工業(yè)污染物排放量為0。

2、居民生活

庫區(qū)13個行政村中，有10個村莊實現(xiàn)了集中納管治理，3個村尚未建立生活污水收集治理設施，尚未實現(xiàn)污水治理直接排放的為197人。農(nóng)村生活污水直排部分COD排放量為1.18t/a，氨氮排放量為0.29t/a，TN排放量為0.36t/a，TP排放量為0.03t/a。

3、餐飲業(yè)

湖漫水庫二級保護區(qū)范圍內(nèi)有各類小餐飲店21家，餐飲店廢水經(jīng)污水管網(wǎng)收集后輸送至污水處理廠，餐飲業(yè)污染物排放量為0。

1.2.2面源污染及分布特征

1、農(nóng)業(yè)種植面源污染

湖漫庫區(qū)內(nèi)耕地面積9883.80畝，園地4016.44畝。水稻田一般在一年的5~7月使用化肥，氮肥的使用量為9~12千克/畝，磷肥的使用量為3~4千克/畝，鉀肥的使用量為3~5千克/畝；其中蔬菜和果用瓜畝均化肥用量最高，其他作物畝均化肥用量差別不大，不同農(nóng)作物施肥強度和時間詳見表2。

表2

農(nóng)作物施肥時間

主要作物

N（千克/畝）

P2O5（千克/畝）

K2O（千克/畝）

主要施肥時間

水稻

9~12

3~4

3~5

5~7月

小麥

9~11

3~5

11~2月

蔬菜

20~27

18~22

23~27

全年（大棚紅茄10~3月）

果用瓜

21.25

18~22

25.6

露地5~7月、大棚12~3月

番薯

10~15

3~5

4~6

5~7月

馬鈴薯

10~15

3~5

3~5

2~3月

農(nóng)藥化肥污染物排放采用系數(shù)法測算，標準農(nóng)田產(chǎn)污系數(shù)采用《浙江省“十三五”飲用水水源保護規(guī)劃技術大綱》提出的參考數(shù)據(jù)，即COD10kg/畝·年，氨氮2kg/畝·年，總氮7kg/畝·年，總磷0.5kg/畝·年。

結(jié)合湖漫庫區(qū)具體情況，考慮到湖漫庫區(qū)內(nèi)多年平均降雨量為1605.8mm，平均化肥畝施用量在25公斤以下，流失系數(shù)采用1.1進行修正，修正后COD11kg/畝·年，氨氮2.2kg/畝·年，總氮7.7kg/畝·年，總磷0.55kg/畝·年，入庫系數(shù)取0.65。經(jīng)測算，COD流失量為99.38t/年，氨氮流失量為19.88t/a，TN流失量為69.57t/a，TP流失量為4.97t/a。

2、畜禽養(yǎng)殖源

目前庫區(qū)無畜禽養(yǎng)殖，故畜禽養(yǎng)殖污染物排放量為0。

3、地表徑流污染源

湖漫庫區(qū)所在區(qū)域內(nèi)多年平均降雨量1605.8mm，月降水量范圍在20.5~298.5毫米之間，月降水量分布不均，4~6月的梅雨季和8~10月的臺風雨季占全年降水量的70%。

湖漫庫區(qū)城鎮(zhèn)地表徑流污水主要來自降雨徑流對范圍內(nèi)鎮(zhèn)（街道）建設區(qū)域地表的沖刷。庫區(qū)內(nèi)建設用地面積為1.7887km2（不包括水庫水面面積），其中道路面積0.2075km2，居住區(qū)面積1.5020km2，其他區(qū)域面積0.0793km2。根據(jù)相關鄉(xiāng)鎮(zhèn)提供的資料及監(jiān)測數(shù)據(jù)，確定了不同區(qū)域的降雨污染物平均濃度和徑流系數(shù)，如表3所示。

表3

湖漫庫區(qū)不同區(qū)域降雨污染物平均濃度及徑流系數(shù)

序號

名稱

占地面積(km2)

徑流系數(shù)

COD(mg/L)

TN(mg/L)

TP(mg/L)

道路

0.2075

0.7

0.8

居民區(qū)

1.5020

0.3

0.5

其他區(qū)

0.0793

0.4

0.5

采用簡易模型計算城鎮(zhèn)地表徑流負荷：L=R×C×A×10-3，式中：L年負荷量(t)，R為年徑流量(mm)，為降雨量和徑流系數(shù)的乘積；C為徑流污染物平均濃度；A為集水區(qū)面積。

經(jīng)核算，湖漫庫區(qū)的COD、TN、TP徑流量分別為60.99

t/a、12.37

t/a和0.56

t/a。

1.2.3入庫污染負荷分析

基于綜上污染源分析，形成的湖漫水庫污染負荷匯總表如表4所示，估算湖漫水庫全年COD、TN、TP入庫污染負荷分別為161.55t/a、82.3t/a和5.56t/a。COD、TN、TP入庫污染負荷貢獻最高的都自來農(nóng)業(yè)種植面源，其次COD和總氮入庫污染負荷貢獻是地表徑流。

表4

湖漫水庫污染負荷匯總（單位：t/a）

類型

工業(yè)企業(yè)

居民生活源

餐飲業(yè)

農(nóng)業(yè)種植面源

畜禽養(yǎng)殖源

地表徑流污染源

合計

COD

0

1.18

0

99.38

0

60.99

161.55

總氮

0

0.36

0

69.57

0

12.37

82.3

總磷

0

0.03

0

4.97

0

0.56

5.56

庫區(qū)環(huán)境容量分析

水庫的水環(huán)境容量是根據(jù)各水源的水質(zhì)保護目標來確定的，選取湖漫水庫超標潛在風險較大的總氮、總磷進行環(huán)境容量測算。

1、測算模型

水庫中氮和磷等營養(yǎng)鹽物質(zhì)隨時間的變化，是輸入、輸出和在水庫內(nèi)沉積的該種污染物的量的函數(shù)，因此庫型水源總氮的水環(huán)境容量模型可采用吉柯奈爾-迪龍（Kirchner-Dillon）水庫營養(yǎng)物濃度預測模型[4]。

2、預算結(jié)果

計算得到湖漫T-P總?cè)萘繛?.25t/a、T-N總?cè)萘繛?4.41t/a。從計算結(jié)果得到湖漫水庫總氮、總磷污染物量超過水庫目標環(huán)境容量，須加強總氮總磷總量控制。

庫區(qū)污染防治方案

通過實施湖漫水庫飲用水水源保護區(qū)內(nèi)整治遷建工程、初期雨水攔蓄截污工程、生態(tài)修復工程、生活污水治理工程、農(nóng)村環(huán)境綜合整治、肥藥雙控工程、生物操縱工程等實施，可以有效治理城鎮(zhèn)生活和農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染，持續(xù)削減流域入庫污染負荷量。

結(jié)論

1、COD、TN、TP入庫污染負荷貢獻最高的都自來農(nóng)業(yè)種植面源，其次COD和總氮入庫污染負荷貢獻是地表徑流。

2、須加強總氮總磷總量控制。

參考文獻：

[1]李其峰.基于典型入庫徑流的水庫供水預警研究—以溫嶺市湖漫水庫為例[J].浙江水利科技,2017,45(1):64-68,72.[2]中國環(huán)境報.水污染防治行動計劃[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),2015(5):4-12.[3]國家環(huán)境保護總局.地表水環(huán)境質(zhì)量標準[S].(GB

3838-2002).2002.[4]袁涌銓,韓笑天,王璐等.青島高新區(qū)人工水系污染成因及其影響因素[J].海洋科學,2015,39(9):16-25.