云龍水庫氮、磷污染原因分析及對策措施

倪 燕

(昆明市環境監測中心,云南昆明 650228)

云龍水庫氮、磷污染原因分析及對策措施

倪 燕

(昆明市環境監測中心,云南昆明 650228)

依據云龍水庫庫區和入庫河道水質現狀監測結果,對造成云龍水庫污染的總磷、總氮的變化情況和污染來源構成進行了初步分析,并提出預防控制污染的對策措施。

總磷;總氮;水質污染;云龍水庫;原因;對策措施

昆明市是云南省的政治、經濟、文化中心,也是全國 14個嚴重缺水的城市之一,以前作為城市主要飲用水源之一的滇池水質已經受到了嚴重污染,現已基本喪失了飲用水供水功能。昆明市供水水源主要是松華壩水庫、紅坡水庫、自衛村水庫、柴河水庫、大河水庫、寶象河水庫以及海源寺和白龍潭等,根據需水預測,昆明主城區 2010年水平年缺水 2.0億 m3,2020年水平年缺水 2.76億 m3,幾個飲用水源供水量已不能滿足昆明市的供水需求。為緩解昆明城市水資源缺乏的問題,1998年 4月經國家發展計劃委員會審批同意,投資 35億元,建設跨流域國家重點項目——昆明掌鳩河引水工程,其水源地云龍水庫建成后將作為城市供水水源的專用水庫,成為昆明市的第二供水水源。云龍水庫的蓄水情況良好,目前水庫已有 3.6億m3蓄水,近期原水水質經檢測仍保持在《地表水環境質量標準》二類標準,水質在昆明幾個飲用水源中是最好的。

1 云龍水庫基本情況

云龍水庫于 1999年開工建設,2004年 2月 5日主體大壩封頂,2004年 2月 25日,經云南省水利廳組織云龍水庫下閘蓄水階段性驗收,2004年 3月 1日,下閘蓄水。云龍水庫總庫容達 4.84億m3,近 3a水庫平均產水量為 2.85億 m3,可向昆明城市供水 2.2～2.5億 m3/a,占昆明城市供水總量的 60%以上。自 2007年 3月 25日試通水至今,共向昆明城市供水 3.05億 m3。云龍水庫向昆明城市供水后,昆明每年還有大約 5000萬m3的余量。

云龍水庫位于祿勸縣云龍鄉境內,水庫徑流區國土面積 77000hm2,庫區徑流面積 745km2,總庫容達 4.84億m3,庫區淹沒總面積為 20.66km2,森林覆蓋率達 62.2%。云龍水庫飲用水水源區內有云龍水庫、雙化水庫、螃蟹箐等大小 6個水庫,有石板河、老木河、水城河 3條主要入庫河流,入庫河流及其支流的徑流區總面積 745km2。水源區的植被覆蓋率較高,達到 64.7%,區域內林地面積4.82萬 hm2,其中有林地 3.2萬 hm2,灌木林地1.6萬 hm2。水源區在祿勸縣轄區境內 656km2,武定縣轄區境內 89km2。水源保護區涉及祿勸縣的云龍鄉、撒營盤鎮、雙化鄉、皎西鄉、馬鹿塘鄉、團街鄉 6個鄉鎮的 29個村民委員會 5.4676萬人和武定縣插甸鄉 3個村民委員會 4589人。

目前云龍水庫匯水區內的經濟形態主要屬于農業經濟,工業經濟在該地區內幾乎沒有,也就是說沒有工業點源的污染,而部分水體中水質的特征污染物是總氮、總磷、化學需氧量。說明云龍水庫徑流區主要污染源應該是農村生活點源及農業面源等污染源。云龍水庫水源區整個保護范圍內現在仍有耕地 0.68萬 hm2,總人口約 6萬人,其中一級保護區涉及 11個村委會 7166人,有牛 4312頭、馬688匹、豬 12294頭、羊 7394只、家禽 29941只,保護與發展的矛盾仍較為突出。

2 云龍水庫氮、磷污染狀況

云龍水庫水域依據其使用目的和保護目標劃分為集中式生活飲用水水源地一級保護區,按GB3838-2002《地表水環境質量標準》中Ⅱ類水質標準考核。自 2007年 3月 25日云龍水庫向昆明市供水后,由昆明市每月對水庫進行 1次監測,采樣布點 3個,監測項目 36個。監測結果表明云龍水庫庫區水質達到Ⅱ類水保護目標,屬良好級。

2008年 9月中旬,由于天氣持續晴朗高溫,云龍水庫水面出現大量藍藻,立即引起昆明市市委、市政府的高度重視。根據市委、市政府的指示,昆明市監測部門對云龍水庫庫體及藍藻出現的區域加密監測。

昆明市監測部門于 2008年 10月至 2009年 5月分別在云龍庫區中心水域 (壩前、壩中、石板)、入庫河流 (石板河、老木河、水城河)、河流入庫庫灣及上游雙化水庫設置監控點位,對水體總氮、總磷、高錳酸鹽指數、葉綠素 a、水體營養程度、藻生物量進行了加密監測。云龍庫區中心水域水質監測結果表明:水質總體在Ⅱ～Ⅲ類水變動,未達到其水質保護目標,綜合營養狀態指數范圍:24.9～37.1,有 80%的營養狀態類別屬中營養狀態,藻生物量為 10～3780萬個/L,其它監測項目均達到Ⅱ類水質標準。監測結果表明影響云龍水庫水質類別的污染指標主要是總氮、總磷。

2.1 云龍水庫庫體總磷、總氮變化情況分析

從監測數據看,庫體中心水域總磷監測值在0.005～0.027mg/L波動,只有 2008年 12月上旬的總磷監測結果超過Ⅱ類水質標準 (0.025mg/L),其余監測結果都達到Ⅱ類水質標準,2009年 3月下旬以后監測結果逐步下降并趨于穩定。3條河流入庫庫灣的總磷監測結果基本達到Ⅱ類水質標準,只有個別數據超標。詳見圖 1。

從監測數據看,庫體中心水域總氮監測值在0.30～0.56mg/L波動,超標率為 36.8%,與Ⅱ類水標準限值 (0.5mg/L)比較接近,說明總氮監測值的變化影響整個水庫的水質類別在Ⅱ～Ⅲ類波動。石板河庫灣總氮監測值在 0.32～0.72mg/L,超標率為 73.6%;老木河庫灣和水城河庫灣的總氮監測值均達到Ⅱ類水質標準。通過圖 2可以看出云龍水庫庫體總氮濃度高低情況:石板河庫灣 ＞中心水域 ＞老木河庫灣 ＞水城河庫灣;由此可見,云龍水庫總氮超標主要是由于入庫河流—石板河水質污染嚴重所造成的。

2.2 雙化水庫總磷、總氮變化情況分析

雙化水庫是石板河的源頭,監測結果表明雙化水庫總磷為 0.014～0.052mg/L,超標率為 56.3%,2009年 2月下旬以后監測結果達到Ⅱ類水質標準,并趨于穩定,但 5月下旬又出現反彈。詳見圖 3。

雙化水庫的總氮監測值為 0.39～1.44mg/L,超標率為 81.3%,影響整個水庫的水質類別在Ⅲ～Ⅳ類波動。2008年 10月上旬以后呈上升狀態,2008年 12月上旬以后呈下降趨勢,2009年 4月下旬以后監測結果達到Ⅱ類水質標準。詳見圖 4。

2.3 主要入庫河流總磷、總氮變化情況分析

云龍水庫上游主要入庫河流有石板河、老木河、水城河,其中石板河是 3條河中水量最大的河。石板河發源于祿勸縣馬鹿塘鄉對車村,自雙化水庫流出,流經雙化水庫發電站、途經撒營盤鎮進入云龍水庫,全長 55.6km,徑流面積 429km2,占庫區壩址以上徑流面積的 57.6%。

由于云龍水庫入庫河流目前還未確定水功能區劃,為便于進行水質評價,參照有關河道水功能保護目標及云龍庫區水功能保護目標,將其保護目標暫定為Ⅱ類。另為便于進行水質比較,評價標準統一用湖庫標準評價,按照 GB3838-2002《地表水質量標準》評價。

根據監測結果,云龍水庫 3條入庫河流的總磷濃度變化情況如下:石板河總磷的濃度范圍為0.014～0.116mg/L,超標率為 43.8%;老木河總磷的濃度范圍為 0.013～0.104mg/L,超標率為68.8%;水城河總磷的濃度范圍為 0.013～0.090mg/L,超標率為 18.8%。通過圖 5可以看出總磷的超標情況:老木河 ＞石板河 ＞水城河,2008年 11月上旬 3條河均出現最高峰值。

云龍水庫 3條入庫河流的總氮濃度變化情況如下:石板河總氮的濃度范圍為 0.27～2.44mg/L,超標率為 56.3%;老木河總氮的濃度范圍為 0.20～0.49mg/L,均達到Ⅱ類水質標準;水城河總氮的濃度范圍為 0.17～0.51mg/L,超標率為 6.3%。通過圖 6可以看出總氮的超標情況:石板河 ＞水城河 ＞老木河。2009年 2月上旬以后 3條入庫河流的總氮濃度基本達到Ⅱ類水質標準。

通過對云龍水庫 3條入庫河流總磷、總氮的分析,可以看出石板河是污染最嚴重的河,其水量最大,對云龍水庫的氮、磷污染貢獻最大。

3 云龍水庫氮、磷超標原因分析

3.1 雙化水庫氮、磷超標問題

根據對雙化水庫的監測結果可看出:水庫的水質類別為Ⅲ～Ⅳ類,總磷、總氮超過Ⅱ類水質標準情況較為嚴重,作為云龍水庫的源頭之一,其水質的優劣直接影響著云龍水庫的水質。該區域無工業源污染,主要為農村面源污染。

3.2 石板河污染來源分析

經調查及監測分析,石板河自雙化水庫流出后,主要匯入撒老烏小河及沿途村集鎮小河及農田徑流水,水質由雙化水庫Ⅲ類水變為Ⅳ類水,以后受沿途村落居民生活及農村面源污染,水質一直為Ⅳ類水,全程水體感觀較差,混濁、微黃、有泡沫。

石板河沿途經過的人口較為集中的村鎮為撒營盤鎮。2007年共有 19個村委會,人口 44924人,有耕地 2796hm2,大牲畜 14767頭,生豬 54325頭。由于集鎮沒有任何污水收集與處理設施,加上落后的耕種方式及生活習慣,使得集鎮周圍生活污水及大量農村面源污染物通過排水溝渠或者散流進入石板河,最終流進入云龍水庫。

據調查,集鎮生活污水及農村面源污水的匯集水水質類別為Ⅳ類～劣Ⅴ類,主要污染物為:高錳酸鹽指數 2.2～36.2mg/L,化學需氧量 25～143mg/L,氨氮 0.196～17.22mg/L,總磷 0.072～3.6mg/L。

表 1 石板河匯入污水水質結果統計 (mg/L)

3.3 農戶陸續“回遷”造成的污染

在前期搬遷后退耕的農田未完成土地使用權的交接,庫區周邊已搬遷戶農田復耕問題嚴重。據介紹,云龍水庫農村移民搬遷結束后,留在庫區的農田約有 666.7hm2。由于這片土地相對平坦、肥沃,祿勸縣云龍鄉擁慶、金烏、聯合、新合、云利村委會,撒營盤鎮幸丘村委會,團街鄉馬初村委會以及武定縣插甸鄉水城村委會、發窩鄉中村、阿期村委會的部分農戶陸續開始搬遷到這些土地上開展種植、養殖業。起初是試探性的,由于管理不嚴,2005年至今,開始有規模的搬遷。有的搭建臨時房屋,有的已開始建永久住房。據掌鳩河公安分局初步統計,目前到庫周違規從事種養業的農民有134戶,402人。其中,最近的距離水面不足 20m,每天的生產、生活污水,糞便,垃圾直接排入水庫,并在水庫邊上放養畜禽,給水庫造成嚴重污染。庫區周邊農田中的化肥、農藥在雨季時通過徑流形式直接進入水庫。

3.4 水源保護區跨區域管理問題

云龍水庫水源保護區在行政上涉及 2個州市,即昆明市的祿勸縣和楚雄州的武定縣。云龍水庫水源區保護范圍有 89km2屬楚雄州武定縣插甸鄉的 3個村委會。這 89km2的云龍水庫徑流區的污染控制問題對云龍水庫水質影響很大,同一水源保護區分屬不同行政區,增加了監管與保護的難度。

4 對策措施

4.1 進一步延伸保護治理的范圍

建議把雙化水庫、金烏小河流域納入一級保護區,采取移民搬遷政策使水庫一級區成為無人區,徹底消除臨水區域污染隱患。

4.2 興建污水處理廠和垃圾處理場

為確保云龍水庫水源核心區得到有效保護,對保護區內最大的 2個集鎮撒營盤和云龍應實行河道植樹造林,全面禁種、禁養等措施。針對撒營盤鎮和云龍鄉的垃圾和污水處理問題,政府已計劃興建污水處理廠和垃圾處理場。據了解,建成的撒營盤污水處理廠日處理污水 2000m3,垃圾處理場日處理垃圾 30t,而云龍鄉因為人口少,所以垃圾和污水的處理能力相對比撒營盤小一些。這樣將基本解決 2大集鎮對云龍水庫水源污染的問題。

4.3 移民安置問題

政府應對水庫的移民安置制定好相關政策,包括:資金補償、勞動就業、居住安置、子女上學、醫療保險、養老保險等問題,切實做好移民安置工作。同時庫區周邊農田的土地使用權全部收歸國家,加強管理,加大處罰力度,避免搬遷農戶回遷復種現象的發生。對云龍水庫一級保護區按照一級區為無人區、封閉保護的原則進行管理。

4.4 建立云龍水庫水質監測系統

對云龍水庫建立水質自動監測系統,在 3條主要入庫口設置水質在線監測設備,及時掌握水質變化情況。

4.5 調整水源保護區的行政區化問題

昆明市政府已向有關部門反映,建議將保護區范圍內涉及武定縣行政轄區的 89km2匯水面積劃入水源區保護范圍,劃歸祿勸縣政府管轄。但行政區劃的調整要由省政府報國務院批準。在批準前省政府應采取一定的過渡措施,協調兩地政府對云龍水庫統一管理,以保證水源區的保護工作順利進行。

[1]王旭鳳 .云龍水庫環境現狀和環境保護問題的探討 [J].環境科學導刊,2008,27(增刊).

Countermeasures and Origin Analysis of Nitrogen and Phosphorus Pollution of Yunlong Reservoir

N I Yan
(Kunming Environmental Monitoring Center,Kunming Yunnan 650228 China)

The changes and sources of nitrogen and phosphorus pollution of Yunlong reservoir are analyzed based on recent water quality monitoring results.Counter measures on prevention and controlling water pollution are put forward.

total nitrogen;total phosphorus;water quality pollution;origin;counter measure;Yunlong reservoir

X52

A

1673-9655(2010)02-0045-04

2009-12-04