蔡臨明，勞國民，何錫君，孫國敏

（1.浙江省水文局，310009，杭州；2.浙江省臺州市水文站，318000，臺州）

長潭水庫位于浙江省臺州市黃巖區永寧江上游，流域面積443.1km2，總庫容7.32億m3，正常庫容4.57億m3，供水能力 94 萬 m3/d（P=95%），年供水量26932萬m3。

長潭水庫作為浙江省典型的集中式生活飲用水水源地，供應臺州市近300萬人口的生活、生產用水，其水質好壞直接影響臺州市社會穩定、經濟發展和人民身體健康。近年長潭水庫水質呈現夏季富營養化程度加重趨勢，深入開展水庫入庫營養鹽控制研究十分必要。

一、長潭水庫水質監測情況

根據《浙江省水功能區水環境功能區劃分方案》，長潭水庫及上游庫區劃定為源頭水保護區，水體水質應達到 《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）Ⅱ類水標準。

1.水質監測

長潭水庫在飲用水水源取水口處設有水質自動監測站，具有pH值、DO、CODMn、NH3-N 等多參數在線監測功能。

為開展深入研究，對水庫水域新增設立體布點監測，分別在水庫主要入口、中心區、飲用水水源取水口、水庫出水口布設水質采樣斷面，各斷面均按表層、中層、深層分別采樣，代表水庫內不同位置、不同深度的水質；在7條主要入庫支流柔極溪、永寧溪、日溪、上洋溪、小坑溪、洞外岙溪和龍騰溪均布設水質采樣斷面。

每月人工采集水樣一次，一年12次。利用采集的水樣，開展地表水環境質量標準基本項目和集中式生活飲用水地表水源地補充項目全分析，同時進行Chl-a、SD、藻類監測。

2.水功能區達標率情況

長潭水庫現狀水功能區達標率不高。長潭水庫現狀水質：TN不參加評價時，Ⅰ類水占4.3%，Ⅱ類水占66.5%，Ⅲ類水占27.5%，劣于Ⅲ類水質占1.7%，水庫水質以Ⅱ類為主；TN參加評價時，Ⅱ類水占37.2%，Ⅲ類水占58.9%，劣于Ⅲ類水質占3.9%，水庫水質以Ⅲ類為主。水庫水質在時間上（指同一站點年內變化），枯水期水質略優于豐水期；水功能區不達標的時段主要出現在夏季，表層、中層水pH值超標率為12.5%，pH最大值達10.6，表層DO達11.1 mg/L，TP和TN為Ⅳ類水，SD明顯降低，Chl-a和藻類總數明顯高于枯水期，水體呈富營養化。

7條入庫支流現狀水質：柔極溪、日溪、龍騰溪為Ⅱ類水；永寧溪、上洋溪、小坑溪、洞外岙溪為Ⅲ類水。

水功能區主要不達標項目是TP、TN、pH值，說明長潭水庫的水環境問題主要體現在水體富營養化方面。

3.水庫富營養化評價

水庫營養狀態評價選擇Chl-a、TP、TN、SD、CODMn五個項目， 評價方法采用《地表水資源質量評價技術規程》（SL 395—2007） 中規定采用的營養化評分分類指數法；評價時段為2000—2009年。水庫富營養化評價結果見表1。

由表1可知，10年間長潭水庫富營養化程度總體上加重。4—9月營養狀態評分值全部大于年平均值，每年4—9月水庫水體隨氣候變暖、浮游生物的繁衍，有利于富營養化現象的發生，這種現象屬水庫特性。其中，2003—2005年長潭水庫曾發生藍藻水華事件，直接影響臺州市的供水安全。

二、污染源調查分析

通過對長潭水庫集雨區的生活污染源、畜禽養殖、農田面源、工業污染源和旅游污染源等調查并分類匯總，采用源強系數、排放率和入庫系數，計算得出各污染物排放量和入庫量。長潭庫區年廢污水排放總量為227.59萬t，其中生活污水219.00萬t，農業污染源（畜禽尿）1.69萬 t，工業污水6.71萬t，游客生活污水0.19萬t。年污染物排放總量4 956.76 t，年污染物入庫總量1 587.56 t，主要為農業和生活污染源。

表1 2000—2009年長潭水庫富營養化評分表

表2 長潭水庫主要污染物負荷綜合評價

采用等標排放量評價法，對影響長潭水庫水環境的農業污染源、生活污染源、工業污染源和旅游污染源進行綜合評價。由表2可知，庫區2008年主要污染物總等標排放量為2 257.79 t，其中 CODCr、TN 和 TP 的等標排放量分別達48.05 t、1 641.26 t和568.48 t，污染率指數分別為2.1%、72.7%和25.2%。氮和磷是水體污染的主要貢獻者。

三、水庫主要營養物質的環境容量分析

為有效保護長潭水庫水環境，必須科學地評價其水環境容量。水環境管理中最為常用的水環境容量通常指水體在設計水文條件、規定環境保護目標下，所能容納的最大污染物量。

1.控制指標

根據長潭水庫現狀水質和庫區污染源調查結果，營養鹽主要控制指標確定為 TP、TN、CODCr。

2.計算模型選擇

長潭水庫所在水功能區為山區性河流及水庫本身，結合其實際情況，采用數學模型為山區性河流一維均勻混合模型和水庫零維模型。

（1）山區性河流一維均勻混合模型

對于山區性河流而言，一維均勻模型假定污染物濃度僅在河流縱向上發生變化，主要適用于同時滿足以下條件的河段：①寬淺河段；②污染物在較短的時間內基本能混合均勻；③污染物濃度在斷面橫向方向變化不大，橫向和垂向的污染物濃度梯度可以忽略。

表3 綜合衰減系數的確定值

表4 長潭水庫庫體污染物總量控制成果表

污染物一般沿河岸分多處排放，每一河段內可能存在多個污染源，采用概化的方法，即認為污染物排放口在同一功能區內沿河均勻分布，污染源分布是一種平均狀況；混合過程也假定在排污口斷面瞬時完成均勻混合。假定一段河流，污染源考慮在同一功能區內沿河均勻分布，則可得如下公式：

式中：W 為水環境容量 （t/a），CS為下斷面污染物濃度（mg/L），C0為上斷面來水污染物濃度 （mg/L），K為綜合衰減系數（1/s），L 為河段長度（m），U 為設計流速（m/s），Q 為設計流量（m3/s），α為不均勻系數。

（2）水庫零維模型

W=31.536×α×[Q0×（CS-C0）+KVCS/86400]式中：Q0為進口斷面的入流流量（m3/s），V 為水體體積（m3），其余字母同上式含義。

（3）綜合衰減系數、不均勻系數的選擇

根據《浙江省水功能區納污能力核定報告》，本次長潭水庫所在水功能區綜合衰減系數選定如表3。

由于水庫水體較深且水面面積較大，而污染物主要由岸邊排入，因此水庫水體不能全部參與污染物的稀釋、降解，需加入不均勻系數B。根據《浙江省水功能區納污能力核定報告》，結合長潭水庫水面面積，確定不均勻系數為0.20。

3.入庫營養鹽總量控制方案

根據上述計算模型、選用參數及水文設計條件，計算長潭水庫功能區50%、75%、90%水量條件下的CODCr、TN、TP 的納污能力， 結合現狀污染物調查分析成果，分別核定長潭水庫庫體 CODCr、TN、TP的入庫污染物削減量、削減率、入庫控制量，見表4。

由表4可知，長潭水庫庫區現狀CODCr在 50%、75%、90%設計水文條件下，都能滿足功能區目標水質要求。水庫現狀TP、TN入庫量遠遠大于其納污能力。在50%設計水文條件下，水庫現狀TN入庫量的削減率為42.3%，現狀TP入庫量的削減率為60.8%；按75%設計水文條件，水庫現狀TN入庫量的削減率為61.5%，現狀TP入庫量的削減率為74.0%；按90%設計水文條件，水庫現狀TN入庫量的削減率為71.2%，現狀TP入庫量的削減率為80.1%。

四、結 語

①長潭水庫富營養化分析結果表明，每年4—9月營養狀態評分值全部大于年平均值，10年間水庫富營養化程度總體加重，應引起重視。

②水庫現狀水質和庫區污染源分析調查結果表明，水庫主要污染源為農業和生活污染，主要污染物為TN、TP、CODCr。

③主要營養物質水環境容量數學模型分析結果表明，不同設計水文條件保證率下，現狀CODCr都能滿足功能區目標水質要求；現狀TP、TN入庫量遠遠大于其納污能力，長潭水庫營養化控制的主要指標，第一是控磷，第二是控氮。

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