岳城水庫水環(huán)境安全分析

□曹瑞仙 □崔花瑞（河南省安陽水文水資源勘測局）□張延平（安陽市水利局）

1.水庫水量及安全評價

岳城水庫位于河北省磁縣和河南省安陽縣交界處，是漳河流域的主要調(diào)控工程，該水庫1959年動工興建，1960年攔洪，1961年8月3日落閘蓄水，1970年全部建成。1962-2000年供水總量（39年）149.69億m3，其中農(nóng)業(yè)用水138.54億m3，工業(yè)及生活用水11.15億m3。

岳城水庫是攔截清漳河、濁漳河匯合后的漳河水，清漳河、濁漳河均發(fā)源于山西省，于河北省涉縣合漳村與清漳河匯合后稱漳河，進觀臺鎮(zhèn)出谷注入岳城水庫。

岳城水庫的基本功能是攔蓄洪水、降低洪峰流量、解除下游地區(qū)水患。經(jīng)過多年的建設(shè)，逐步形成了以防洪灌溉為主，兼顧發(fā)電和水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合性大型水利樞紐工程，岳城水庫每年向民有渠等大型灌區(qū)提供水源，灌溉面積16萬hm2。20世紀80年代以來，由于城市用水量增加，水庫增加了城市供水任務，先后向河南省安陽市和河北省邯鄲市提供飲用水。

飲用水水源地水量安全狀況評價主要針對水源地的水資源狀況，即來水狀況進行評價。岳城水庫枯水年來水量保證率為95%，水量安全評價指數(shù)為2。

2.水庫水質(zhì)及富營養(yǎng)化特征分析

2.1 水質(zhì)及富營養(yǎng)化概況

岳城水庫年均降水量606 mm，淤積庫容占總庫容的12%，土地利用現(xiàn)狀調(diào)查面積3.67 km2，其中坡耕地3.15 km2，平原地0.04km2，荒坡荒山 0.48km2。

生活垃圾和建筑垃圾：沿庫區(qū)周邊有16個村莊，對水庫污染的隱患有：一是在水庫周圍搞養(yǎng)殖；二是在水庫洗衣服洗澡；三是在水庫周圍亂倒垃圾，各個村莊對生活和建筑垃圾都沒有集中和固定的地方堆放，沒有對垃圾進行有效處理。

農(nóng)田施肥和使用農(nóng)藥：庫區(qū)周邊的有效耕地面積約有0.13萬畝hm2，農(nóng)藥化肥的殘留物受到雨水的沖刷流入水庫，對水庫水質(zhì)造成污染。水庫周邊的大部分村鎮(zhèn)基本都有企業(yè)，這些企業(yè)基本都沒有污水處理系統(tǒng)，其廢水直接或間接排入水庫。

上游河道流域污染情況：漳河河段是從岳城水庫入庫口至涉縣合漳鄉(xiāng)，約50 km，居民的生活垃圾、農(nóng)田的化肥及農(nóng)藥的殘留物，隨著雨季的來臨這些殘留物和山洪一起沿河道進入水庫。在漳河沿岸的工業(yè)污染，都集中在冶子大橋上游約5km以內(nèi)的漳河兩岸，有焦化廠、煤廠和石灰廠等。

岳城水庫于1970年全部建成后，成為安陽市和邯鄲市的主要飲用水水源地。近年來，由于國家相關(guān)部門加大了對面源污染的控制力度，加強對飲用水水源地周邊生態(tài)環(huán)境的保護，使得岳城水庫的pH值下降、高錳酸鹽指數(shù)下降、總氮逐步下降（表1）。

表1 水庫主要水質(zhì)參數(shù)年際變化表

岳城水庫的營養(yǎng)狀態(tài)為中度-富營養(yǎng)，從2009年開始，水庫的營養(yǎng)指數(shù)有所下降，處于中度營養(yǎng)狀況。這主要是由于總氮、總磷的濃度有了明顯的下降，面源污染得到了有效控制。岳城水庫水體的富營養(yǎng)化程度主要取決于入庫河流污染物濃度和負荷量的大小，根據(jù)影響岳城水庫富營養(yǎng)化的指數(shù)2001-2010年變化分析，2004年最大，2010年最小（表2）。

表2 水庫富營養(yǎng)狀態(tài)主要指標比較表

2.2 水庫富營養(yǎng)化因子關(guān)系分析

為了解岳城水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化因子的相互關(guān)系，則以營養(yǎng)指數(shù)為參照，分析主要水質(zhì)指標與營養(yǎng)指數(shù)的相關(guān)關(guān)系，從而分析各主要水質(zhì)指標對岳城水庫富營養(yǎng)化的影響（圖1）。平均值為2008-2010年3年平均值為據(jù)。

圖1 岳城水庫2008-2010年營養(yǎng)指數(shù)月變化過程圖

2.2.1 氮磷對岳城水庫富營養(yǎng)化的影響

營養(yǎng)指數(shù)與氮∶TN是無機氮和有機氮的總和，包含了各類氮形態(tài)；2001～2010年10年的年均值分別為4.2125 mg/L、3.4170 mg/L、3.2550 mg/L、5.1325 mg/L、4.4800 mg/L、4.6550 g/L、3.4950 mg/L、3.3525 mg/L、2.1650 mg/L 和 2.6675 mg/L，TN 年際變化趨勢明顯，在2005年出現(xiàn)最高值后，其濃度逐漸降低。TN年內(nèi)變化趨勢較為明顯，TN濃度冬季較低，夏季為全年最高。TN水平除受無機氮的影響外，還與水庫水體中的有機氮含量有密切關(guān)系，TN與營養(yǎng)指數(shù)在年內(nèi)的變化趨勢基本相同。

氨氮：岳城水庫NH3-N2008-2010年3年的年均值分別為0.0348 mg/L、0.0755 mg/L 和 0.1567 mg/L，NH3-N 濃度逐年升高。并且其年內(nèi)變化趨勢并不明顯，夏季略高。NH3-N的這種變化特點可能是由于藻類的死亡、分解，氨在沉積物中的積累，特別是上游來水的影響所致，此外，沉積物的NH3-N釋放可能也是一個重要的原因。

營養(yǎng)指數(shù)與磷：岳城水庫的TP存在明顯的年際變化規(guī)律，2008-2010年3年的TP濃度年均值分別為0.0325 mg/L、0.02 mg/L和0.0141mg/L，這3年TP濃度逐年下降，；TP濃度年內(nèi)變化較為明顯，冬季較低，春季緩慢上升，夏季為全年最高。春季由于冰雪融化及藻類開始繁殖，水體TP濃度有所上升，而此時，漳河來水中TP濃度亦較夏季為低，故TP濃度上升幅度不大。夏季，由于暴雨徑流匯水進入水庫，入庫河流流量增大，同時，隨著水溫增高以及良好的光照條件等，藻類及生物體迅速繁殖，外源的輸入及磷在生物體內(nèi)的累積使TP濃度在夏季達到峰值。而秋季，則由于低TP濃度的引灤水不斷輸入及水庫向天津輸水而發(fā)生的庫水交換，以及藻類生長速度明顯減緩和藻類種屬生長的季節(jié)交替等原因，TP濃度逐漸降低。TN與營養(yǎng)指數(shù)在年內(nèi)的變化趨勢基本相同。

2.2.2 CODMn對岳城水庫富營養(yǎng)化的影響

以2001-2010年10年間CODMn數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，其最小值與最大值分別為1.80mg/L和2.60mg/L，其中5-10月份的值比較高，這是由于該時期水庫藻類大量繁殖，藻類光合作用及呼吸作用產(chǎn)生大量的耗氧有機物，使水體的CODMn明顯增高。

2.2.3 溫度對岳城水庫富營養(yǎng)化的影響

以岳城水庫2001-2010年10年間Tw數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，最高為8月的28.3℃，最低為2月的3.0℃，多年平均值為16.78℃，而藻類生長的最佳水溫為20～30℃，因此Tw可能是岳城水庫藻類生長的限制性因子。

2.2.4 溶解氧對岳城水庫富營養(yǎng)化的影響

DO濃度的季節(jié)性變化主要與水溫變化有關(guān)，DO和Tw的年內(nèi)變化趨勢形成明顯的反差，在夏季和冬季尤為明顯，DO含量隨Tw降低而增高，隨Tw升高而降低。

水溫和光照等條件為藻類生長提供了良好的繁殖條件，光合作用使表層水體DO呈過飽和狀態(tài)，然而，夏季不僅藻類生長快，其新陳代謝作用也加速，死亡的藻類殘骸沉入水體下層并發(fā)生腐爛、分解等耗氧作用。同時由于表層Tw高于底層Tw，因而水體難以發(fā)生對流交換，從而造成水庫水體在夏季的底部缺氧。

3.結(jié)論及建議

3.1 結(jié)論∶對岳城水庫的水質(zhì)及富營養(yǎng)化特征進行了統(tǒng)計分析，并從自然原因、人為原因等方面分析了水庫富營養(yǎng)化程度較高的原因，水源地保護區(qū)人為干擾大、污染負荷高等原因是造成水庫水環(huán)境安全問題的主要影響因子，主要污染物是氮磷等營養(yǎng)鹽，主要污染源為化肥使用。

3.2 建議∶建設(shè)水源地保護區(qū)保護工程，攔截污染物直接進入水源保護區(qū)。保護工程中的人工濕地和防護林可通過承包、出租、利潤共享等方式運作，以減少建設(shè)和管理費用。對水土流失嚴重的小流域進行綜合整治，水保林、坑塘堰壩、淤地壩和荒山荒崗都可采用承包、租賃、拍賣等方式，國家補貼，個人出資，利潤共享。結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)和城鎮(zhèn)化建設(shè)，先期在上游一些大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)小型污水凈化廠和垃圾集中處理場。在一些大的自然村進行沼氣池建設(shè)和牲畜圈改造，逐步禁止高毒、高殘留農(nóng)藥化肥的銷售和使用。

總之，保護水環(huán)境安全要從全局出發(fā)，研究措施水量分配，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)好生產(chǎn)、生活、生態(tài)用水關(guān)系，實行用水總量控制和定額管理，提高用水效率全面建設(shè)節(jié)水型社會；為促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和構(gòu)建和諧社會提供高效、公平、可持續(xù)的供水和水資源管理機制。