威海市河口海灣水庫水質(zhì)變化情況淺析

田仙言 張 杰 張少峰 李 瑋

威海市河口海灣水庫水質(zhì)變化情況淺析

田仙言 張 杰 張少峰 李 瑋

1 概況

山東是個沿海省份，有300多條河流入海，汛期有相當(dāng)一部分洪水流入大海。興建河口海灣水庫這一新的開源途徑，對緩解山東省水資源緊缺，特別是對解決沿海城市供水問題，是一項重大舉措。威海市河流都是獨流入海的，河口也就是入海口，威海市各較大河流入海口的特點是：各河口大多屬于強潮流弱徑流或混合型的；河口沒有成規(guī)模的城區(qū)，其開發(fā)利用主要是海水養(yǎng)殖、鹽場、規(guī)模很小的地方港口。八河水庫始建于1978年，是威海最大的河口海灣水庫。八河水庫位于榮成市，地處王連河下游八河港港灣處，瀕臨黃海，流域面積256km2，庫區(qū)內(nèi)有兩條主要河流，小落河、王連河，流徑長，支流多，一級階地范圍大，階地后緣與丘陵相接，大部分河道經(jīng)人工改造取直，流向自西向東匯入庫區(qū)。

八河水庫原設(shè)計總庫容為4570萬m3，調(diào)節(jié)庫容890萬立m3，死庫容140萬m3。該水庫2002年進行擴建，擴建后的八河水庫為大（2）型水庫，擴建后設(shè)計總庫容1.05億m3，調(diào)節(jié)庫容7105萬m3，死庫容1145萬m3。主壩長2622m，壩頂高程為9m，溢洪閘共6孔，最大泄量1908.3m3/s。八河水庫擴建后，主要目的是為榮成市城區(qū)和石島城區(qū)提供城市生活用水及水庫周邊農(nóng)田灌溉用水。根據(jù)實測徑流資料，八河水庫流域多年平均徑流量為5846萬m3。多年平均降雨量793.0mm，多年平均徑流深260.0mm，多年平均陸上水面蒸發(fā)深1064.7mm。

2 水質(zhì)咸化問題

水質(zhì)咸化問題和庫水突然泛咸往往限制了水庫功能的正常發(fā)揮，長期受海水飽和的富鹽沉積物作為內(nèi)源是導(dǎo)致庫水咸化的主要原因，針對庫水咸化問題，采取必要的工程及管理措施對防治和治理庫水咸化有很大的作用。

圖1 2003～2012年八河水庫氯離子含量圖

水庫始建之時，水質(zhì)接近海水水質(zhì)。2002～2004年隨著八河水庫擴建工程的進展，水庫蓄水量增多，大壩防滲處理加強等措施使水庫內(nèi)的水質(zhì)不再受外面海水的干擾，水質(zhì)的咸化程度逐年下降。2005年由于加大了水庫置換力度，使庫內(nèi)水質(zhì)得到很好的改善。2005年9月份表征咸化程度的氯離子含量第一次達到了飲用水標(biāo)準(zhǔn)。從圖1可以看出，2003年后氯離子含量呈逐年減少的趨勢。

3 水庫富營養(yǎng)化

當(dāng)水庫的咸化問題得到有效解決后，河口海灣水庫水質(zhì)的富營養(yǎng)化問題已成為近年來影響水庫水質(zhì)的一個重要因素。水庫水體富營養(yǎng)化與營養(yǎng)物質(zhì)、氣候條件、水庫水化學(xué)性質(zhì)和生物性質(zhì)、水庫調(diào)度方式、氣候條件等各種因素有密切聯(lián)系。根據(jù)監(jiān)測資料，八河水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化程度近年來屬于輕度富營養(yǎng)化，從2011年、2012年的10月開始出現(xiàn)藻類繁殖，水體變綠的現(xiàn)象，表明水體富營養(yǎng)化有加重的趨勢。

3.1 總磷含量變化

圖2 2011年1月～2012年11月八河水庫總磷含量逐月對比圖

圖3 2005～2012年八河水庫歷年同期總磷含量圖

表1 八河飲用水源區(qū)限制納污指標(biāo)與入河量統(tǒng)計表

造成富營養(yǎng)化的主要原因是水體中含有大量的營養(yǎng)鹽，在這些營養(yǎng)鹽中起決定因素的是氮和磷。從圖2中可以看出，2011年和2012年的枯水期總磷維持在0.05mg/L以下，豐水期開始上升。其主要原因是八河水庫上游流域內(nèi)農(nóng)作物的施肥期正值豐水期，并且隨著徑流量的增加，這段時期內(nèi)磷的流失量占全年流失量60%，在枯水期，由于外源性磷較少，所以此時段內(nèi)水體中總磷濃度較豐水期要低。2012年10月水庫水體的藻類繁殖現(xiàn)象較2011年同期嚴(yán)重，從總磷的含量上也可以看出，2011年10月份為0.15mg/L，2012年 10月份達到了0.64mg/L，圖3是2005～2012年10月的歷年同期總磷數(shù)據(jù)對比圖，從圖中也可以看出，2011年、2012年10月份，隨著總磷含量超過0.10mg/L，水體也發(fā)生了相應(yīng)的藻類繁殖現(xiàn)象，可見藻類生長與磷濃度存在直線相關(guān)關(guān)系，當(dāng)水體中磷元素供應(yīng)充足時，有利于藻類生長，促使水體迅速向富營養(yǎng)化方向發(fā)展，因此，磷元素是水體富營養(yǎng)化的限制因子。

3.2 富營養(yǎng)化成因分析

營養(yǎng)物質(zhì)大量輸入是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的根本原因，經(jīng)調(diào)查分析，水庫營養(yǎng)物質(zhì)主要來自三個方面。

3.2.1 點源

點源污染物主要來自水庫上游的工礦企業(yè)的污廢水及生活污水排放。根據(jù)威海市水文局2011年5月和10月6個測次的入河排污口水質(zhì)水量同步監(jiān)測結(jié)果，八河水庫飲用水源區(qū)污染物入河量COD為160.15t/a，氨氮為8.52t/a，大于該飲用水源區(qū)的限制納污指標(biāo)。詳見表1。

3.2.2 面源

近年來面源污染的危害性受到了越來越多的重視，面源污染物主要來自于水土流失、徑流污染和農(nóng)業(yè)面源。在地表徑流中，因磷與土壤組分親合力相當(dāng)大，所以磷的流失很小，徑流中以氮為主。隨地表徑流進入水體的氮、磷主要由農(nóng)業(yè)活動所引起，如作物殘體、動物糞便、農(nóng)用化肥等都是重要來源。

威海市水庫各流域全年降雨分配極不均勻，春季多旱，夏季多雨。入庫河流多屬季節(jié)性河流，非汛期徑流極小，甚至無徑流，沿岸污染物積淤在河床內(nèi)，入庫污染物較小；汛期遇大雨河流水漲流急，沿岸污染物隨河流徑流量進入庫內(nèi)。因此汛期水庫中污染物量較大。

3.2.3 內(nèi)源

網(wǎng)箱養(yǎng)魚自20世紀(jì)70年代在我國開展以來，得到了很大的發(fā)展，成為一些水庫魚產(chǎn)量的主體。網(wǎng)箱養(yǎng)魚是一項高投入、高產(chǎn)出的集約化養(yǎng)殖方式，網(wǎng)箱養(yǎng)魚帶來的大量廢物如糞便、排泄物和殘鉺直接進入水體，增加了水體的營養(yǎng)物含量。這種養(yǎng)殖方式采用的餌料均為高能量物質(zhì)，蛋白質(zhì)含量一般在35%～45%之間。投喂干飼料所產(chǎn)生的殘餌量一般占投喂總量的1%～10%，而投喂?jié)耧暳纤a(chǎn)生的殘餌量一般占投喂總量的15%～30%，據(jù)推算，一個年產(chǎn)200t魚的網(wǎng)箱養(yǎng)殖場所產(chǎn)生的營養(yǎng)物量相當(dāng)于500人所產(chǎn)生的營養(yǎng)物量。

4 結(jié)論和建議

威海市河口海灣水庫的咸化問題已得到基本解決，但水庫富營養(yǎng)化問題應(yīng)該引起有關(guān)部門的高度重視，為防止海灣水庫中水體富營養(yǎng)化進一步加重，建議如下：

（1）深入貫徹落實國務(wù)院關(guān)于實行最嚴(yán)格水資源管理制度的重大戰(zhàn)略部署，依據(jù)《山東省水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)方案》的要求，加強對威海市各類重點水功能區(qū)水質(zhì)進行定期監(jiān)測并對水質(zhì)達標(biāo)情況、預(yù)警情況、入河排污口達標(biāo)情況及限制納污達標(biāo)情況等進行了全面評價、分析、并進行信息發(fā)布。

（2）加大污水處理力度，削減入庫污染負荷。由于磷是引起水體富營養(yǎng)化的限制因子，因此在污水處理過程中，應(yīng)選用脫磷率較高的生物處理法，以減少水體中磷的污染負荷。

（3）推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)，減少面源污染。經(jīng)分析，農(nóng)田地表徑流帶入水庫的氮、磷占很大比重，對水庫富營養(yǎng)化起主要作用。因此，應(yīng)指導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)施肥，推廣生物防治技術(shù)，減少農(nóng)藥特別是有機磷農(nóng)藥的使用量，以減輕化肥、農(nóng)藥對水庫的污染

山東省威海市水環(huán)境監(jiān)測中心 264200）