白沙水庫“保水”漁業凈化水質探索

□王朝輝 □楊迎迎 □李紅斌（河南省白沙水庫管理局）

1 白沙水庫概況

白沙水庫位于淮河流域沙潁河水系潁河上游河南省禹州市和登封市交界處，庫容2.95億m3，控制流域面積9.85萬hm2，水庫最大水面面積約2000hm2，可養魚水面面積為600hm2，庫底土質為壤土及粘質壤土，pH7.50～8.00。水質酸堿度適中，水中浮游動、植物豐富，魚類的天然餌料充足，適合魚類的生長和繁育。

2 白沙水庫水質污染現狀

2.1 外源污染

白沙水庫上游的登封市生活和工業污廢水未經無害化處理流向水庫，造成水體污染。主要排污口年排污廢水總量1348萬t，年排污染物質量1.40萬t。

2.2 網箱養殖污染

庫區無序的網箱養殖所帶來的飼料、藥物等投入品也給水庫帶來了很大污染。國內外學者研究結果表明，網箱養殖每生產1t魚產品，向水體排放的氮、磷和碳分別為：9.04×10-2～1.56×10-1t、1.02×10-2～8.66×10-2t和 5.61×10-1t～9.52×10-1t；外排的生物耗氧量（BOD）為 3.46×10-2t。

綜上所述，白沙水庫主要有兩大污染源：一是上游排放的工業和生活污水，年排污染物質量1.40萬t；二是庫區內無序的網箱養魚，年排總氮70t、總磷30t、總碳400t、生化需氧量17.30t。

1996年以前，白沙水庫還是Ⅰ類水，2003年被污染為Ⅱ類，2008年水庫水質已下降到Ⅳ類。

3 “保水”漁業的內涵

針對目前我國水庫普遍面臨營養鹽過量輸入，水庫原有生物群落不能有效抵御外來影響而導致水庫生態功能退化，呈現富營養化癥狀時，以水質保護為目標，調控水體的生物特別是魚類群落結構，放養濾食性魚類，通過魚類對浮游生物的牧食來控制浮游生物豐度，同時將浮游生物轉化為魚產品；當魚類生長到一定規格后通過捕撈魚產品的形式，大量移出水庫中的浮游生物等有機物，遏制水體富營養化進程，使水庫生態系統的恢復力和穩定性提高，維持水體自凈能力。污染物轉化、降解的途徑主要有化學途徑、物理途徑和生物途徑3種；移出水庫的途徑也有3種：氣化后釋放到大氣、溶解態物質隨水流流出庫區以及隨生物體移出庫區（如水生昆蟲的羽化、商品魚類的起捕等）。漁業對水庫水質的凈化作用是高級凈化，是其它物理或化學方法無法比擬的。

4 水庫生物資源情況

以2008年為基準年進行評價。浮游生物旺盛生長季節，白沙水庫浮游植物現存量為7.10mg/l，浮游動物現存量為7.62mg/l。全年將生產浮游植物1.92萬t，浮游動物8229.60t。如果以鰱、鳙控制和轉化浮游生物為例，轉化白沙水庫全年生產的浮游生物所需的鰱、鳙數量可采用推算法計算：先由能量轉化效率計算出全年全庫生產的浮游生物轉化為魚肉的潛力，再由鰱、鳙生長特性計算生產魚產量所需放養的魚種數量即為所求。

浮游生物轉化為魚肉有兩條途徑：牧食鏈和腐食鏈。

4.1 通過牧食鏈，浮游生物可轉化為鰱、鳙潛力

式中，Y鰱—鰱魚產量（t）；Y鳙—鳙魚產量（t）；Y浮游植物—浮游植物生產量（t）；Y浮游動物—浮游動物全年生產量（t）；μ—浮游生物被魚類的直接利用率（浮游植物被鰱的直接利用率μ=20%；浮游動物被鳙的直接利用率μ=50%）;K—餌料系數（浮游植物對鰱的餌料系數K=30；浮游動物對鳙的餌料系數K=10）。

4.2 通過腐食鏈，浮游生物轉化為鰱、鳙潛力約為牧食鏈的30%～50%

根據白沙水庫水質富營養型的實際情況，按40%計算，則此部分魚產力為215.71t。

綜上可得，白沙水庫全年生產的浮游生物，轉化為鰱、鳙的潛力為755t。即，如果采用鰱、鳙的方式來調控和轉化浮游生物，則當鰱、鳙全年生產量達到755t時，全庫全年生產的浮游生物可得以有效轉化。

5 “保水”漁業原理

5.1 指導思想

通過放流增殖和不投餌網箱養殖濾食性魚類，利用生態系統食物鏈的功能，將水庫內的有機營養物質轉化成魚類等水產品，并以水產品形式帶出水庫，減輕水體氮、磷等營養負荷。白沙水庫主要有上游工業、生活污水和庫區網箱養殖污染兩大污染源。以2008年為基準年，若要保持上一年水質狀況，則全年需要在庫中轉化、降解的物質主要有：總氮70t、總磷35t、總碳400t、化學需氧量7580.70t、懸浮物6279.60t、五日生化需氧量102.80t、揮發酚 2.63×10-1t、氰化物 3.96×10-2t、汞 2.40×10-3t、六價鉻 1.28×10-1t。

5.2 增養殖措施

在保證水庫防洪功能和水利設施安全前提下，整個庫區水面均劃為大水面增養殖區。大水面增養殖區內另設魚種網箱培育區，用于鰱、鳙等苗種的培育。魚種培育網箱以不投餌網箱為主，少量搭配投餌網箱，用于魴、鯉、鯽及青、草魚規格魚種的培育。

5.3 年捕撈努力量

捕撈努力量依據庫中需要轉化的物質的量推算確定。

根據水庫全年浮游生物生產量推算，每年需從水庫產出755t鰱、鳙才能有效轉化浮游生物。考慮到銀魚經濟價值高于鰱、鳙，且牧食浮游動物，將捕撈努力量調整為：鰱185t，鳙535t，大銀魚35t。濾食性魚類年起捕總量為755t。

除浮游生物需要轉化以外，水庫中的底棲生物、周叢生物及小型野雜魚類等也需要轉化，從而實現物質、能量有效移出庫外的目的。根據水庫以往漁業產量狀況，確定非濾食性魚類全年捕撈量為：魴 40t，鯉、鯽 40t，鱖、鯰、草魚、青魚、黃顙魚、赤眼鱒等其它魚類共40t。非濾食性魚類年起捕總量為120t。

5.4 魚種規格及數量

放流種類主要為常規魚種鰱、鳙、草魚、青魚、鯉、鯽、魴等，增殖種類為黃顙魚、鯰、鱖、赤眼鱒、鲌類等。每年11月即可開始人工放流。

貝類增殖、移植種類為蜆類、螺類、蚌類等，于2009年4月前投放20t，以后加以保護和增殖。移植貝類主要目的有二：一是通過貝類的濾食，清除庫水中浮游生物及有機碎屑；二是將貝類作為物質、能量轉移中間環節，以利于庫區浮游生物和有機碎屑等快速轉化為經濟魚類，再捕撈移出庫外。

根據年捕撈努力量可推算出白沙水庫魚種年需求數量。

2009年：大規格魚種174.80t；水花1522萬尾。2010年及以后：水花1522萬尾/年，大銀魚年需受精卵200萬粒。

5.5 網箱面積比

育種網箱占全庫養魚面積的1.37‰，其中投餌網箱0.04‰，不投餌網箱1.33‰。據有關研究，若飼料蛋白質含量32%，飼料系數2，每1t飼料被魚攝食利用后，將產生7×10-3t廢棄磷溶入水中。本“保水”漁業措施限定庫區投餌網箱養殖最大的規模16t，以餌料系數2計，相應投喂飼料32t，將產生有機物近12.80t、總氮1.12t和總磷2.24×10-1t。白沙水庫以多年平均徑流量1.54億m3計，投餌網箱進入水庫的有機物、總氮、總磷分別為 8.30×10-2mg/l、7.28×10-3mg/l、1.46×10-3mg/l。

根據我國《地表水環境質量標準》GB3838－2002，總磷（TP）含量，Ⅱ類水質不超出0.10mg/l（湖庫2.50×10-2mg/l），Ⅲ類水質不超出0.20mg/L（湖庫5×10-2mg/l）。白沙水庫投餌網箱養殖造成的磷污染強度為Ⅱ類水質湖庫磷含量指標的1/20、Ⅲ類水質湖庫磷含量指標的1/160、國際水體富營養化磷含量指標的1/16，表明在水體自凈能力范圍內發展養殖不會造成庫區水域富營養化。

投餌網箱養殖的有機負荷估算:由投餌網箱養殖進入水體的有機物被細菌分解無機物時會消耗氧氣，一般用生物化學需氧量BOD5表示。養殖16t魚的有機物污染量8.30×10-2mg/l,會造成白沙水庫水域溶解氧量下降0.30mg/l。由于白沙水庫水體溶解氧量約為6.90mg/l，故白沙水庫水域溶解氧量下降量只相當于水庫正常溶解氧量1/25左右，對水域溶解氧含量不會有影響，不會造成水體污染。

5.6 捕撈

5.6.1 方式

捕撈方式采用全年分散捕撈與年底集中捕撈相結合的方式。

5.6.2 數量

規劃全年分散捕撈270t，年底集中捕撈600t。其中：大銀魚集中在年底（12月中旬至翌年元月初，水溫5～8℃）捕撈，同時人工采卵授精，進行銀魚增殖工作。

魚類一般含氮2.50%～3.50%、磷0.30%～0.90%左右。每從水中捕撈1×10-3t魚或在不投飼料的情況下生產1×10-3t魚，就可從水中取出約2.50×10-5～3.50×10-5t氮和3×10-6～9×10-6t磷，因此白沙水庫魚類增殖和不投餌網箱養殖的發展規模越大，漁業對水域的凈化作用也就越大。年魚類資源增殖捕撈產量870t，可消除30t氮和7t磷，可降低白沙水庫水體磷含量6×10-3mg/L。總體來看，“保水”漁業能顯著提高水體自凈能力，有效凈化和修復水質。

6 結論

白沙水庫“保水”型漁業針對白沙水庫生態系統結構現狀及系統物質和能量輸入、輸出平衡現狀，采用放流增殖和不投餌網箱養殖生態調控措施調整魚類群落結構。通過生態系統食物鏈的功能，利用魚類將營養物質轉化成水產品，通過捕撈將營養物質以水產品形式帶出庫區水域，消除水體氮磷營養負荷，達到以漁“治水”，以魚“保水”，維持水體自凈能力，凈化水質、修復水生態環境。

水質保護是一項持續時間長、艱難、細致的系統工作，必須提高認識，更新觀念，將水資源保護與水環境修復工作納入到水利工程管理工作框架體系內。