小坑水庫水環境狀況調查分析及保護措施探討

楊永輝

(韶關市曲江區小坑水庫管理處，廣東 韶關 512162)

1 小坑水庫概況

小坑水庫位于韶關市曲江區東南部，在湞江支流楓灣河上游，距韶關市區33 km的小坑鎮境內。水庫集雨面積為139 km2，年平均降雨量為1 650 mm，多年平均徑流量為1.452 7 億 m3，總庫容為11 316萬m3。小坑水庫是一座集防洪、供水、灌溉、發電、水產養殖為一體的大(二)型水利工程，水庫的主要任務是：提供年產量700萬t的寶武鋼鐵韶關鋼鐵集團有限公司工業生產及生活用水；灌溉下游農田面積3 666.67 hm2；提供壩后電站發電用水。根據《廣東省水功能區劃》(2007年)，小坑水庫位于北江大坑口以上水資源三級區，水功能區劃為飲用農業用水區，主導功能為飲用、農業、漁業，以《地表水環境質量標準GB 3838—2002》Ⅱ類標準值作為水質目標。

近年來，受農村生活污染、農村面源污染等影響，水庫水質正面臨著富營養化，水質存在著變差的危險。本文在小坑水庫水質分析、水生態狀況及污染源調查的基礎上，針對性地提出一系列工程及非工程措施，為水庫水環境保護提供技術支撐和決策參考。

2 存在問題及原因

1) 水質存在著變差的危險

小坑水庫水功能區一級區位于小坑水庫開發利用區，二級區位于小坑水庫飲用農業用水區。根據廣東省水文局韶關水文分局提供的《小坑水庫營養狀態與生物監測月報》，2018年8月—2019年12月的《月報》中小坑水庫水環境狀況如下：小坑水庫平均富營養狀態指數(TSI)為中營養水平。小坑水庫定期開展有水質監測，韶關市曲江區環境監測站于2018—2019年進行了8次8個季度的詳細水質監測，僅有2個季度不達標。在不達標的監測次數中，超標項目均為總氮或總磷。綜合來看，小坑水庫水質各指標中總磷、總氮為水庫水質污染控制指標，糞大腸菌群及溶解氧含量變動較大，為潛在污染指標。水庫水質總體評價為Ⅱ-Ⅳ類，水質存在輕微污染，從污染源分析，主要受農業面源污染及農村生活污染。

2) 富營養化程度整體偏高

富營養化程度以廣東省水文局韶關水文分局提供的2019年12月份小坑水庫營養狀態與生物監測月報報告數據：小坑水庫3個站點的富營養指數均為38，營養狀態指數(TSI)TSI<20為貧營養，2050為富營養。小坑水庫富營養狀態指數(TSI)38為中營養水平。12月份水溫較高，3個站點的總氮均達到Ⅱ類水，葉綠素濃度均小于10 μg/L。從2019年12月小坑水庫富營養化指標數據可看出，小坑水庫水質為中營養狀態(見表1)。

表1 2019年12月小坑水庫富營養化指標

3) 水庫底質部分重金屬超標

根據最近一次對水庫底泥取樣，取樣3個，分別位于壩前、庫中、庫尾，評價項目主要是底泥監測數據的8項必檢指標，分別為銅、汞、鎘、鉻(六價)、鉛、總氮、總磷、pH值。底泥采樣點位置如圖1所示，評價結果見表2。

從檢測結果來看，底泥土樣pH值呈酸性，除庫中的銅金屬為二級標準值，其余金屬元素均為一級標準。由表2可知，除庫中略有重金屬Cu超標，小坑水庫底泥標基本達到《土壤環境質量標準GB 15618—1995》一級標準。根據當地環保局、水庫管理處、附近村民等的反饋信息，近幾年已經完全控制了水庫上游的工業，沒有造成庫底底泥Cu指標超標的污染源，初步判斷為歷史原因長期沉淀造成。

圖1 小坑水庫底泥采樣點示意

表2 小坑水庫底泥樣本評價結果 mg/kg

4) 大壩藻類豐度較高

根據廣東省水文局韶關水文分局提供的2018年8月至2019年12月小坑水庫營養狀態與生物監測月報數據，小坑水庫2018年8月至2019年12月期間沒有藻類水華發生，也沒有水華發生的趨勢。小坑水庫中共發現有142種藻類，它們分屬于7個門的89個屬。其種類豐度分別是：綠藻>硅藻>藍藻>裸藻>金藻和甲藻>隱藻。從空間分布上看，小坑各種藻類豐度較均勻，豐水季節的優勢種為藍、硅藻類，而枯水季節的優勢種常為綠、硅藻類。水庫水體為中營養水平，優勢種群為綠藻—硅藻型，綠藻主要有空星藻、四尾柵藻、角星鼓藻、硅藻主要有美麗星桿藻，金藻主要有魚鱗藻，大壩藻類豐度為1.79×103個/mL，庫尾為4.26×103個/mL，庫中為4.03×103個/mL。水體中藻類組成主要以綠藻為優勢藻類，豐度達到1.18×103個/mL，總體藻類生態較為健康。

3 區域污染源調查與分析

3.1 點源污染調查

經近期現場調查，目前小坑水庫的點源污染源來自小坑鎮鎮區的生活污水排放。由于該點源污染量與小坑鎮的人口直接相關，且小坑鎮的生活水平與農村相近，故計入分散式農村生活污水一起進行統計。

3.2 分散式農村生活污染調查

1) 農村生活污水污染調查與分析

小坑庫區范圍涉及行政村及居民點共7個，分別是小坑鎮的上洞、黃洞、和洞、湯湖以及小坑居委會5個行政村，以及始興隘子鎮境內的龍斗峯林場及瑤山村小組2個居民點，總戶數為1 276戶，人口總數為5 237人。通過現場調查，村中沒有集中的排污管道，也未對污水進行處理，生活污水就近排入附近小河溝，最終排至水庫庫區。

庫區生活污水污染物參考國家環保部確定的太湖流域污染源調查數據(見表 3)，根據各地區農村人口數、人均用水量及人均產污系數，測算農村生活污水及污染物的排放量(計算結果見表4)。

表3 農村人均生活污水及污染物排放量 g/(人·d)

表4 庫區規劃范圍內農村生活污水及污染物排放量 t/a

2) 分散式禽畜養殖污染調查與分析

經調查，在小坑境內上洞村和始興境內瑤山村各有1處小規模養雞場，規模分別為6萬只/a及4萬只/a，養殖場糞便均以堆肥形式對外出售，對于庫區水質基本無影響。對庫區水質有影響的為各農戶養殖的家禽和牲畜。家禽主要為雞，庫區內養雞數量在調查時約為10 200只；牲畜品種主要為豬和牛，數量分別約為1 200與300只。這些禽畜排放糞尿及其污染物，大多數未回收利用和處理，僅進行簡易處理直接排放。

根據計算，庫區內禽畜養殖污染物排放量為：COD排放量為149.77 t/a，氨氮污染負荷為14.08 t/a，總氮污染負荷為31.98 t/a，總磷污染負荷為8.78 t/a。

3) 農村生活垃圾污染調查與分析

目前雖然庫區里的各村已設置了垃圾收集站，人工收集垃圾，并把垃圾統一運到垃圾收集站處理。但是由于小坑水庫地處小坑水庫國家森林公園內核心區，平時來來往往游客較多，加上村民素質參差不齊，生活垃圾隨處可見，亂堆亂放，污染較為嚴重。按照我國城市生活垃圾的規劃指標人均0.7 kg/(人·d)的垃圾產量，規劃范圍內人口總數為5 237人，則庫區內農村生活垃圾年排放量1 338 t/a。

4) 農業面源污染調查

庫區集雨面積內共有經濟林1 082.33 hm2，水田301.27 hm2，旱田123.40 hm2。農業活動產生的面源污染主要為旱地、水田種植的產污，主要因素是人工施肥產生的面源作用，土壤中高含的氮、磷和有機質隨降雨及灌溉尾水進入地表水體產生較大污染。

庫區內7個村組，水田主要種植水稻，旱地主要是種植蔬果如佛手瓜等農作物。由于目前農村里面的種植技術低下，基本都是人工施肥，污染物都是直接排放到庫區里。

農業面源污染物COD、氨氮的排放量，估算方法參照《全國飲用水源地保護規劃》，利用作物種植面積和經修正的源強系數進行計算。標準農田源強系數為COD 10 kg/(畝·a)，氨氮2 kg/(畝·a)。經計算，庫區內水田、旱地、山林面源污染負荷：COD排放量為361.74 t/a，氨氮污染負荷為72.35 t/a，總氮污染負荷為111.20 t/a，總磷污染負荷為6.95 t/a。

5) 水源地內源污染調查

① 水產養殖污染

經調查，小坑水庫庫面已承包給大森林溫泉開發有限公司進行養魚，面積約為253.33 hm2，養殖規模約3 t/a。水庫沒有使用網箱養魚，養殖方法為自然放養，沒有投入飼料，故產生污染物可忽略不計。

② 底泥污染狀況

根據水庫底泥抽樣檢測結果，小坑水庫的底泥污染狀況較輕，后期應重點做好預防保護工作。

③ 水面流動污染源

經調查，水庫沒有航運功能，目前只有游艇，釣魚項目，有少量來水庫釣魚及游玩的游客留下的固體廢物(如泡沫盒、釣魚餌料包裝袋等)，污染程度輕微。

3.3 庫區污染負荷匯總分析

對庫區污染負荷進行匯總，庫區生活污水排放量約為15.29萬t/a，COD排放量為542.86 t/a、氨氮為94.07 t/a、總氮為152.74 t/a、總磷為16.57 t/a、生活垃圾產生量為538.34 t/a；生活污水入庫量約12.23萬t/a，COD入庫量約389.35 t/a、氨氮為71.0 t/a、總氮為134.84 t/a、總磷為12.01 t/a。在入庫污染負荷中，COD主要來自農業面源污染，其次來自農村養殖；總氮主要來自庫區林地、水田的面源污染；總磷、氨氮除主要來自庫區面源污染外，農村養殖也是一個重要來源。

4 水資源保護措施

小坑水庫水源保護規劃是針對水庫的污染來源、污染現狀及預測，提出入庫污染控制和消減方案。水庫的污染控制和消減主要分為工程措施和非工程措施兩個方面。

4.1 工程措施

工程措施方面主要考慮建設污水管網、污水處理站、垃圾處理站、垃圾收集池、水庫污泥疏浚和水質監測體系。其中污水管網和污水處理站建設主要是處理庫區內的農村生活污水和禽畜排放污水，垃圾收集池主要解決庫區內農村居民的垃圾污染問題，水庫污泥疏浚主要解決水庫內受到污染的底泥問題，水質監測體系主要是為了保證隨時監控水庫水質。

1) 污水管網及污水處理設施建設

目前，小坑鎮的生活污水直接排放進入水庫，直接排放的污水對水庫的水質影響較大。根據小坑鎮的實際情況，建議采取截污方案，將生活污水統一收集起來，從西側引至楓灣河的支流進行處理后排放到水庫下游。其余居民點(和洞、湯湖、黃洞、上洞、龍斗峯林場、瑤民村)較為分散，生活污水就在當地進行處理。

2) 農村生活垃圾處理

在曲江區的美麗鄉村建設中，已在各村設置了垃圾收集站，人工收集垃圾，并把垃圾統一運到垃圾收集站處理。為加強垃圾收集管理，根據目前村落分布情況，規劃每個自然村增設一個垃圾收集池。

3) 水庫底泥疏浚

小坑水庫興建于 20 世紀60年代初，50多a來長期受到庫區村民生活污水及生活垃圾、農藥等的污染。污水中的各種污染物經過多年淤積，形成了潛在的二次污染源。比如重金屬物質，因為水庫中水流速變慢，重金屬因氧化而沉積，并逐步富集在底質中。隨著水庫水質惡化，水中含氧量降低，靠近庫底部分的水體形成缺氧環境，重金屬因還原反應而重新溶入水中，從而造成水體 的二次污染。根據小坑水庫的底泥檢測結果，庫中底泥 Cu 重金屬超標， 因此底泥疏浚是控制水庫遭受二次污染的一項有效措施。

4) 水庫水體監測設施

目前，小坑水庫的水體監測是通過取樣外送進行，為了能及時掌握庫體水質變化情況，建議建立水庫水體監測設施。

5) 農業面源污染治理

根據小坑水庫的實際情況，采取如下措施減少面源污染：

① 禁止煉山造林

禁止煉山造林即“耙帶”式造林，杉樹砍伐之后，不放火燒山，而是用柴刀、耙子等器械，把枯枝爛葉耙出一條條水平溝，像菜地一樣，枯枝爛葉在3 a內完全腐蝕，成為肥料。

② 植被緩沖帶建設工程

由于入庫支流兩側大多辟作農地、菜園，地表裸露率高，肥、水流失量大，因此在支流河道兩側建立植被緩沖帶，防止地面污水及化肥、農藥等農業面源對河道的污染。緩沖帶性質為景觀、經濟型植被緩沖帶；緩沖帶林為以闊葉林為主的混交林，喬、灌、草或喬-草結構的復層林；緩沖帶樹種選擇應綜合考慮樹種的適應性、根系生長習性、分布范圍、枯枝落葉層、養分吸收和貯藏特性以及景觀、經濟效果。

③ 實施退耕還林工程。

為了盡可能控制和減少農田對水庫水域的影響，要加大力度，規劃和實施好庫區農田退耕還林工作。現場調查發現水庫周邊都種有玉米等經濟作物，建議今后禁止在庫區范圍內開發種植果樹、水稻等高度集約化經營的作物。

④以生態型、效益型農林產業取代傳統型農林產業，大力控制和減少農業污染。化肥應多使用易降解、低殘留的微肥及有機肥，禁止使用有毒害、使用不完全的化肥。農藥應多使用易降解、少毒害的品種。

6) 水庫富營養化防治

小坑水庫是曲江區唯一一座綜合利用的大(二)型水庫，為廣東省水庫湖泊Ⅱ級飲用水功能區。小坑水庫的總磷指標超標，屬中營養化狀態。雖然水庫發生藍藻水華的風險較低，但仍需進行有針對性的水生態保護及修復措施。應從源頭上降低水庫藍藻水華發生風險，開展水庫藍藻水華風險評估與預警工作，開展水庫藍藻水華發生機制專題研究，建立供水水庫藍藻水華檔案等。同時要采取相應防治措施，防止水庫藍藻暴發。

4.2 非工程措施

1) 加強庫區污染源的整治管理工作

目前，小坑水庫庫區內主要的點污染源為小坑鎮的生活污水。措施實施后，污水均通過污水管網進入污水處理站處理。按照水源保護區的規定，應禁止向水庫進行污水排放。同時應建立庫區生活垃圾長效管理機制，建立“村(居)實施、保潔員承包”的環境衛生工作運行管理機制。各村委要高度重視農村環境衛生問題，將農村垃圾處理作為清潔鄉村環境，推進新農村建設的一個重要切入點來抓。

2) 加強庫區水源地保護的制度建設

應加強水源保護管理能力建設，盡快完成小坑水庫水源保護區劃分，制定相關的管理辦法并嚴格執法，加大執法力度，嚴格執行《中華人民共和國水污染防治法》、《飲用水水源保護區污染防治管理規定》、《廣東省飲用水源水質保護條例》、《韶關市曲江區飲用水水源保護區污染防治規定》等相關法律、法規，對侵占、污染、破壞水源保護區的行為及時制止，加強對水源流域范圍內污染違法行為的懲罰力度；制定不煉山造林制度。加強水質監測制度，建議建立小坑水庫水源地保護制度。

3) 加強水環境保護監督管理

加強水源地保護監督管理是保護水庫水質、預防各類水污染事件發生的重要措施。日常監管工作主要包括：實行庫區巡查，加強對庫區排污、開發建設工程等各類影響水質行為的監管；對進入庫區的危險化學品、有毒有害物質的運輸和流通進行監管；加強庫區旅游、釣魚、游泳等活動的管理；做好水庫上游入庫河流、壩區周圍及水庫水面的衛生管理；對在庫區漫灘、湖邊進行水稻種植、網線投料養魚的行為給予限制。

4) 加強庫區產業結構調整

大力開展農業產業結構調整，鼓勵庫區發展生態農業模式和生態農業技術。推行有機食品、綠色食品、無公害食品標準，一方面有利于減少污染，另一方面有利于提高食品質量。通過調 整種植結構、推廣科學用肥和使用有機復合肥料等措施減少化肥施用量。

5) 建立水庫突發性水污染事故應急預案

為防止突發性污染事故對小坑水庫水環境造成的嚴重影響，建議建立突發性水污染事故應急預案。

5 結語

小坑水庫作為韶關市重要的備用供水水源地，現已存在水質變差的趨勢。本文對小坑水庫水質分析、水生態狀況及污染源幾方面進行了調查研究，提出了可行性地工程性與非工程性的水資源保護措施，進一步深刻認識加強水庫水資源保護工作的重要性和緊迫性。只有不斷加大對庫區污染源的監督整治力度；強化水庫庫區水資源保護制度管理，加強與環保、水利、自然資源、農業等有關部門的溝通協調，積極推進多方參與的水庫水資源保護長效體制機制建設，才能切實改善水庫水源水質，更好地促進小坑水庫水資源的可持續利用與發展。