莆田市外度水庫富營養化防治存在的問題及對策研究

何偉文

(莆田市環境保護科學研究所，福建 莆田 351100)

外度水庫為湖庫型水源，位于莆田市涵江區白沙鎮萩蘆溪中游,是莆田市僅有的兩個市級飲用水源之一，擔負涵江城區、興化灣南岸和西天尾鎮城鄉70萬人口的生活用水和生產用水，而且年均約向莆田市東圳水庫輸水1.08×108m3，以及承擔水庫下游4.8萬畝農田的灌溉任務。近幾十年來，受人類活動的不合理開發和利用影響，以及農村污染防治設施不健全，湖庫富營養化問題日益突顯[1]。外度水庫上游以農業為主，加上流域內大量山地開發果園，流域內農業化肥、農藥的不合理使用[2]，庫區水體環境中氮、磷污染維持高位，外度水庫承受污染的能力小，庫區富營養化問題突出，也增大了藻類水華爆發的風險，防治極其困難[3]。本文通過深入分析外度水庫存在的環境問題及成因，提出外度水庫水環境保護防治對策，以期為“十四五”期間莆田市人民群眾的飲水安全和水源地的可持續利用保障提供決策參考。

1 外度水庫流域概況

外度水庫總庫容為1.245×107m3，設計正常蓄水位104.92m，相應庫容4.34×106m3。萩蘆溪于中游白沙鎮匯入外度水庫，萩蘆溪上游主要支流有湘溪和烏溪，壩址以上集水面積405 km2，多年平均徑流量3.92×108m3，枯水年為1.92×108m3，豐水年為6.0×108m3。水庫一級保護區面積約為2.0 km2，為庫區范圍，以環庫公路為界，入庫河流監測斷面為獅亭橋國控點；二級保護區為整個水庫的匯水流域內的白沙鎮、莊邊鎮和新縣等3個鄉鎮(7.5萬人[4])，面積約為292.54 km2；準保護區為整個水庫的匯水流域內的游洋鎮和大洋鄉，約有5.3萬人。外度水庫匯水流域土地總面積約40500hm2，現有耕地4980hm2、桉樹林187 hm2、果樹林9982hm2，其中二級保護區內果樹林3214hm2。

2 問題分析

2.1 受上游來水影響，庫區總氮、總磷濃度長期高位

根據外度水庫近5年來的環境狀況調查與評估[5]，“十三五”以來，外度庫區主要水質超標因子總氮、總磷年均濃度分別為1.07～1.49mg/L、0.038～0.048mg/L，總氮、總磷年均濃度均呈下降趨勢，但總氮依然超過《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)Ⅲ類水質標準，而總磷年均濃度雖能達到Ⅲ類水質要求，但近50%的總磷月均濃度達到或臨界Ⅲ類水質標準。對比同期主要入庫河流水質控制斷面—萩蘆溪獅亭橋斷面總氮、總磷年均濃度分別為1.21～1.62mg/L、0.07～0.123mg/L，庫區水質主要受上游來水影響。

2.2 庫容小，水華風險大

從2018年起，外度水庫綜合營養狀態指數在36.2～53.3之間，大部分處于中營養狀態，出現輕度富營養的月份共有4次，出現在4月～6月和9月，臨界輕度富營養的月份有3次，集中出現3月和7月。外度水庫設計庫容4.34×106m3，其承受污染的能力小，除受上游來水直接影響外，外度水庫已運行48年，庫底形成較厚的淤泥層，長期蓄積在底泥中的氮、磷等營養和藻類含量較多。石文平等[6]、吳軍偉等[7]研究表明，底泥和水體富營養化有很大的關系，鄭金通等[8]、陳建琴等[9]研究發現，外度水庫底泥中的氮、磷含量較高。長期蓄積在底泥中的氮、磷等營養鹽又充當“污染內源”不斷向水體釋放，易引發水體富營養化。同時，自2018年起，降水量減少，莆田市水資源總量逐年下降，隨著氣溫的升高，水體中的浮游植物不斷吸收氮、磷等營養物質，致藻類大量生長，甚至可能引發水庫水華風險。

2.3 面源污染問題突出

外度水庫上游以農業為主，加上流域內大量山地開發果園，大量地表層植被破壞，土壤疏松，水源地二級保護區果樹林達3214hm2，果園施肥大部分采用傳統的挖坑淺施方式[8]。采用文獻查閱并結合經驗公式，對外度水庫匯水流域5個鄉鎮的總氮和總磷污染源現狀進行調查[9]，結果表明(見表1)，農業面源中總氮、總磷入庫量分別占匯水流域污染負荷總入庫的59.5%、54.3%，農業面源污染已成為外度水庫首要污染源，大量過量施用的肥料易隨降雨徑流進入水體，對庫區水體造成污染。

表1 2020年外度水庫流域污染現狀調查

其次，鄉鎮農村生活污水收集處理短板突出。農村生活污水處理能力不足，水庫上游白沙、莊邊、新縣等集鎮區和農村生活污水入戶收集管網不健全，污水未經處理直接排入外環境。同時，污水治理設施設計不合理，疊加缺乏資金及專業人員運維，已建的鄉鎮或農村小型污水處理設施出現短路、管網堵塞等情況，導致不能正常運行。此外，流域桉樹林面積187 hm2種植追肥及落葉腐蝕質、防治病蟲噴灑農藥等因素，也造成一定氮、磷進入庫區。

2.4 水源地保護區管理機制有待完善

外度水庫保護區內畜禽散養“反彈復養”仍有發生，對水源保護區內侵占和破壞隔離防護設施、復耕復種、使用農藥、濫用化肥、在水體中清洗衣物等違法行為，以及旅游、垂釣、露營、野炊等可能污染水體的行為只能勸阻，缺少強有力、更具操作性的地方法規約束和相應的懲處機制，違法現象屢禁不止。另外，一級保護區未實現全封閉，嚴重影響水質安全。

2.5 應急機制不夠完善

外度水庫制定了集中式飲用水水源保護區突發環境事件應急預案，但多層次開展應急演練不足，水源重大突發事件的應急物資儲備也不夠完善。

3 整治建議

3.1 深化上游農業面源污染治理

加強對農業種植結構和耕作技術的優化調整，嚴禁入庫河流一重山繼續開山種果，逐步實施對水源保護區內的退果(經濟林)還林工作。加快農業新技術推廣，開展生態農業工程，提倡生態肥料和農家肥，使用稻田秸稈和豆科綠肥秸稈還田，達到培肥地力，對水庫一重山迎水坡連片果園進行肥料深施、穴施，源頭上降低農藥、化肥的使用量。對水庫周邊、入庫河流兩岸的農田、果園等采取工程措施攔截，探索使用二次水灌溉農田，末端控制隨地表徑流進入河道的泥沙和各類營養物質。

3.2 持續推進上游鄉鎮農村生活源污染治理

實施外度水庫水源地保護工程，全面實現水庫匯水流域沿線村莊污水全收集處置，完善外度水庫上游鄉鎮污水處理設施改造，增加有效氮、磷處理工序，同時，加大財政保障，對已建成的鄉鎮污水處理廠強化監管。

3.3 加強水源保護區監管

加強日常巡查，嚴厲查處畜禽規模養殖、生活污染直排等行為。及時修復被破壞的隔離網，全面實現水源地一級保護區，包括取水口及其引水渠道隔離帶封閉管理，確保飲用水安全。完善應急防控體系，落實應急措施，及時修編應急預案，定期組織應急演練，進一步提高風險防控水平。

4 穩定達標規劃建議

4.1 提升庫區水資源保障能力

管理和保護外度水庫保護區水源涵養林，逐步推進萩蘆溪流域上游果園及經濟林退出，在水土流失嚴重的區域實行封山育林，逐步建設喬灌草多層次立體結構的森林生態系統，增加水源涵養能力和河道自凈能力。萩蘆溪上游新建成的烏溪水庫盡快投入使用，加快推進在建的西音水庫和規劃建設的南浦水庫，進一步提高對外度水庫的供水保障能力。同時，利用現有東圳-外度水庫連通渠道實現水庫間互聯互通，合理調配水資源，有效降低枯水期藻類、水華爆發風險。

4.2 防控庫區水華風險

加快開展庫區藻類專項研究，密切關注庫區水體觀感、水質變化情況及周邊污染源狀況，布設必要的曝氣設施、藻類攔截設施等防藻工程、措施和水華期應急處置裝備物資儲備，不斷完善水庫藻類水華應急處置能力。對外度水庫破壞或缺失的水岸進行修復，恢復庫區湖濱岸自然濕地生態風貌，恢復庫區水生動植物種群，發揮水生食物鏈作用，改善庫區水生態。在科學認證后，適時對庫底堆積的底泥進行疏浚。

4.3 強化制度保障

適時制定外度庫區水環境保護條例，對《水污染防治法》《水法》等上位法原則性的規定進行細化，以及對上位法未涉及的行為作出明確規定，明確禁止在一級保護區內“在水體中清洗衣物、器皿”“種植農作物，放養畜禽”，在二級保護區內“向水體排放污水、傾倒垃圾及其他廢棄物”“使用農藥，濫用化肥”“向水體丟棄動物尸體”等影響水源水質安全的行為。加強部門聯合執法，同時，合理運用目標責任考核、效能考評手段，從而為外度庫區水質保護工作提供強有力的制度保障。

4.4 提高公眾環保意識

要廣泛、深入地宣傳水源保護區建設的重要性和意義，鼓勵民眾自覺保護好水源地周邊生態環境。對嚴重危害飲用水源的企業或個人追究法律責任，切實維護飲用水水源地環境安全。

5 結束語

外度庫區在全面實施“十三五”環境保護規劃謀劃的規?；B殖污染整治、農村環境綜合整治等工程以來，外源氮、磷污染逐年下降，但受近幾年降水量減少，以及庫區內源-底泥氮、磷營養鹽的影響，治理外度庫區富營養化任重道遠?！笆奈濉逼陂g，在持續推進輸入外源減少的同時，需對庫區藻類開展專項研究，優化水資源配置，恢復庫區湖濱岸自然濕地生態風貌和庫區水生動植物種群，改善外度庫區的富營養化狀態。