惠女水庫水質受降雨及徑流影響的探討

曾廣耀

(福建惠安縣惠女菱溪陳田庫區事務所，福建 惠安 362100)

0 引 言

水庫降雨徑流污染與周圍自然狀況和降雨過程關系密切，且隨機性、偶然性、廣泛性特征明顯，污染負荷時空變化大，但當前國內對入庫降雨徑流影響水庫水質的路徑及控制措施并為形成系統而規范的體系。文章分降雨前、降雨時及降雨后3個時期對惠女水庫水質進行采樣，并采用國家標準方法進行水質分析，通過研究降雨徑流對水庫水質的實際影響而為水庫面源污染治理提供基礎數據。

1 水庫概況

惠女水庫是泉州市第二大水庫，位于洛江區馬甲鎮、南安市洪瀨鎮和洪梅鎮交界處，屬洛陽江大羅溪流域。集雨面積105.8km2，總庫容1.23×108m3，水庫承擔著洛江區河市鎮及惠安縣12個鄉鎮的供水、農業灌溉等任務，是一座集防洪、供水、灌溉、發電于一體的大(2)型水庫。惠女水庫輸水范圍覆蓋洛江區、泉港區、惠安縣、泉州臺商投資區等地。城南水廠設計供水量10×104m3/d，2014年全年總供水量1380×104m3，該廠即將向中化重油深加工項目供水。2014年惠女水庫通過湄南公司向福建煉化一體化以及泉港第三水廠和湄南水廠提供原水1674×104m3。惠女水庫作為惠安城南水廠和湄洲灣南岸供水公司的供水水源，必須確保水廠供水水源水質的可靠度。

2 水庫水樣采集

共設置9個采樣點并在降雨前3h內進行水樣采集，采樣點分別設置在取水口、庫中、庫東、庫北、庫西、生態保護圈、東溪、大羅溪及洛陽江等處。惠女水庫水質采樣點設置，見圖1。其中采樣點7、8和9為徑流采樣點，采樣水深均設置在水面以下0.5m處。降雨開始后通過玻璃容器在以上采樣點二次收集取樣，徑流采樣需要待降雨產生徑流時開始。待降雨結束30-45min后在以上采樣點第三次取樣[1]。

圖1 惠女水庫水質采樣點設置

將所收集到的水樣按照國家水質監測分析方法進行水質分析，具體包括氨氮、高錳酸鉀指數、硝酸鹽氮、pH值、總氮、總磷、濁度等檢測項目。

3 水庫水質變化分析

3.1 降雨前水質

對所采集到的降雨前的水樣進行水質檢測，降雨前水庫水質檢測結果，見表1。將檢測結果和國家地表水環境質量標準進行比較可以看出，降雨前水庫水質各項指標基本滿足Ⅱ類水標準，水質整體較好。

表1 降雨前水庫水質檢測結果

3.2 降雨水質

此次觀測降雨開始于2020年6月20日下午14:24分，歷時1.5h，降雨量65-80mm，對所收集到的降水進行水質檢測，檢測結果為：高錳酸鉀指數2.31mg/L、濁度1.24NTU、硝酸鹽氮0.95mg/L、氨氮0.69mg/L、總氮和總磷分別為2.21mg/L和0.02mg/L、pH值4.21。將此次降雨水質觀測結果和表1中水庫各取樣點水質檢測結果相比可以看出，降雨中的總氮是造成水庫水質污染的主要污染物，其總氮含量遠遠超出水庫水樣中總氮含量及國家地表水環境質量標準Ⅱ類標準。降雨中的pH值較小，說明大氣中酸性氣體污染較為嚴重，已經構成酸雨。氨氮值雖然滿足標準，但遠遠超出水庫水樣中氨氮含量，硝酸鹽氮含量也比水庫水樣含量高；降雨內高錳酸鉀指數、總磷等接近水庫水質，僅濁度比水庫原水低。

綜上不難判斷，惠女水庫降雨內所含污染物超標，許多污染物含量高出水庫原水含量，不僅不會稀釋水庫原水污染物含量，反而會加劇水庫水質污染趨勢。

3.3 地表徑流水質

降雨后地表徑流會沿溝渠、河道流入水庫，為此必須進行地表徑流水質檢測，對生態保護圈、東溪、大羅溪及洛陽江等取樣點水樣進行水質檢測。溝渠、河道地表徑流水質檢測結果，見表2。根據水質檢測結果，生態保護圈、東溪、大羅溪、洛陽江等入庫河流地表徑流水質指標均達到地表水Ⅱ類標準，但是均高出水庫原水污染物含量；總氮、總磷及氨氮等污染物含量指標還存在一定程度的超標，生態保護圈氨氮超標1.6倍，總氮超標9.7倍；東溪總磷超標9.4倍；大羅溪濁度達到152.1 NTU。充分表明，惠女水庫入庫溝渠、河道地表徑流也對水庫原水水質存在嚴重污染。

表2 溝渠、河道地表徑流水質檢測結果

3.4 降雨后水庫水質變化

為進行對比分析，于降雨開始后10-15min在水庫不同取水點進行取水并檢測水質，并于降雨結束后30-45min再次取水樣檢測[2]。降雨中及降雨后水庫水質檢測結果，見表3。

表3 降雨中及降雨后水庫水質檢測結果

通過對上表中惠女水庫降雨中及降雨后水質檢測結果的比較可以看出，高錳酸鉀指數、氨氮、總氮、總磷、濁度等均存在一定程度的變化：

1)降雨過程中，水庫各采樣點水質內高錳酸鉀指數均呈升高趨勢，取水口、庫中、庫東、庫西、庫北取樣點水質內高錳酸鉀指數分別比降雨前增大了40.43%、14.29%、65.55%、58.57%、12.1%，其中水庫庫東增幅最大；降雨后各采樣點水質內高錳酸鉀指數略有下降，且降雨前、降雨中及降雨后水庫水質內高錳酸鉀指數均滿足Ⅱ類水質要求。

2)降雨過程中水庫各取樣點水質內氨氮含量顯著升高，增幅分別為11.1%、42.86%、86.67%、12.5%、25%，其中庫東增幅最大；降雨結束后取樣檢測結果顯示，取水口、庫西和庫北水質中氨氮含量增大，庫中和庫東取樣點氨氮含量降低；降雨前后雖然各取樣點氨氮含量變動趨勢不同，但均滿足Ⅱ類水質要求。

3)降雨過程中，取水口、庫中、庫東、庫西、庫北取樣點水質內總氮含量與降雨前相比均呈上升趨勢，上升幅度分別為148.27%、163.22%、20.49%、132.55%、114.89%，其中，取水口、庫中、庫西、庫北等取樣點總氮含量增幅最大，且均超出地表水Ⅱ類標準，這也表明，降雨過程中降雨和徑流所產生的總氮對水庫水質有較大程度的污染，導致其水質惡化。降雨后因水庫原水的稀釋和自凈作用[3]，各取樣點總氮含量有所下降，但降幅并不大，對水質并無實質性改善。

4)降雨過程中，各取樣點總磷含量也呈增加趨勢，取水口、庫中、庫東、庫西、庫北取樣點水質內總磷增幅分別為150%、350%、800%、250%和300%，增幅較大，且水庫水質從Ⅱ類下降至Ⅴ類。降雨后各取樣點總磷含量比降雨過程中有所下降，但仍高出降雨前含量水平，水質總體上屬于Ⅳ類水質。

5)降雨過程中水庫水質濁度上升，尤其是庫東取樣點濁度從1.92NTU增大至52.1NTU，其余取樣點也均表現為較大幅度的升高；降雨結束后庫東水體濁度比降雨中有所下降，其余取樣點水體濁度繼續升高。

4 結 論

綜上所述，惠女水庫降雨及周邊河流、渠道所含總氮、pH值、氨氮、總磷等超標污染物較多，對水庫水質存在極為不利的影響。水質檢測結果也表明，降雨過程中水庫各項污染物含量均呈大幅度升高趨勢，導致水質整體從Ⅱ類降級至Ⅳ、Ⅴ類，且庫東是受影響最大的區域，庫東取樣點水質中各類污染物含量增幅最大。降雨結束30-45min后因水庫水體具有自凈作用，除部分取樣點總氮含量有所上升外，各類污染物濃度均呈下降趨勢，庫東水的自凈效果也最為明顯。水庫水質在降雨和徑流的影響下發生惡化，為此，必須進一步研究治理措施，以達到降雨期間水庫原水水質污染治理，保證區域用水安全的目的。