洪潮江水庫水質(zhì)超標風(fēng)險與治理對策

周 萍，甘園園，劉均明，鄧建明,3，潘志流

(1.廣西壯族自治區(qū)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查院，廣西 南寧 530023；2.廣西沿海水文中心，廣西 欽州 535000；3.廣西壯族自治區(qū)水文中心，廣西 南寧 530023)

1 引言

黨的“十八大”以來，生態(tài)文明建設(shè)成為黨和國家的重大戰(zhàn)略部署[1, 2]。“水是生命之源，水是生態(tài)之基”，水生態(tài)文明是生態(tài)文明的核心組成部分[3]。最嚴格水資源管理制度深入實施[4]，河湖長制工作全面推行[5]，水生態(tài)文明建設(shè)穩(wěn)步推進[6]，地方黨委政府和河長肩負起轄區(qū)河湖管控的主體責任[7]，對河湖健康狀況更加關(guān)注。我國的水資源環(huán)境監(jiān)測工作者廣泛應(yīng)用單因子評價法[8]、綜合污染指數(shù)法[9]、水質(zhì)標識指數(shù)法[10]和水質(zhì)級別指數(shù)法[11]等，對河湖水質(zhì)開展了評價工作。單因子評價法直接確定水質(zhì)類別[12]，但無法進行定量分析；綜合污染指數(shù)(WPI)法實現(xiàn)了定量分析，但無法直接判定水質(zhì)類別[13]；水質(zhì)標識指數(shù)法，既可判定水質(zhì)類別又可開展定量分析，但存在標識內(nèi)容冗余、屏蔽嚴重污染指標影響等缺點[10, 11]。鄧建明綜合了單因子評價法、污染指數(shù)法和標識指數(shù)法等方法的優(yōu)點，對水質(zhì)指標濃度實行了去量綱的標準化處理，改進設(shè)計出一種水質(zhì)級別指數(shù)法[11]，實現(xiàn)了水質(zhì)定量和連續(xù)化分析。這些評價方法的研究應(yīng)用，推進了河湖健康狀況信息的有效傳遞，為地方黨政領(lǐng)導(dǎo)和河長開展河湖管控決策提供了技術(shù)支撐。

洪潮江水庫又名星島湖，橫跨欽州市欽南區(qū)、靈山縣和北海市合浦縣的結(jié)合部，集雨面積400 km2，水域面積66.7 km2，總庫容7.14億m3，有效庫容3.0億m3，是一座集防洪、灌溉、旅游、供水、養(yǎng)殖和發(fā)電等為一體的多功能、綜合型的大(Ⅱ)型水庫[14]。庫區(qū)多年平均降水量約1600 mm，降水年內(nèi)分布不均，汛期(4～9月份)降水量約占85%，非汛期(10月份至次年3月份)降水較少上游來水量少。作為國家級水利風(fēng)景區(qū)、北海市備用水源和跨界水體，洪潮江水庫水質(zhì)狀況受到廣泛關(guān)注[15～17]。由于涉及面廣、利益關(guān)系復(fù)雜、相關(guān)部門職能交叉、責權(quán)劃分不清、相關(guān)管理體制機制尚不完善等[18]，跨界水體的管理一直是水資源環(huán)境公共管理的難點和社會公眾關(guān)注的焦點[19, 20]。跨界水庫的水質(zhì)監(jiān)測評價和超標風(fēng)險分析預(yù)警工作，是做好跨界水庫運行管理和水資源環(huán)境保護的基礎(chǔ)。本研究基于2018年1月至2019年2月連續(xù)14個月的監(jiān)測結(jié)果，對洪潮江水庫水質(zhì)狀況和潛在超標風(fēng)險開展評價分析，以期為水庫水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警和水環(huán)境綜合整治提供參考依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 監(jiān)測布點

在洪潮江水庫跨欽州市欽南區(qū)-北海市合浦縣交界處、欽州市靈山縣-北海市合浦縣交界處和水庫大壩處，分別布設(shè)洪潮江庫中1、洪潮江庫中2和洪潮江壩首等共3個監(jiān)測斷面(點)。2018年1月至2019年2月，每月開展水質(zhì)監(jiān)測一次，連續(xù)監(jiān)測14期次。

2.2 水質(zhì)類別評價

2.2.1 全指標評價

根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB3838-2002)，應(yīng)用單因子評價法，就監(jiān)測的pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、總氮、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、六價鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、陰離子表面活性劑和硫化物等22個指標進行水質(zhì)類別評價，選擇水質(zhì)最差的單項指標所屬類別來確定水體的綜合水質(zhì)類別。

2.2.2 雙指標評價

根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB3838-2002)，應(yīng)用單因子評價法，就高錳酸鹽指數(shù)和氨氮2個指標進行水質(zhì)類別評價，選擇水質(zhì)最差的指標所屬類別來確定水體的綜合水質(zhì)類別。

本研究對洪潮江水庫3個監(jiān)測斷面(點)分別開展監(jiān)測參數(shù)全指標和雙指標(高錳酸鹽指數(shù)和氨氮)評價分析。水質(zhì)達到或優(yōu)于Ⅲ類視為“達標”，否則視為“不達標”。

2.3 水質(zhì)級別指數(shù)評價

對水質(zhì)指標濃度實行去量綱的標準化處理，采用水質(zhì)級別指數(shù)(MLI)法進行評價分析。水質(zhì)級別指數(shù)(MLI)計算方法如下[11]：

對于水質(zhì)屬于Ⅰ～Ⅴ類的情況：

MLIi= (WLm-WL(m-1))/(CmS-C(m-1)S)·(Ci-C(m-1)S)+WL(m-1)

(1)

式(1)中：MLIi為水質(zhì)指標i的水質(zhì)級別指數(shù)，Ci為水質(zhì)指標i的濃度值，m為Ci濃度的水質(zhì)指標i對應(yīng)的水質(zhì)類別序號，m-1為前一個水質(zhì)類別序號，WL為相應(yīng)水質(zhì)類別，CS為相應(yīng)水質(zhì)類別的指標i限值濃度。

對于水質(zhì)劣于Ⅴ類的情況：

MLIi=1/Cd·(Ci·CVS)+5

(2)

式(2)中：CVS為V類水相應(yīng)水質(zhì)指標的限值濃度，Cd為所選擇的設(shè)定濃度(Ⅲ類限值、Ⅴ類限值、或管理目標限值等)，其他符號同前。

取全部參評指標水質(zhì)級別指數(shù)的最大值作為水體的最終水質(zhì)級別指數(shù)。

MLI=MAX(MLIi)

(3)

本研究中，水質(zhì)級別指數(shù)(MLI)的目標限值為“3”，水質(zhì)級別指數(shù)(MLI)值小于等于3視為“達標”，水質(zhì)級別指數(shù)(MLI)值大于3則視為“不達標”。

2.4 富營養(yǎng)化程度評價

按照《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程》(SL395-2007)進行評價，水庫富營養(yǎng)化評價項目為葉綠素α、總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)和透明度等5項。

3 結(jié)果與分析

3.1 各監(jiān)測點水質(zhì)概況

3.1.1 洪潮江庫中1(欽州市欽南區(qū)—北海市合浦縣交界處)

就監(jiān)測的全部項目開展全指標評價時(以下簡稱“開展全指標評價時”)，該監(jiān)測點水質(zhì)在Ⅲ～Ⅳ類之間，2018年達標率僅為50%，年度評價不達標，主要超標項目為總氮，全年有6個月出現(xiàn)總氮超標的情況；僅僅針對實施最嚴格水資源管理制度考核的高錳酸鹽指數(shù)和氨氮兩個項目開展雙指標評價時(以下簡稱“開展雙指標評價時”)，該監(jiān)測點水質(zhì)在Ⅱ～Ⅲ類之間，2018年達標率為100%，年度評價達標。

3.1.2 洪潮江庫中2(欽州市靈山縣—北海市合浦縣交界處)

開展全指標評價時，該監(jiān)測點水質(zhì)在Ⅲ～Ⅳ類之間，2018年達標率為58.3%，年度評價不達標，主要超標項目為總氮，全年有5個月出現(xiàn)總氮超標的情況；開展雙指標評價時，該監(jiān)測點水質(zhì)在Ⅱ～Ⅲ類之間，2018年達標率為100%，年度評價達標。但2019年1～2月份連續(xù)2個月氨氮項目出現(xiàn)超標。

3.1.3 洪潮江壩首(水庫大壩處)

開展全指標評價時，該監(jiān)測點水質(zhì)在Ⅲ～Ⅳ類之間，2018年達標率為58.3%，年度評價不達標，主要超標項目為總氮，全年有5個月出現(xiàn)總氮超標的情況；開展雙指標評價時，該監(jiān)測點水質(zhì)在Ⅱ～Ⅲ類之間，2018年達標率為100%，年度評價達標。

3.2 水質(zhì)級別指數(shù)變化情況及超標風(fēng)險分析

3.2.1 洪潮江庫中1(欽州市欽南區(qū)—北海市合浦縣交界處)

圖1顯示的是洪潮江庫中1監(jiān)測點的水質(zhì)級別指數(shù)(MLI)變化情況。可見，開展全指標評價時，該監(jiān)測點水質(zhì)在2018年年初非汛期和汛初期均處于超標狀態(tài)。開展雙指標評價時，該監(jiān)測點水質(zhì)雖然暫未超過目標限值，但其水質(zhì)級別指數(shù)(MLI)多個月份均位于目標限值線上，說明上游欽州市欽南區(qū)境內(nèi)庫區(qū)已經(jīng)沒有剩余水環(huán)境容量，增加排污或遇到干旱少水情況，就很容易出現(xiàn)考核指標(高錳酸鹽指數(shù)和氨氮)超標現(xiàn)象。

時間/年·月

3.2.2 洪潮江庫中2(欽州市靈山縣—北海市合浦縣交界處)

如圖2所示，開展全指標評價時，該監(jiān)測點水質(zhì)在年初非汛期處于超標狀態(tài)，進入汛期后水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)。開展雙指標評價時，該監(jiān)測點2018年水質(zhì)全年均未超過目標限值，但2018年1月和2月的水質(zhì)級別指數(shù)(MLI)接近目標限值，說明上游欽州市靈山縣境內(nèi)庫區(qū)剩余水環(huán)境容量很小，水質(zhì)潛在超標風(fēng)險較大。在2019年1～2月份，由于庫區(qū)前期降水偏少來水量少，該監(jiān)測點氨氮項目連續(xù)2個月出現(xiàn)超標。

圖2 洪潮江庫中2監(jiān)測點的水質(zhì)級別指數(shù)變化情況

3.2.3 洪潮江壩首(水庫大壩處)

如圖3所示，開展全指標評價時，洪潮江壩首監(jiān)測點水質(zhì)在年初非汛期處于超標狀態(tài)，進入汛期后水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)。開展雙指標評價時，該監(jiān)測點水質(zhì)暫未超過目標限值，但2018年1～2月份和2019年1～2月份的水質(zhì)級別指數(shù)(MLI)都接近目標限值，潛在超標風(fēng)險值得警惕。

圖3 洪潮江壩首監(jiān)測點的水質(zhì)級別指數(shù)變化情況

3.3 富營養(yǎng)化情況

洪潮江水庫各監(jiān)測點所在水域富營養(yǎng)化水平評價結(jié)果見表1。3個監(jiān)測點所在水域非汛期(10月份至次年3月份)一般處于中營養(yǎng)水平；汛期(4～9月份)尤其是前汛期(4～6月份)，容易呈現(xiàn)輕度甚至中度富營養(yǎng)化狀態(tài)，很可能是受到降雨徑流輸入營養(yǎng)物質(zhì)的影響。

表1 洪潮江水庫各監(jiān)測點所在水域富營養(yǎng)化水平評價結(jié)果

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

總體上，洪潮江水庫汛期水質(zhì)優(yōu)于非汛期水質(zhì)，每年年初非汛期時水質(zhì)相對較差，總氮項目存在不同程度超標現(xiàn)象，氨氮項目超標風(fēng)險較大；但從富營養(yǎng)化水平來看，水庫在汛期尤其是前汛期呈現(xiàn)輕度甚至中度富營養(yǎng)化現(xiàn)象，受降雨徑流輸入營養(yǎng)物質(zhì)的影響較為明顯；上游庫區(qū)水質(zhì)相對下游壩首附近水域水質(zhì)較差，欽州市欽南區(qū)和靈山縣境內(nèi)庫區(qū)基本沒有剩余水環(huán)境容量。

4.2 建議

為抓好洪潮江水庫水生態(tài)環(huán)境保護工作，提出如下建議：

(1)進一步加強監(jiān)測預(yù)警工作，對超標易發(fā)時段和中上游庫區(qū)水域強化監(jiān)測預(yù)警工作。

(2)組織開展專項調(diào)查，進一步摸排庫區(qū)污染源分布情況。

(3)開展流域水污染綜合治理。規(guī)范整治畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)林生產(chǎn)面源污染、生活污水和垃圾等。水質(zhì)已經(jīng)出現(xiàn)超標情況的欽州市欽南區(qū)境內(nèi)庫區(qū)及其上游沿岸是優(yōu)先整治對象，接近超標的欽州市靈山縣境內(nèi)庫區(qū)及其上游沿岸必須根據(jù)水環(huán)境容量嚴格管控污染排放。

(4)按照“誰污染、誰治理，誰受益、誰補償”原則，協(xié)商建立水質(zhì)達標時下游補償上游、水質(zhì)不達標時上游賠償下游的多元化、長效生態(tài)保護補償機制。協(xié)調(diào)好兩市三縣(區(qū))的生態(tài)環(huán)境權(quán)益關(guān)系。