蔡臨明

（浙江省水文局，310009，杭州）

浙江省水庫(kù)星羅棋布，大多數(shù)水庫(kù)建于20世紀(jì)50—70年代。隨著水資源日益緊缺和平原河網(wǎng)水污染的加重，一些主要大中型水庫(kù)已由建庫(kù)初期以農(nóng)灌功能為主逐漸轉(zhuǎn)變成目前以生活飲用為主導(dǎo)功能。同時(shí)隨著氣候和環(huán)境的變化，水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)水平和庫(kù)內(nèi)水生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生了很大變化，主要表現(xiàn)為水庫(kù)總氮、總磷含量的普遍增高。近年，浙江省一些水庫(kù)型飲用水水源地“水華”事件多發(fā)，對(duì)水資源利用、飲水安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。如何控制水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程，保障飲水安全已成為水庫(kù)型飲用水水源地保護(hù)的首要任務(wù)。

一、富營(yíng)養(yǎng)化基本形成機(jī)理

富營(yíng)養(yǎng)是一個(gè)狀態(tài)，而富營(yíng)養(yǎng)化指的是一個(gè)過(guò)程。藍(lán)藻水華發(fā)生是生態(tài)系統(tǒng)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的響應(yīng)。富營(yíng)養(yǎng)化是自然演變的過(guò)程，但人類活動(dòng)對(duì)其富營(yíng)養(yǎng)起了促進(jìn)作用。

水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化，實(shí)質(zhì)上是水中自養(yǎng)型生物（主要是浮游植物）在水體中建立優(yōu)勢(shì)的過(guò)程，是水中藻類等生產(chǎn)性有機(jī)體（除藻類外，還有一些光能和化學(xué)能微生物、有色原生物等）在利用太陽(yáng)能和化學(xué)能，把簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物（氮、磷、碳、氫、氧等）合成為復(fù)雜的有機(jī)物的過(guò)程。

湖庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程能否順利完成，除了需要不斷供給浮游生物生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還應(yīng)有一個(gè)適合它們生長(zhǎng)繁殖的良好環(huán)境條件。如水的溫度、光照、流態(tài)、風(fēng)浪、湖庫(kù)水滯留時(shí)間、水動(dòng)力，生物構(gòu)成和數(shù)量，底質(zhì)狀況，乃至湖庫(kù)的形態(tài)特征等，在上述諸因素綜合作用下，水體將產(chǎn)生一系列的生態(tài)連鎖反應(yīng)。除在湖庫(kù)性狀，湖庫(kù)內(nèi)動(dòng)植物的種類、組成、數(shù)量、底質(zhì)性狀方面發(fā)生明顯變化外，由于大量藻類的過(guò)度繁殖，使水體中攝食一次生產(chǎn)物的生物增多，水中總氮、總磷和葉綠素量明顯增加，進(jìn)而引起湖水透明度降低、下層水中的氧消耗過(guò)程加劇。故在評(píng)價(jià)富營(yíng)養(yǎng)化時(shí)，常選擇這些與富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程最為密切的項(xiàng)目作為評(píng)價(jià)參數(shù)。主要評(píng)價(jià)參數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系如圖1所示。

二、重要水庫(kù)型飲用水水源地營(yíng)養(yǎng)化狀況

根據(jù)富營(yíng)養(yǎng)化形成機(jī)理，水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)化程度評(píng)價(jià)采用《水資源公報(bào)編制規(guī)程》（GB/T 23598—2009） 中規(guī)定方法，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)項(xiàng)目為總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)、透明度、葉綠素。

2009年，對(duì)浙江省69個(gè)重要水庫(kù)型水源地進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)化狀況評(píng)價(jià)，全省已無(wú)貧營(yíng)養(yǎng)水庫(kù)。其中，中營(yíng)養(yǎng)水庫(kù)占85.5%，輕度富營(yíng)養(yǎng)水庫(kù)占10.1%，中度富營(yíng)養(yǎng)水庫(kù)占4.4%。而在2000年，全省重要水庫(kù)型水源地中，貧營(yíng)養(yǎng)水庫(kù)占3.1%，中營(yíng)養(yǎng)水庫(kù)占84.4%，輕度富營(yíng)養(yǎng)水庫(kù)占9.4%，中度富營(yíng)養(yǎng)水庫(kù)占3.1%。近10年，水庫(kù)水源地營(yíng)養(yǎng)化程度明顯加重，見表1。

三、水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)年際變化

根據(jù)2000—2009年水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，對(duì)全省重要水庫(kù)型飲用水水源地進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)狀況評(píng)分，評(píng)分結(jié)果見表2。

由表2可以看出：

①10年來(lái)，浙江省重要水庫(kù)型飲用水水源地營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變化總體趨勢(shì)是逐步增大，特別是4—9月營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)最小值變大趨勢(shì)明顯，表明水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)年際變化總體有加重趨勢(shì)。

②在年內(nèi)時(shí)空分布上，4—9月營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)分值普遍大于年平均值，表明入庫(kù)營(yíng)養(yǎng)鹽主要來(lái)源于汛期入庫(kù)徑流，浙江省水庫(kù)水體中營(yíng)養(yǎng)鹽主要是外源性輸入。

四、氮磷對(duì)水體營(yíng)養(yǎng)化的作用分析

根據(jù)利貝格最小值定律，植物生長(zhǎng)取決于外界提供給它的所需養(yǎng)料中數(shù)量最小的一種。由此可見，在藻類分子式中所占的重量百分比最小的兩種元素是氮和磷，據(jù)此計(jì)算臨界的氮磷比按元素計(jì)應(yīng)為16∶1，按重量計(jì)應(yīng)為7.2∶1。從理論上講，如果氮磷比小于該比值，氮將限制藻類增長(zhǎng)；如果氮磷比大于該比值，則可認(rèn)為磷是藻類增長(zhǎng)的限制因素。在實(shí)際中，藻類增長(zhǎng)所需的氮磷均為可溶性的NO3-、NH4+或 PO43-，一般認(rèn)為，當(dāng)?shù)字亓勘却笥?0時(shí)，磷可以考慮為藻類增長(zhǎng)的限制因素。

表1 2009年與2000年浙江省重要水庫(kù)型飲用水水源地營(yíng)養(yǎng)化程度比對(duì)表

表2 2000—2009年浙江省重要水庫(kù)型飲用水水源地營(yíng)養(yǎng)狀況表

2008年10月，通過(guò)對(duì)全省119座水庫(kù)進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)，其結(jié)果表明：水庫(kù)氮磷重量比均大于10。這說(shuō)明，在浙江省范圍內(nèi)，水庫(kù)的營(yíng)養(yǎng)化主要受磷控制。

五、水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)鹽來(lái)源

1996年，浙江省水文局完成了“全省大中型水庫(kù)水質(zhì)調(diào)查分析”課題；2008年10月又對(duì)全省119座水庫(kù)進(jìn)行水質(zhì)調(diào)查分析，全省水庫(kù)水體總氮、總磷含量1996年普遍低于2008年。表明，浙江省水庫(kù)水體中營(yíng)養(yǎng)鹽主要是外源性氮、磷輸入。

輸入水庫(kù)的磷、氮主要由于過(guò)度的人為活動(dòng)（如旅游、土地開發(fā)、庫(kù)區(qū)畜禽養(yǎng)殖等），使農(nóng)業(yè)、生活、工業(yè)污水中的大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排入水體，造成水庫(kù)水體中的磷、氮負(fù)荷增加。這些分別來(lái)自水庫(kù)匯水區(qū)內(nèi)的種植業(yè)、網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、工業(yè)污水的磷、氮營(yíng)養(yǎng)物是浙江省水庫(kù)外源營(yíng)養(yǎng)物主要來(lái)源。

根據(jù)浙江省重要水庫(kù)污染源調(diào)查分析結(jié)果，水庫(kù)污染源主要來(lái)源于庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染、生活污染。

六、對(duì)策與建議

一是制定水庫(kù)水質(zhì)保護(hù)中長(zhǎng)期規(guī)劃。目前，大部分水庫(kù)還未制定水質(zhì)保護(hù)、環(huán)境改善中長(zhǎng)期規(guī)劃，沒有一個(gè)從庫(kù)區(qū)上游群眾生活改善、環(huán)境改造、項(xiàng)目投入、資金籌集等的長(zhǎng)效機(jī)制。建議，各水庫(kù)型水源地盡早制定水質(zhì)保護(hù)中長(zhǎng)期規(guī)劃。

二是控制營(yíng)養(yǎng)鹽入庫(kù)。浙江省水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)鹽輸入，首先是控磷，其次是控氮。根據(jù)浙江省水庫(kù)污染源主要來(lái)源于庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染和生活污染的特點(diǎn)，加快推進(jìn)庫(kù)區(qū)村落的無(wú)動(dòng)力厭氧生態(tài)濕地處理工程，嚴(yán)格按要求控制庫(kù)區(qū)化肥施用量，從源頭減少營(yíng)養(yǎng)鹽入庫(kù)，是抑制水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)和藻類水華的治本措施。

三是加強(qiáng)藍(lán)藻水華預(yù)警。藻類水華發(fā)生，其水體的理化指標(biāo)、藻類數(shù)量都有一個(gè)從量變到質(zhì)變的過(guò)程。浙江省典型水華案例監(jiān)測(cè)表明，水華臨發(fā)前夕，水體表層的溶解氧、pH值異常升高。經(jīng)綜合分析，浙江省水庫(kù)水體中的溶解氧為9.6 mg/L或pH值為8.7，可作為水庫(kù)藍(lán)藻水華預(yù)警的限制指標(biāo)。通過(guò)水庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息及時(shí)進(jìn)行水華預(yù)警。

四是調(diào)整原水價(jià)格。目前，浙江省一些水庫(kù)原水水價(jià)格明顯偏低，如供臺(tái)州市近300萬(wàn)人生活生產(chǎn)用水的長(zhǎng)潭水庫(kù)，原水水價(jià)僅0.15元/t，使庫(kù)區(qū)水資源保護(hù)缺乏必要的自我補(bǔ)償和資金投入，不利于水庫(kù)水質(zhì)的改善。建議政府及早調(diào)整至合理價(jià)位。

[1]汪恕誠(chéng).加快水價(jià)改革 完善管理制度 大力推進(jìn)水資源的可持續(xù)利用[J].中國(guó)水利，2003（8）.

[2]金相燦，屠清瑛.湖泊富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范(第2版)[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1990.