徐偉偉

（河北省唐山水文水資源勘測局，河北 唐山 063000）

1 陡河水庫概況

陡河水庫坐落于燕山南麓的陡河上游，位于唐山市東北15km處，總庫容5.1億m3，集水面積530km2，常年水位31.6m （大沽高程），相應面積12km2，宜漁水面積 840hm2。

陡河水庫屬于湖泊型水庫，平均水深3.4m，暖溫帶季風氣候，四季分明，年均氣溫10.6℃，霜凍期130d，年均降水量678mm，是一座以防洪為主，兼供唐山市工農業(yè)用水及居民生活用水的大型綜合性水庫，也是引灤入唐輸水工程的重要組成部分，對唐山市的經濟發(fā)展起著至關重要的作用。

1978年以來，頻繁的經濟活動使水庫中的營養(yǎng)鹽含量不斷增多，導致夏季藍藻大爆發(fā)，水庫水質不斷惡化，富營養(yǎng)化問題突出影響了陡河水庫的飲用水水源功能［4］。2012年唐山市環(huán)境狀況公報給出了陡河水庫的水質現狀。公報指出陡河共設6個監(jiān)測斷面：陡河水庫西入口、陡河水庫中心、鋼廠橋、女織寨、稻地和澗河口，全年各斷面水質監(jiān)測結果如表1。

表1 陡河各監(jiān)測斷面水質類別及主要污染物

2 陡河水庫水質季節(jié)性變化分析

2.1 水質分析方法

選取陡河水庫壩上為監(jiān)測點，取表層水樣進行水質監(jiān)測，監(jiān)測頻次為每月一次。季節(jié)為春、夏、秋、冬四季。選擇水質分析項目主要是CODMn、TN和TP，評價標準參照GB3838—2002《地表水環(huán)境質量標準》［5］。 CODMn、TN 和 TP 各個季節(jié)數據按如下方法得到：以3、4、5月監(jiān)測數據的算術平均值為春季數據，以6、7、8月監(jiān)測數據的算術平均值為夏季數據，以9、10、11月監(jiān)測數據的算術平均值為秋季數據，以12、1、2月監(jiān)測數據的算術平均值為冬季數據。評價依據為《地表水環(huán)境質量評價辦法》（試行）［6］。

2.2 CODMn季節(jié)性變化分析

CODMn濃度的季節(jié)性變化如圖1所示。

圖1 CODMn濃度-季節(jié)

圖1表明，2006～2010年，CODMn隨季節(jié)變化不明顯，濃度最高值出現在2007年夏季，為4.43mg/L。濃度最低值出現在2010年夏季，最低值為2.30mg/L。超過國家II類水質標準的只有2007年夏季，占所有評價季節(jié)的5%，近5年各個季節(jié)CODMn值均超過國家I類水水質標準，但均在國家Ⅱ類水標準范圍內。

2.3 TN季節(jié)性變化分析

TN濃度的季節(jié)性變化如圖2所示。

圖2 TN濃度-季節(jié)

圖2表明，TN的季節(jié)性變化顯著，2006～2010年，TN最高值出現在2010年夏季，最高值為2.82mg/L，最低值出現在2006年秋季，最低值為1.20mg/L。近5年超過國家IV水質標準的季節(jié)有18個，占總數的90%，超過國家V類水的季節(jié)有2006年春季、2006年夏季、2008年夏季、2008年冬季、2009年春季、2009年冬季、2010年春季、2010年夏季，共計8個占近5年所有季節(jié)的40%。進一步分析發(fā)現，TN的最低值都出現在每年的秋季，高值多出現在每年的夏季，具有顯著的季節(jié)變化特征。

2.4 TP季節(jié)性變化分析

TP濃度的季節(jié)性變化如圖3所示。

圖3 TP濃度-季節(jié)

圖3表明，TP的季節(jié)性變化并不十分顯著。2006～2010年，TP最高值出現在2010年春季，最高值為0.076mg/L，最低值出現在2007年冬季，最低值為0.010mg/L。超過國家III類水質標準的有2009年冬季，2010年春季，占所有評價季節(jié)的10%，超過國家II水質標準的季節(jié)有11個，占55%，近五年各個季節(jié)TP值，只有2007年冬季值在國家I類水水質標準范圍內。

通過對CODMn、TN、TP的分析，陡河水庫水質突出的問題是TN濃度高，并且每年的秋季出現低值，高值則多出現在夏季，CODMn、TP則無顯著季節(jié)性變化。因此控制TN的排放，不僅是抑制陡河水庫富營養(yǎng)化的關鍵因子，更是提高和改善陡河水庫的關鍵水質指標。除此之外，對于TN的控制還應進行N的各形態(tài)的分析，確定N的形態(tài)主要超標因子。

3 陡河水庫TN超標防治措施

3.1 加強農業(yè)污染的綜合治理

（1）農業(yè)面源起因于土壤的擾動而引起農田中的土粒、氮磷在降雨或灌溉過程中，借助農田地表徑流、農田排水和地下滲漏等途徑而大量地進入水體，或因畜禽養(yǎng)殖業(yè)的任意排污直接造成水體污染。農業(yè)面源同點源相比，具有隨機性、廣泛性、滯后性、模糊性和潛伏性的特點［10］。

（2）農田化肥、農藥施用、農村家畜糞便與垃圾堆放是另外一個重要的污染源。研究表明，農藥和化肥的使用是造成水體污染和富營養(yǎng)化的最主要來源。陡河水庫庫區(qū)周邊及上游控制流域有耕地2.11萬hm2，年均施化肥1.2萬t，農藥85.1t?；屎娃r藥的用量分別為600kg/hm2和4kg/hm2。施用在農田里的化肥和噴灑在作物上的農藥，除去植物吸收、揮發(fā)、土壤吸附等消耗外，在降雨作用下隨徑流匯入河道后再入水庫，致使水庫水體總磷、總氮等污染物質含量增高。

（3）農村家畜糞便和垃圾的隨意堆放，在降雨季節(jié)，隨著地表徑流也會進入水體形成大面積的污染。

3.2 實施生態(tài)攔截技術

氮、磷流失生態(tài)攔截工程主要是采取 “三清除”（清除垃圾、淤泥、雜草）和“三攔截”（攔截污水、泥沙、漂浮物）輔助措施，通過溝渠收集、攔截壩穩(wěn)水位充氧、生態(tài)塘攔截，坡種草、岸種柳、溝塘種植物，利用植物的根系吸附和吸收、水生生物的分解氧化、水生動物的吞噬等協(xié)同作用來攔截徑流水體中的氮、磷［13］。

在我國太湖、滇池、洱海等許多湖泊面源污染控制中都采用過人工濕地工程技術。國內外研究表明，隨著面源污水在人工濕地內的流動，總氮和總磷等污染物的濃度逐漸下降。Beutel等［14］研究結果顯示，人工濕地的沉降池單元和表面流濕地單元分別可去除農田徑流中氮源污染物的21%和60%。因此采取生態(tài)攔截技術對改善陡河水庫水質氮的超標具有重要意義。

3.3 強化水庫內生態(tài)修復

農業(yè)水生植物修復是生物方法和生態(tài)方法中的通用技術。水生植物按生態(tài)類型，可分為沉水植物和挺水植物。如今利用特定技術，還可將陸生植物應用于富營養(yǎng)化水體修復當中。目前國內外學者對植物修復富營養(yǎng)化水體進行了諸多研究，并取得了一定的成就，篩選出了一些優(yōu)勢種?，F在國際上公認的淡水水生修復植物有寬葉香蒲、蘆葦、苦草、鳳眼蓮、軟水草和狐尾草等，經驗證它們對水中的營養(yǎng)物質和污染物均具有很好的吸收作用［15］。研究表明，微生物作為生態(tài)系統(tǒng)中的分解者，對污染物的去除和養(yǎng)分的循環(huán)起著很重要的作用。尤其當水生態(tài)系統(tǒng)中接納大量的無機營養(yǎng)物質時，該作用尤其突出。通過對氮的氨化、硝化、反硝化作用，微生物驅動著水體中氮的生物地球化學循環(huán)［16］。同時，利用湖泊生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中的蚌螺、草食性浮游動物和魚類，對富營養(yǎng)化水體中的營養(yǎng)鹽有機碎屑和浮游植物進行直接吸收，也是去除營養(yǎng)鹽的有效途徑［17］。因此，應開發(fā)基于陡河水庫生態(tài)系統(tǒng)的N的去除技術，強化陡河水庫自凈能力。

4 結語

通過對唐山市陡河水庫近五年高錳酸鉀指數（CODMn）、總氮（TN）、總磷（TP）季節(jié)變化趨勢的分析，最低值多出現每年的秋季，高值則多出現在夏季，CODMn、TP則無顯著季節(jié)變化。因此控制TN的排放是改善陡河水庫水質的重中之重。雖然近年來，唐山市針對陡河水庫環(huán)境問題進行綜合環(huán)境整治，但陡河水庫水質的改善特別是TN濃度改善收效甚微。同時，根據對已采取的治理措施的分析，得出陡河水庫水質并未顯著改善的重要原因是未出臺針對流域內非點源治理措施，尤其是以農業(yè)化肥流失為主的面源治理的有效措施。對此，本文提出了加強農業(yè)面源的綜合治理，實施生態(tài)攔截技術及強化水庫內生態(tài)修復三項防治措施，以期對水庫的水質改善有所幫助。

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