中型水利枢纽水库水质现状及其污染防治研究—以温岭市湖漫水库为例
（**市污染防治工程技术中心，**318000）
摘要:本文调查了温岭市湖漫水库水质现状，分析了库区污染来源及分布特征，计算了库区环境容量，研究并制定了库区污染防治方案及其保障措施。
关键词：湖漫水库；水质现状；污染防治方案。
湖漫水库位于温岭市城南镇和石桥头镇之间，大坝坝址在城东街道肖溪村，是一座以供水、防洪、灌溉为主的中型水利枢纽，水库规模为中型，水库集雨面积32.48km2，总库容3503万m3
[1]。
库区水质现状及污染来源分析
1.1
库区水质现状
（1）历年水环境质量变化情况分析
通过分析湖漫水库2011-2017年的监测数据，湖漫水库水质总体较好，2011-2016年水质一直保持为II类水，能够达到功能区水质要求，但是湖漫水库水质存在波动，在枯水期等水文条件不利的月份水质甚至会超过III类标准。特别是2017年，受降雨量减少，水质有所恶化，截止2017年11月为III类水，主要超标因子为总磷，pH、溶解氧、高锰酸钾指数、生化需氧量、氨氮、总氮等主要污染物浓度较往年也有所增加。2011-2017年湖漫水库水质具体情况见表1。
表1
2011-2017年湖漫水库水质情况
年份
水质类型
pH值
溶解氧
CODMn
BOD5
氨氮
总氮
总磷
石油类
叶绿素a
透明度,cm
2011年
II
7.80
7.96
3.55
1.99
0.262
0.400
0.0185
0.0373
0.0187
0.94
2012年
II
7.40
8.69
2.57
1.61
0.117
0.412
0.0195
0.0365
0.0099
1.32
2013年
II
7.65
10.26
2.48
1.50
0.085
0.449
0.0208
0.0265
0.0134
1.55
2014年
II
7.68
8.30
2.82
1.61
0.085
0.429
0.0245
0.0440
0.0145
1.37
2015年
II
7.92
9.58
2.76
2.02
0.098
0.418
0.0239
0.0250
0.0202
1.49
2016年
II
8.12
9.78
2.96
2.27
0.120
0.446
0.0236
0.0433
0.0197
1.39
2017年
III
8.07
7.81
3.56
2.72
0.139
0.553
0.0265
0.0200
0.0339
1.33
本文进一步分析了2011-2017年湖漫水库逐月数据，可以看到：不同月份之间湖漫水库水质存在波动，一般在每年的5月、7-9月水质相对较差，尤其是2017年9-11月份部分指标甚至超过了II类标准限值。2011-2017年湖漫水库主要指标监测值具体情况见图1至图3。
图1
2011-2017年湖漫水库CODMn逐月变化情况
图2
2011-2017年湖漫水库总氮逐月变化情况
图3
2011-2017年湖漫水库总磷逐月变化情况
图4
2011-2017年湖漫水库营养化逐月变化图
（2）历年营养化状态分析
根据营养化状态评价结果，对照综合营养状态指数法评价标准，湖漫水库现状为中营养状态，2011-2017年湖漫水库逐月营养化情况具体见图4。2017年9-11月湖漫水库出现营养化恶化趋势，10月份甚至达到了富营养化状态。通过分析2011-2017年湖漫水库综合营养状态指数逐月数据，可以看到湖漫水库综合营养状态指数月份之间变化呈现较为一致的规律，一般在一年中的7-11月份会出现较高值。
1.2
库区污染来源分析
1.2.1点源污染来源及分布特征
1、工业企业
湖漫水库二级保护区范围内还有工业企业37家，废水经污水管网收集后输送至温岭市城市污水处理厂处理，故工业污染物排放量为0。
2、居民生活
库区13个行政村中，有10个村庄实现了集中纳管治理，3个村尚未建立生活污水收集治理设施，尚未实现污水治理直接排放的为197人。农村生活污水直排部分COD排放量为1.18t/a，氨氮排放量为0.29t/a，TN排放量为0.36t/a，TP排放量为0.03t/a。
3、餐饮业
湖漫水库二级保护区范围内有各类小餐饮店21家，餐饮店废水经污水管网收集后输送至污水处理厂，餐饮业污染物排放量为0。
1.2.2面源污染及分布特征
1、农业种植面源污染
湖漫库区内耕地面积9883.80亩，园地4016.44亩。水稻田一般在一年的5~7月使用化肥，氮肥的使用量为9~12千克/亩，磷肥的使用量为3~4千克/亩，钾肥的使用量为3~5千克/亩；其中蔬菜和果用瓜亩均化肥用量最高，其他作物亩均化肥用量差别不大，不同农作物施肥强度和时间详见表2。
表2
农作物施肥时间
主要作物
N（千克/亩）
P2O5（千克/亩）
K2O（千克/亩）
主要施肥时间
水稻
9~12
3~4
3~5
5~7月
小麦
9~11
3~5
11~2月
蔬菜
20~27
18~22
23~27
全年（大棚红茄10~3月）
果用瓜
21.25
18~22
25.6
露地5~7月、大棚12~3月
番薯
10~15
3~5
4~6
5~7月
马铃薯
10~15
3~5
3~5
2~3月
农药化肥污染物排放采用系数法测算，标准农田产污系数采用《浙江省“十三五”饮用水水源保护规划技术大纲》提出的参考数据，即COD10kg/亩·年，氨氮2kg/亩·年，总氮7kg/亩·年，总磷0.5kg/亩·年。
结合湖漫库区具体情况，考虑到湖漫库区内多年平均降雨量为1605.8mm，平均化肥亩施用量在25公斤以下，流失系数采用1.1进行修正，修正后COD11kg/亩·年，氨氮2.2kg/亩·年，总氮7.7kg/亩·年，总磷0.55kg/亩·年，入库系数取0.65。经测算，COD流失量为99.38t/年，氨氮流失量为19.88t/a，TN流失量为69.57t/a，TP流失量为4.97t/a。
2、畜禽养殖源
目前库区无畜禽养殖，故畜禽养殖污染物排放量为0。
3、地表径流污染源
湖漫库区所在区域内多年平均降雨量1605.8mm，月降水量范围在20.5~298.5毫米之间，月降水量分布不均，4~6月的梅雨季和8~10月的台风雨季占全年降水量的70%。
湖漫库区城镇地表径流污水主要来自降雨径流对范围内镇（街道）建设区域地表的冲刷。库区内建设用地面积为1.7887km2（不包括水库水面面积），其中道路面积0.2075km2，居住区面积1.5020km2，其他区域面积0.0793km2。根据相关乡镇提供的资料及监测数据，确定了不同区域的降雨污染物平均浓度和径流系数，如表3所示。
表3
湖漫库区不同区域降雨污染物平均浓度及径流系数
序号
名称
占地面积(km2)
径流系数
COD(mg/L)
TN(mg/L)
TP(mg/L)
道路
0.2075
0.7
0.8
居民区
1.5020
0.3
0.5
其他区
0.0793
0.4
0.5
采用简易模型计算城镇地表径流负荷：L=R×C×A×10-3，式中：L年负荷量(t)，R为年径流量(mm)，为降雨量和径流系数的乘积；C为径流污染物平均浓度；A为集水区面积。
经核算，湖漫库区的COD、TN、TP径流量分别为60.99
t/a、12.37
t/a和0.56
t/a。
1.2.3入库污染负荷分析
基于综上污染源分析，形成的湖漫水库污染负荷汇总表如表4所示，估算湖漫水库全年COD、TN、TP入库污染负荷分别为161.55t/a、82.3t/a和5.56t/a。COD、TN、TP入库污染负荷贡献最高的都自来农业种植面源，其次COD和总氮入库污染负荷贡献是地表径流。
表4
湖漫水库污染负荷汇总（单位：t/a）
类型
工业企业
居民生活源
餐饮业
农业种植面源
畜禽养殖源
地表径流污染源
合计
COD
0
1.18
0
99.38
0
60.99
161.55
总氮
0
0.36
0
69.57
0
12.37
82.3
总磷
0
0.03
0
4.97
0
0.56
5.56
库区环境容量分析
水库的水环境容量是根据各水源的水质保护目标来确定的，选取湖漫水库超标潜在风险较大的总氮、总磷进行环境容量测算。
1、测算模型
水库中氮和磷等营养盐物质随时间的变化，是输入、输出和在水库内沉积的该种污染物的量的函数，因此库型水源总氮的水环境容量模型可采用吉柯奈尔-迪龙（Kirchner-Dillon）水库营养物浓度预测模型[4]。
2、预算结果
计算得到湖漫T-P总容量为5.25t/a、T-N总容量为74.41t/a。从计算结果得到湖漫水库总氮、总磷污染物量超过水库目标环境容量，须加强总氮总磷总量控制。
库区污染防治方案
通过实施湖漫水库饮用水水源保护区内整治迁建工程、初期雨水拦蓄截污工程、生态修复工程、生活污水治理工程、农村环境综合整治、肥药双控工程、生物操纵工程等实施，可以有效治理城镇生活和农业农村面源污染，持续削减流域入库污染负荷量。
结论
1、COD、TN、TP入库污染负荷贡献最高的都自来农业种植面源，其次COD和总氮入库污染负荷贡献是地表径流。
2、须加强总氮总磷总量控制。
参考文献：
[1]李其峰.基于典型入库径流的水库供水预警研究—以温岭市湖漫水库为例[J].浙江水利科技,2017,45(1):64-68,72.[2]中国环境报.水污染防治行动计划[J].中国环保产业,2015(5):4-12.[3]国家环境保护总局.地表水环境质量标准[S].(GB
3838-2002).2002.[4]袁涌铨,韩笑天,王璐等.青岛高新区人工水系污染成因及其影响因素[J].海洋科学,2015,39(9):16-25.
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