潘家口、大黑汀水库富营养化趋势分析及对策研究
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摘要:以2000-2009年潘家口水库水质监测结果为基准,着重分析潘家口水库水体营养化特征,评价和分析库区水体营养化变化趋势,对发生的富营养化现象成因进行分析,提出防治对策和建议。 关键词:富营养化; 潘家口水库;营养化评分 1、潘家口水库概况 潘家口水库是引滦工程的源头,天津唐山两市的重要水源地,位于河北省迁西县的滦河干流上,地跨兴隆、宽城、承德、迁西四县,控制流域面积33700km2,占滦河流域总面积的75%,总库容为29.3亿m3,多年平均径流量24.5亿m3,约占滦河流域径流量的一半左右。属多年调节水库,水库以供水为主,兼顾防洪、发电和灌溉。区域内多年平均降水量为771.6mm,降水主要集中在汛期的6-9月,汛期水量占全年总水量的70%-80%。潘家口水库自投入运行以来已经累积向津唐两市供水350亿立方米,为津唐两市经济社会的可持续发展做出了重要的贡献。 2、富营养化概念及其危害 2.1富营养化概念 富营养化是由于水体中氮、磷营养物质的富集,引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖,水体透明度和溶解氧变化,造成水质恶化,使其生态系统和水功能受到阻碍和破坏。富营养化分为天然富营养化和认为富营养化两种:天然富营养化是湖泊、水库水体生长、发育、老化、消亡整个生命史中必然的天然过程,其过程漫长,常常需要以地质年代或世纪来描述七过程;认为富营养化则是由于认为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象,它演变速度快,可在短时间内使水体由贫营养到富营养状态。水体出现富营养化现象时,由于浮游生物大量繁殖,往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等,这种现象在江河湖泊中叫水华(水花),在海中叫赤潮。 2.2富营养化危害 富营养化的危害主要为:1、破坏水生态系统的平衡,加速水库的老化。这是因为富营养化使水体中藻类及浮游生物急剧增加,水体透明度降低。藻类只是在水体表层能接受阳光的范围内生长并排放氧气,在深层的水中就无法进行光合作用,从而出现耗氧,使水体溶解氧降低。藻类的死亡和沉淀把有机物转入深层或底层水中,使大量的厌氧细菌繁殖起来,引起微生物种群及群落的演替,改变了原来的生态环境。 2、水质恶化,使水体丧失其应有的功能。随着水体富营养化的日益严重,PH值升高,藻类过度繁殖,并产生一些毒素,危害人们的健康,是鱼类等水生生物中毒、病变和死亡;大量的藻类覆盖于水面,使大气中的氧不易溶于水中,加上藻类因呼吸作用大量耗氧,造成水中缺氧,严重时会使鱼类等水生生物因缺氧而无法生存。 3、潘家口大黑汀水库富营养化状况评价及其趋势分析 3.1营养化状况指数评分标准 根据《中国地表水质量年报编织技术大纲》的要求,营养状态评价的项目为总磷、总氮、叶绿素、高锰酸盐指数和透明度5项。营养状态评价分为贫营养、中营养、轻度富营养、中度富营养和重度富营养五个等级。营养状态等级判别方法:0≤指数≤20,贫营养;20<指数≤40,中营养;40<指数≤60,轻度富营养;60<指数≤80,中度富营养;80<指数≤100,重度富营养。评价标准见下表: 湖泊(水库)营养状态评价标准(单位:mg/L)
3.2潘家口、大黑汀水库富营养化状况评价及其趋势分析 3.2.1潘家口、大黑汀水库富营养化状况评价
潘家口水库2000-2010年营养化评价结果
大黑汀水库2000-2010年营养化评价结果
从上述两表可以看出,2000-2004年,两个水库汛期和非汛期富营养化无明显变化,主要原因为那几年来水较少,2004年以后,汛期水质明显好于非汛期,主要是因为非汛期上游来水量较小且大部分是污水,汛期来水量较大,污染物得到稀释降解。总磷是富营养化控制指标,潘、大水库氮磷含量逐年增高,一旦磷的含量超过一定的浓度水平,水体出现严重的富营养化将不可避免,而潘家口水库属于狭长型山谷型水库,最高水深达到80多米,一旦出现富营养化将很难得到治理。 3.2.2潘家口、大黑汀水库富营养化趋势分析 从上述两趋势图可以看出,潘家口、大黑汀水库在2004-2008年期间,富营养化基本达到中营养,主要是那几年来水较多,对水库的总磷、总氮、叶绿素等起到了一定的稀释降解作用,其他年份已经达到轻度富营养程度。 4、潘家口、大黑汀水库水库富营养化成因分析 4.1生活污水的排放及农业化肥的使用增加了水库的氮、磷含量 潘、大水库上游地区城市生活污水对水源地的污染严重。近年来上游地区兴建了集中式污水处理厂,对COD的处理力度加大,但大量农药化肥的使用,随着上游的来水直接进入库区,造成库区氮、磷含量明显增加。近几年上游水土流失严重,面源污染造成入库水质较差,使得两水库的水质受到一定程度的污染。 4.2库区水产养殖业的大量发展造成水库营养化程度加重 潘家口大黑厅水库内大量的网箱养鱼,投放的饵料以及产生的粪便,对水库造成二次污染,从而大量增加水库的氮磷含量。 4.3旅游业的发展对水库造成污染 两大水库内的水上娱乐设施,以及库区周边大量的餐饮业等,也对水库的水质造成一定的污染。 4.4周边选矿对水库造成一定程度的污染 两大水库周边大量的选矿厂,产生的没有经过任何处理的废水直接排入库区,造成对水库的污染。 5、潘家口水库富营养化防治对策 5.1加强氮磷污染源的控制 上游建立污水处理厂,集中处理污水后再排入河道,用固氮技术降低化肥使用量,建立生态农业区,以减少氮、磷的入库量。 5.2控制网箱养鱼规模,控制或限制饵料投放 严格控制网箱养鱼规模,控制或者限制饵料投放量。对库区进行鱼类放养,放养以浮游生物为食的鱼类,减少食浮游生物或底栖动物的鱼类,以保证有充分的浮游动物来控制藻类,达到消耗库区内有机物降低水体的富营养化目的。 5.3加强环境管理,减少排污量 合理规划两大库区旅游业,加强对库区排污口尤其是周边选矿企业的管理,制定切实可行的防治对策,恢复水库生他系统良性循环方案,控制和消除污染。
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