水庫水系環境污染分析論文

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摘要：由于官廳水庫遭受污染日益嚴重，1997年退出飲用水體系。北京是水資源緊缺的城市，隨著首都和的快速，水供需矛盾越來越突出。市委、市政府決定改善官廳水庫水質，恢復其為北京市第二飲用水源。本文根據飲用水水源水質標準，通過對1995-1999五年逐月實測水質監測資料的統計，官廳水庫上游、入庫、庫區及出庫水質現狀、污染程度、發展趨勢和，分析解決官廳水庫水系水環境污染的對策，以利于官廳水庫流域水資源保護和水環境污染控制規劃，充分發揮水庫效益。

一、官廳水庫水質評價及趨勢分析

（一）基本資料官廳水庫是我國解放后修建的第一座大型水庫，位于北京市西北90公里的永定河上，主要任務是防洪、供水、發電，是北京市重要的供水水源地之一。官廳水庫控制流域面積43402平方公里，占永定河流域面積的92.8％，地跨山西省、河北省、北京市。有3條人庫河流，分別為桑干河、洋河、奶水河，本文采用琢鹿橋站、下花園站、延慶橋站作為其人庫代表站；八號橋站為桑十河與洋河匯人永定河后的入庫控制站；河口為河口區代表站；永1008東、永1000為永定河庫區（以下簡稱永庫）代表站；

1。媯大橋站為媯水河庫區（以下簡稱媯庫）代表站，壩后為出庫控制站。各站分布如圖1所示。水質趨勢線按算術平均值法，使污染物含量數值點均勻分布于趨勢線兩側。

（二）飲用水水源水質評價評價參數：根據飲用水水質的要求，選擇大腸菌群、總硬度、氟化物、有機污染綜合值和汞、銅、鉛、砷等作為評價參數。評價：根據上述選定的污染參數，采用單項參數評價和綜合評價相結合的方法。

1．有機污染評價官廳水庫水體污染主要原因由有機物質引起，因此采用\有機污染綜合評價值\進行評價。

A＝BODi/BODs+CODi/CODs+NH3-Ni/NH3-Ns-DOi/DOs(1)式中BODi、CODi、NH3－Ni、和DOi為實測值；BODs、CODs、NH3－Ns、和DOs為標準值。各項標準規定如下：BODs為4mg/L；CODs為6mg／L；NH3－Ns為lmg/L；DOs為4mg／L．評價標準為：A＜0為良好水體；0＜A＜2為一般值體；2＜A＜3為輕度污染水體；3＜A＜4為中度污染水體；A＞4為嚴重污染水體。評價結果：有機污染綜合值A統計分析如表1（略）。

2．大腸菌群分析評價方法：采用單項參數評價。評價結果：經過統計可以看出，大腸菌群最大值集中在6-9月份。入庫站八號橋常年超標，由于水庫水體的稀釋和水體的自凈作用，河口區小于入庫站，壩前永1000表（庫區代表站）和出庫站壩后大大小于河口區。壩前71．3％的時間處于清潔水體狀態。壩后75％的時間處于清潔水體狀態。統計結果見表2表2官廳水庫大腸自群統計分析結果3．毒性分析參數：選取鋼、砷化物、總來、六價鉻、鉛等，即俗稱的\五毒\和揮發酚、氰化物共7項。

評價方法：采用綜合污染指數K評價。

式中，Ck為統一標準，取Ck=0.1；Coi為各各污染物地面水最高允許標準；Ci為地面水中各種污染物的濃度。評價標準：K＜0.1為一般污染水體；0．1＜K＜0.2為輕度污染水體；0．2＜K＜0.5為中度污染水體；K＞0．5則為嚴重污染水體。

評價結果：綜合污染指數K統計分析見表3。可以看出：除人庫下花園站27.08％、八號橋站10．42％、河口2．56％屬于中度以上外。八號橋水質最差，良好率僅為43.75％，下花園至八號橋之間毒性污染物增加，水質惡化。壩前、壩后水質均較好，趨勢下降，水質好轉。全庫區毒性污染均在輕度污染以下，庫區90％以上屬于良好水體。

4．總硬度分析評價結果：入庫站瀕鹿橋超標9.27％，下花園橋超標66．7％，八號橋水質最差，超標率為79．17％。但進入庫區后，硬度迅速減小，河口及水1008東表層未超標，底層超標7．9％；永1000表超標2．08％，中層超標4．44％，底層超標9．09％；媯水河入庫站延慶橋未超標，媯庫全部未超標。出庫站壩后超標率為10.42％。各站每年冬季（12月至次年2月）總硬度最高，夏季8月份達到最低點。水庫總硬度呈迅速上升趨勢，奶庫呈緩慢上升趨勢。總的來說，全庫區總硬度均較低，水質較好，分層明顯，表層水質優于中、底層水質。

5．氟化物分析評價標準：采用GB3838－88Ⅲ類水質標準（含量大于1．0mg／L即為超標）。

評價結果：敵鹿橋超標率19.51％，下花園62．5％，八號橋水質最差，超標率為97．44％，進入庫區有所降低，但永庫各站氟化物超標率幾乎都在50％以上，其中河口46．15％，永1008東表55％，永1008東底60％。壩前永1000表層水質優于中層，中層優于底層，超標率分別為表45．83％、中51．11％、底52.27％。由此可見此地屬于高氟地區。出庫站壩后超標率為56．25％，媯庫水質基本良好，延慶橋全部未標率，媯1018＋l表10.53％，擁1018＋l底2.70％，媯大橋表7．89％，媯大橋底11．43％。各站表層水質優于底層，分層明顯。

（三）富營養化分析評價參數：總磷（TP）、總氮（TN）、BOD、COD。評價標準：水體富營養化評價尚無統一標準，本文總磷、總氮評價標準采用GB3838－83，BOD、COD采用武昌東湖的富營養化分級標準。評價結果：經過對官廳水庫各站COD、BOD、TN、TP統計后，得出分析結果表4。可以看出，全庫區水質特點是富營養化，已不存在貧營養化狀態，都在中富以上。主要營養物質為總氮，官廳水庫永庫及出庫站壩后總氮更是全年97．5％以上為富營養化狀態，媯庫情況稍好一些，但也在總富以上。全庫區總磷處于上升狀態，永庫及壩后總氮上升，水質有所惡化。媯庫除總磷外，其他3項均下降，水質持續好轉。

二、綜合分析官廳水庫存在的污染問題主要是有機污染和富營養化。

官廳水庫庫區：入庫控制站八號橋站水質最差。但在永定河入河時的河口區，由于庫區水的稀釋，河口較八號橋實測污染物值大大降低。永庫有機污染持續增加，壩前底層污染嚴重，中層水質已趨接近底層。表層水質有機污染綜合值A趨勢線方程：y=0．0009X－31.728，如果以此趨勢發展下去，到2007年，有機污染綜合值A的平均值將達到2．0，水質將全面惡化。從水庫地形來看，永定河入庫后，水流在永1008東斷面處拐了一個彎，且河水人庫后流速大大減緩，使污染物大量沉積、懸浮于此，造成全庫區永1008東水質最差。大腸菌群明顯與水庫來水量有密切關系。來水量越大，大腸菌群數量越多。官廳水庫全庫區處于中富營養化狀態以上。全庫區總磷呈發展趨勢。永庫總氮呈發展趨勢。水庫的富營養化導致藻類的異常發展，庫區蘭、綠藻占優勢，每年3月中旬出現少量條狀水帶。媯庫及壩前有機污染和富營養化均呈發展態勢。延慶橋及媯庫水質基本良好，為Ⅱ類水體，水庫水質為Ⅲ類以上。

桑干河涿鹿段：由于農業灌溉引去絕大部分水沙，河道中水流量很小，水質較好。對照斷面和混合斷面可以達到Ⅱ至Ⅲ類水質，但在消減斷面上，水量增大，各項污染物質濃度陡增，水質變化到V類。分析其原因應屬于農田灌溉退水所致，這說明桑干河在與洋河匯流前已經受到污染，水質為V類。

洋河宣化至下花園段：上游對照斷面上水質清澈透明。根據定量分析，氨氮為0.37毫克／升，水質達到Ⅲ類，其余項目均達到I類水質，因此，評價結果為Ⅲ類；混合斷面上水質呈現褐色、渾濁，略有氣味，評價結果為V類；消減斷面上水質沒有好轉跡象，氨氮和COD檢出值有增無減，評價結果仍為V類。

永定河懷來段：河道水質渾濁，呈淺褐色，略有臭味。整個河段水質評價結果均為V類。水質趨于惡化。從1999年人庫污水口調查可以看出，污染主要集中在洋河下花園至懷來段。而在洋河下花園橋以下至懷來段，由于春夏秋三季當地大量引水灌溉，桑干河涿鹿橋段發生斷流，洋河水量大大減少甚至于斷流。由于農田排水，到了夾河附近恢復水流，致使氨氮含量升高。氨氮與總氮呈良好的線性（正比）關系，說明氨氮占主導地位。

隨著近年來水庫上游城市化進程的加快，和城鄉生活污水量及農田化肥農藥使用量逐年增加，處理水平較低，污水自接流人上游河道，致使是水資源污染嚴重，整個河網已基本被污染。三、解決官廳水庫水環境污染問題的對策

（一）改革現行的水務管理體制，實現水務一體化管理水資源統一管理體制必須盡快建立健全。與其他資源相比，水資源具有自身鮮明的特點：以流域為基本單元，相互轉化，相互補給。因此對地表地下、水量、城市與水資源應實行統一管理。因此必須首先強化流域機構的執法地位。按流域調配水資源，是目前國際公認的原則。應加強流域機構的執法地位，做好省際協調，保證水資源優化配置和重要缺水地區的水資源供應。其次應在城市中建立統一管理水資源開發、利用、保護的水務局管理模式。城市是水資源短缺嚴重的地區，而且地形較小。基礎設施較好，應該建立從供水水源地到自來水廠，再到千家萬戶，再到海水處理廠的水務局統一管理體制。建立統一的水務管理體制，對官廳水庫水系的防洪、除澇、蓄水、供水、節水、水資源保護、污水處理及其回用、地下水回灌等實行統一規劃、統一取水許可、統一配置、統一調度、統一管理，實現水務一體化。只有這樣，才能保證實現水資源的可持續利用。

（二）走可持續之路，以改善生態環境為根本和切入點，制定一個統一的流域水資源保護規劃樹立水資源與水環境的憂患意識，走可持續發展之路，使發展水平與資源條件、環境狀況相適應。經濟建設要充分考慮水土資源條件和生態環境保護要求，合理確定與調整經濟結構和產業布局，要在保護生態的前提下加快發展，根據水資源條件確定重點發展區域和發展重點，實現資源的優化配置，提高區域的資源環境承載能力。要把水資源的開發利用與節約保護結合起來。對于污染嚴重地區，應將改善水環境作為區域經濟發展的首要目標，果斷地關停嚴重污染環境的小，加大污染治理力度。抓好流域水資源、水環境容量的配置工作。根據河湖的現狀和用途，劃分水功能區劃，然后按水域功能、流量及水體自凈能力來確定水體水環境容量。建議按照\城鎮企業實行清潔生產戰略，污水達標排放和污染物總量控制；生活污水實行集中處理，并考慮脫氮工藝；全面建設生態農業\的原則，由國務院牽頭協調，國家環保總局、水利部、北京市、河北省共同制定一個各方、各部門都能接受的流域水資源合理配置、節約利用、有效保護、管理的綜合方案。

（三）健全流域水環境監測，實行動態監測、區域聯防。在河流的行政區劃斷面處設置水量、水質監測設備，嚴格分清污染責任，按\零污染\（上游不得對下游造成任何污染）的原則，對河流的污染實行有效的防治。加強現場測試能力與快速反應能力，在有條件的地區建設自動測報與預警系統，對跨界河流與重大污染事故實行動態監測，定期向社會公布水環境信息。加強省際水體監測，積極開展跨省的污染聯防。

（四）依法治水，進一步加大對取水許可審批管理的力度，強化取水許可的管理依法治水，是改善水環境的關鍵所在，各級水利部門要進一步加大對取水許可審批管理的力度，強化取水許可的管理，嚴格控制取水量，限制耗水量大、污染嚴重的企業用水，還要對退水水質進行嚴格管理。對新申請取水許可證的單位，嚴格按照取水許可水質管理規定，必須提交取水和退水對環境的報告，方可辦理取水許可申請審批手續。對逾期仍超標排污的單位和企業，要堅決依法吊銷其取水許可證。官廳水庫作為首都飲用水源，水體功能要求高，對排污量大的用戶，就不能發放取水許可證，不能配給水資源。嚴格加強水資源保護和水污染治理工作。盡快建立全新的水資源補償機制：誰耗費水量誰補償，誰污染水質誰補償，誰破壞水生態環境誰補償。做到\有法對依，有法必依，有法能依；執法必嚴，違法必究，究辦必力\。

（五）系統分析、統一治污\誰污染，誰治理\，在防治污染初期起過積極作用，然而科學治污應該是在適當的大系統內做科學分析，統一治污。生活污水實行集中處理，并考慮脫氮工藝，建議在張家口、宣化、下花園、懷來、八號橋建造污水處理廠。

（六）利用生物措施，科學投放魚苗富營養化水體大量繁殖各種藻類，對水體的危害及對自來水廠取水的危害十分嚴重。根據生態平衡食物鏈中Fltonian金字塔給高一層次的輪蟲（類）創造一個繁殖生長的地方和吃掉藻類的時間，并且自己又被更高一層次生物吃掉的良性循環。最終達到去除藻類，降低DOD、COD含量，增加水中溶解氧含量，改善富營養化水體水質。除帶來環境效益外還可帶來漁業上的經濟效益。水產養殖要求有效氮濃度應保持在0．3mg／L以上，官廳水庫有效氮年均含量2．1mg／L，對水產養殖十分有利。

（七）實施河口攔門沙坎開挖及有機底泥定期疏浚由于泥沙淤積，永定河口口門處形成攔沙坎。坎頂高程已達474米，把官廳水庫攔隔成她庫、永庫兩個庫區。如前所述，她庫水質較好。永庫污染比較嚴重，而永庫水體就在壩前，直接影響出庫供水水質。實施河口攔門沙坎開挖后，可促進購、永兩庫區水體交融，稀釋永庫水體，改善出庫水質。對水庫有機底泥要考慮定期疏浚措施，考慮實施環境清淤計劃。

（八）開辟新的活水源頭增加清水引入量，考慮從白河堡水庫引水，增加水庫進水量，加快水庫換水周期，加快庫水凈化速度，提高水體自凈能力，改善水庫水質。

（九）走生態經濟型環境水利模式北京市委提出\還北京一片藍天，建設綠色家園\的號召。水利一定要和環境結合起來，堅持不懈地做好官廳水庫流域植樹造林綠化美化工作，退耕還林還草，防風固沙，涵養水源，保存生物多樣性，維護生態平衡，保護環境資源，構筑首都周圍綠色生態屏障，戰勝荒漠化，還北京市碧水藍天。

1方子云主編《水資源保護工作工作手冊》，河海大學出版社，1998年7月第1版；

2馬才《開發水產資源改善水質的研究》，《北京水利》，1995年第4期。