云龍水庫氮、磷污染原因分析及對策措施

倪 燕

(昆明市環(huán)境監(jiān)測中心,云南昆明 650228)

云龍水庫氮、磷污染原因分析及對策措施

倪 燕

(昆明市環(huán)境監(jiān)測中心,云南昆明 650228)

依據(jù)云龍水庫庫區(qū)和入庫河道水質(zhì)現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果,對造成云龍水庫污染的總磷、總氮的變化情況和污染來源構(gòu)成進(jìn)行了初步分析,并提出預(yù)防控制污染的對策措施。

總磷;總氮;水質(zhì)污染;云龍水庫;原因;對策措施

昆明市是云南省的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心,也是全國 14個(gè)嚴(yán)重缺水的城市之一,以前作為城市主要飲用水源之一的滇池水質(zhì)已經(jīng)受到了嚴(yán)重污染,現(xiàn)已基本喪失了飲用水供水功能。昆明市供水水源主要是松華壩水庫、紅坡水庫、自衛(wèi)村水庫、柴河水庫、大河水庫、寶象河水庫以及海源寺和白龍?zhí)兜?根據(jù)需水預(yù)測,昆明主城區(qū) 2010年水平年缺水 2.0億 m3,2020年水平年缺水 2.76億 m3,幾個(gè)飲用水源供水量已不能滿足昆明市的供水需求。為緩解昆明城市水資源缺乏的問題,1998年 4月經(jīng)國家發(fā)展計(jì)劃委員會審批同意,投資 35億元,建設(shè)跨流域國家重點(diǎn)項(xiàng)目——昆明掌鳩河引水工程,其水源地云龍水庫建成后將作為城市供水水源的專用水庫,成為昆明市的第二供水水源。云龍水庫的蓄水情況良好,目前水庫已有 3.6億m3蓄水,近期原水水質(zhì)經(jīng)檢測仍保持在《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二類標(biāo)準(zhǔn),水質(zhì)在昆明幾個(gè)飲用水源中是最好的。

1 云龍水庫基本情況

云龍水庫于 1999年開工建設(shè),2004年 2月 5日主體大壩封頂,2004年 2月 25日,經(jīng)云南省水利廳組織云龍水庫下閘蓄水階段性驗(yàn)收,2004年 3月 1日,下閘蓄水。云龍水庫總庫容達(dá) 4.84億m3,近 3a水庫平均產(chǎn)水量為 2.85億 m3,可向昆明城市供水 2.2～2.5億 m3/a,占昆明城市供水總量的 60%以上。自 2007年 3月 25日試通水至今,共向昆明城市供水 3.05億 m3。云龍水庫向昆明城市供水后,昆明每年還有大約 5000萬m3的余量。

云龍水庫位于祿勸縣云龍鄉(xiāng)境內(nèi),水庫徑流區(qū)國土面積 77000hm2,庫區(qū)徑流面積 745km2,總庫容達(dá) 4.84億m3,庫區(qū)淹沒總面積為 20.66km2,森林覆蓋率達(dá) 62.2%。云龍水庫飲用水水源區(qū)內(nèi)有云龍水庫、雙化水庫、螃蟹箐等大小 6個(gè)水庫,有石板河、老木河、水城河 3條主要入庫河流,入庫河流及其支流的徑流區(qū)總面積 745km2。水源區(qū)的植被覆蓋率較高,達(dá)到 64.7%,區(qū)域內(nèi)林地面積4.82萬 hm2,其中有林地 3.2萬 hm2,灌木林地1.6萬 hm2。水源區(qū)在祿勸縣轄區(qū)境內(nèi) 656km2,武定縣轄區(qū)境內(nèi) 89km2。水源保護(hù)區(qū)涉及祿勸縣的云龍鄉(xiāng)、撒營盤鎮(zhèn)、雙化鄉(xiāng)、皎西鄉(xiāng)、馬鹿塘鄉(xiāng)、團(tuán)街鄉(xiāng) 6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的 29個(gè)村民委員會 5.4676萬人和武定縣插甸鄉(xiāng) 3個(gè)村民委員會 4589人。

目前云龍水庫匯水區(qū)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)形態(tài)主要屬于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì),工業(yè)經(jīng)濟(jì)在該地區(qū)內(nèi)幾乎沒有,也就是說沒有工業(yè)點(diǎn)源的污染,而部分水體中水質(zhì)的特征污染物是總氮、總磷、化學(xué)需氧量。說明云龍水庫徑流區(qū)主要污染源應(yīng)該是農(nóng)村生活點(diǎn)源及農(nóng)業(yè)面源等污染源。云龍水庫水源區(qū)整個(gè)保護(hù)范圍內(nèi)現(xiàn)在仍有耕地 0.68萬 hm2,總?cè)丝诩s 6萬人,其中一級保護(hù)區(qū)涉及 11個(gè)村委會 7166人,有牛 4312頭、馬688匹、豬 12294頭、羊 7394只、家禽 29941只,保護(hù)與發(fā)展的矛盾仍較為突出。

2 云龍水庫氮、磷污染狀況

云龍水庫水域依據(jù)其使用目的和保護(hù)目標(biāo)劃分為集中式生活飲用水水源地一級保護(hù)區(qū),按GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)考核。自 2007年 3月 25日云龍水庫向昆明市供水后,由昆明市每月對水庫進(jìn)行 1次監(jiān)測,采樣布點(diǎn) 3個(gè),監(jiān)測項(xiàng)目 36個(gè)。監(jiān)測結(jié)果表明云龍水庫庫區(qū)水質(zhì)達(dá)到Ⅱ類水保護(hù)目標(biāo),屬良好級。

2008年 9月中旬,由于天氣持續(xù)晴朗高溫,云龍水庫水面出現(xiàn)大量藍(lán)藻,立即引起昆明市市委、市政府的高度重視。根據(jù)市委、市政府的指示,昆明市監(jiān)測部門對云龍水庫庫體及藍(lán)藻出現(xiàn)的區(qū)域加密監(jiān)測。

昆明市監(jiān)測部門于 2008年 10月至 2009年 5月分別在云龍庫區(qū)中心水域 (壩前、壩中、石板)、入庫河流 (石板河、老木河、水城河)、河流入庫庫灣及上游雙化水庫設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)位,對水體總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、葉綠素 a、水體營養(yǎng)程度、藻生物量進(jìn)行了加密監(jiān)測。云龍庫區(qū)中心水域水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明:水質(zhì)總體在Ⅱ～Ⅲ類水變動,未達(dá)到其水質(zhì)保護(hù)目標(biāo),綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)范圍:24.9～37.1,有 80%的營養(yǎng)狀態(tài)類別屬中營養(yǎng)狀態(tài),藻生物量為 10～3780萬個(gè)/L,其它監(jiān)測項(xiàng)目均達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。監(jiān)測結(jié)果表明影響云龍水庫水質(zhì)類別的污染指標(biāo)主要是總氮、總磷。

2.1 云龍水庫庫體總磷、總氮變化情況分析

從監(jiān)測數(shù)據(jù)看,庫體中心水域總磷監(jiān)測值在0.005～0.027mg/L波動,只有 2008年 12月上旬的總磷監(jiān)測結(jié)果超過Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) (0.025mg/L),其余監(jiān)測結(jié)果都達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),2009年 3月下旬以后監(jiān)測結(jié)果逐步下降并趨于穩(wěn)定。3條河流入庫庫灣的總磷監(jiān)測結(jié)果基本達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),只有個(gè)別數(shù)據(jù)超標(biāo)。詳見圖 1。

從監(jiān)測數(shù)據(jù)看,庫體中心水域總氮監(jiān)測值在0.30～0.56mg/L波動,超標(biāo)率為 36.8%,與Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)限值 (0.5mg/L)比較接近,說明總氮監(jiān)測值的變化影響整個(gè)水庫的水質(zhì)類別在Ⅱ～Ⅲ類波動。石板河庫灣總氮監(jiān)測值在 0.32～0.72mg/L,超標(biāo)率為 73.6%;老木河庫灣和水城河庫灣的總氮監(jiān)測值均達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。通過圖 2可以看出云龍水庫庫體總氮濃度高低情況:石板河庫灣 ＞中心水域 ＞老木河庫灣 ＞水城河庫灣;由此可見,云龍水庫總氮超標(biāo)主要是由于入庫河流—石板河水質(zhì)污染嚴(yán)重所造成的。

2.2 雙化水庫總磷、總氮變化情況分析

雙化水庫是石板河的源頭,監(jiān)測結(jié)果表明雙化水庫總磷為 0.014～0.052mg/L,超標(biāo)率為 56.3%,2009年 2月下旬以后監(jiān)測結(jié)果達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),并趨于穩(wěn)定,但 5月下旬又出現(xiàn)反彈。詳見圖 3。

雙化水庫的總氮監(jiān)測值為 0.39～1.44mg/L,超標(biāo)率為 81.3%,影響整個(gè)水庫的水質(zhì)類別在Ⅲ～Ⅳ類波動。2008年 10月上旬以后呈上升狀態(tài),2008年 12月上旬以后呈下降趨勢,2009年 4月下旬以后監(jiān)測結(jié)果達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。詳見圖 4。

2.3 主要入庫河流總磷、總氮變化情況分析

云龍水庫上游主要入庫河流有石板河、老木河、水城河,其中石板河是 3條河中水量最大的河。石板河發(fā)源于祿勸縣馬鹿塘鄉(xiāng)對車村,自雙化水庫流出,流經(jīng)雙化水庫發(fā)電站、途經(jīng)撒營盤鎮(zhèn)進(jìn)入云龍水庫,全長 55.6km,徑流面積 429km2,占庫區(qū)壩址以上徑流面積的 57.6%。

由于云龍水庫入庫河流目前還未確定水功能區(qū)劃,為便于進(jìn)行水質(zhì)評價(jià),參照有關(guān)河道水功能保護(hù)目標(biāo)及云龍庫區(qū)水功能保護(hù)目標(biāo),將其保護(hù)目標(biāo)暫定為Ⅱ類。另為便于進(jìn)行水質(zhì)比較,評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一用湖庫標(biāo)準(zhǔn)評價(jià),按照 GB3838-2002《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》評價(jià)。

根據(jù)監(jiān)測結(jié)果,云龍水庫 3條入庫河流的總磷濃度變化情況如下:石板河總磷的濃度范圍為0.014～0.116mg/L,超標(biāo)率為 43.8%;老木河總磷的濃度范圍為 0.013～0.104mg/L,超標(biāo)率為68.8%;水城河總磷的濃度范圍為 0.013～0.090mg/L,超標(biāo)率為 18.8%。通過圖 5可以看出總磷的超標(biāo)情況:老木河 ＞石板河 ＞水城河,2008年 11月上旬 3條河均出現(xiàn)最高峰值。

云龍水庫 3條入庫河流的總氮濃度變化情況如下:石板河總氮的濃度范圍為 0.27～2.44mg/L,超標(biāo)率為 56.3%;老木河總氮的濃度范圍為 0.20～0.49mg/L,均達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);水城河總氮的濃度范圍為 0.17～0.51mg/L,超標(biāo)率為 6.3%。通過圖 6可以看出總氮的超標(biāo)情況:石板河 ＞水城河 ＞老木河。2009年 2月上旬以后 3條入庫河流的總氮濃度基本達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

通過對云龍水庫 3條入庫河流總磷、總氮的分析,可以看出石板河是污染最嚴(yán)重的河,其水量最大,對云龍水庫的氮、磷污染貢獻(xiàn)最大。

3 云龍水庫氮、磷超標(biāo)原因分析

3.1 雙化水庫氮、磷超標(biāo)問題

根據(jù)對雙化水庫的監(jiān)測結(jié)果可看出:水庫的水質(zhì)類別為Ⅲ～Ⅳ類,總磷、總氮超過Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)情況較為嚴(yán)重,作為云龍水庫的源頭之一,其水質(zhì)的優(yōu)劣直接影響著云龍水庫的水質(zhì)。該區(qū)域無工業(yè)源污染,主要為農(nóng)村面源污染。

3.2 石板河污染來源分析

經(jīng)調(diào)查及監(jiān)測分析,石板河自雙化水庫流出后,主要匯入撒老烏小河及沿途村集鎮(zhèn)小河及農(nóng)田徑流水,水質(zhì)由雙化水庫Ⅲ類水變?yōu)棰纛愃?以后受沿途村落居民生活及農(nóng)村面源污染,水質(zhì)一直為Ⅳ類水,全程水體感觀較差,混濁、微黃、有泡沫。

石板河沿途經(jīng)過的人口較為集中的村鎮(zhèn)為撒營盤鎮(zhèn)。2007年共有 19個(gè)村委會,人口 44924人,有耕地 2796hm2,大牲畜 14767頭,生豬 54325頭。由于集鎮(zhèn)沒有任何污水收集與處理設(shè)施,加上落后的耕種方式及生活習(xí)慣,使得集鎮(zhèn)周圍生活污水及大量農(nóng)村面源污染物通過排水溝渠或者散流進(jìn)入石板河,最終流進(jìn)入云龍水庫。

據(jù)調(diào)查,集鎮(zhèn)生活污水及農(nóng)村面源污水的匯集水水質(zhì)類別為Ⅳ類～劣Ⅴ類,主要污染物為:高錳酸鹽指數(shù) 2.2～36.2mg/L,化學(xué)需氧量 25～143mg/L,氨氮 0.196～17.22mg/L,總磷 0.072～3.6mg/L。

表 1 石板河匯入污水水質(zhì)結(jié)果統(tǒng)計(jì) (mg/L)

3.3 農(nóng)戶陸續(xù)“回遷”造成的污染

在前期搬遷后退耕的農(nóng)田未完成土地使用權(quán)的交接,庫區(qū)周邊已搬遷戶農(nóng)田復(fù)耕問題嚴(yán)重。據(jù)介紹,云龍水庫農(nóng)村移民搬遷結(jié)束后,留在庫區(qū)的農(nóng)田約有 666.7hm2。由于這片土地相對平坦、肥沃,祿勸縣云龍鄉(xiāng)擁慶、金烏、聯(lián)合、新合、云利村委會,撒營盤鎮(zhèn)幸丘村委會,團(tuán)街鄉(xiāng)馬初村委會以及武定縣插甸鄉(xiāng)水城村委會、發(fā)窩鄉(xiāng)中村、阿期村委會的部分農(nóng)戶陸續(xù)開始搬遷到這些土地上開展種植、養(yǎng)殖業(yè)。起初是試探性的,由于管理不嚴(yán),2005年至今,開始有規(guī)模的搬遷。有的搭建臨時(shí)房屋,有的已開始建永久住房。據(jù)掌鳩河公安分局初步統(tǒng)計(jì),目前到庫周違規(guī)從事種養(yǎng)業(yè)的農(nóng)民有134戶,402人。其中,最近的距離水面不足 20m,每天的生產(chǎn)、生活污水,糞便,垃圾直接排入水庫,并在水庫邊上放養(yǎng)畜禽,給水庫造成嚴(yán)重污染。庫區(qū)周邊農(nóng)田中的化肥、農(nóng)藥在雨季時(shí)通過徑流形式直接進(jìn)入水庫。

3.4 水源保護(hù)區(qū)跨區(qū)域管理問題

云龍水庫水源保護(hù)區(qū)在行政上涉及 2個(gè)州市,即昆明市的祿勸縣和楚雄州的武定縣。云龍水庫水源區(qū)保護(hù)范圍有 89km2屬楚雄州武定縣插甸鄉(xiāng)的 3個(gè)村委會。這 89km2的云龍水庫徑流區(qū)的污染控制問題對云龍水庫水質(zhì)影響很大,同一水源保護(hù)區(qū)分屬不同行政區(qū),增加了監(jiān)管與保護(hù)的難度。

4 對策措施

4.1 進(jìn)一步延伸保護(hù)治理的范圍

建議把雙化水庫、金烏小河流域納入一級保護(hù)區(qū),采取移民搬遷政策使水庫一級區(qū)成為無人區(qū),徹底消除臨水區(qū)域污染隱患。

4.2 興建污水處理廠和垃圾處理場

為確保云龍水庫水源核心區(qū)得到有效保護(hù),對保護(hù)區(qū)內(nèi)最大的 2個(gè)集鎮(zhèn)撒營盤和云龍應(yīng)實(shí)行河道植樹造林,全面禁種、禁養(yǎng)等措施。針對撒營盤鎮(zhèn)和云龍鄉(xiāng)的垃圾和污水處理問題,政府已計(jì)劃興建污水處理廠和垃圾處理場。據(jù)了解,建成的撒營盤污水處理廠日處理污水 2000m3,垃圾處理場日處理垃圾 30t,而云龍鄉(xiāng)因?yàn)槿丝谏?所以垃圾和污水的處理能力相對比撒營盤小一些。這樣將基本解決 2大集鎮(zhèn)對云龍水庫水源污染的問題。

4.3 移民安置問題

政府應(yīng)對水庫的移民安置制定好相關(guān)政策,包括:資金補(bǔ)償、勞動就業(yè)、居住安置、子女上學(xué)、醫(yī)療保險(xiǎn)、養(yǎng)老保險(xiǎn)等問題,切實(shí)做好移民安置工作。同時(shí)庫區(qū)周邊農(nóng)田的土地使用權(quán)全部收歸國家,加強(qiáng)管理,加大處罰力度,避免搬遷農(nóng)戶回遷復(fù)種現(xiàn)象的發(fā)生。對云龍水庫一級保護(hù)區(qū)按照一級區(qū)為無人區(qū)、封閉保護(hù)的原則進(jìn)行管理。

4.4 建立云龍水庫水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)

對云龍水庫建立水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng),在 3條主要入庫口設(shè)置水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備,及時(shí)掌握水質(zhì)變化情況。

4.5 調(diào)整水源保護(hù)區(qū)的行政區(qū)化問題

昆明市政府已向有關(guān)部門反映,建議將保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)涉及武定縣行政轄區(qū)的 89km2匯水面積劃入水源區(qū)保護(hù)范圍,劃歸祿勸縣政府管轄。但行政區(qū)劃的調(diào)整要由省政府報(bào)國務(wù)院批準(zhǔn)。在批準(zhǔn)前省政府應(yīng)采取一定的過渡措施,協(xié)調(diào)兩地政府對云龍水庫統(tǒng)一管理,以保證水源區(qū)的保護(hù)工作順利進(jìn)行。

[1]王旭鳳 .云龍水庫環(huán)境現(xiàn)狀和環(huán)境保護(hù)問題的探討 [J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊,2008,27(增刊).

Countermeasures and Origin Analysis of Nitrogen and Phosphorus Pollution of Yunlong Reservoir

N I Yan
(Kunming Environmental Monitoring Center,Kunming Yunnan 650228 China)

The changes and sources of nitrogen and phosphorus pollution of Yunlong reservoir are analyzed based on recent water quality monitoring results.Counter measures on prevention and controlling water pollution are put forward.

total nitrogen;total phosphorus;water quality pollution;origin;counter measure;Yunlong reservoir

X52

A

1673-9655(2010)02-0045-04

2009-12-04