惠女水庫水質(zhì)受降雨及徑流影響的探討

曾廣耀

(福建惠安縣惠女菱溪陳田庫區(qū)事務(wù)所，福建 惠安 362100)

0 引 言

水庫降雨徑流污染與周圍自然狀況和降雨過程關(guān)系密切，且隨機(jī)性、偶然性、廣泛性特征明顯，污染負(fù)荷時空變化大，但當(dāng)前國內(nèi)對入庫降雨徑流影響水庫水質(zhì)的路徑及控制措施并為形成系統(tǒng)而規(guī)范的體系。文章分降雨前、降雨時及降雨后3個時期對惠女水庫水質(zhì)進(jìn)行采樣，并采用國家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行水質(zhì)分析，通過研究降雨徑流對水庫水質(zhì)的實際影響而為水庫面源污染治理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 水庫概況

惠女水庫是泉州市第二大水庫，位于洛江區(qū)馬甲鎮(zhèn)、南安市洪瀨鎮(zhèn)和洪梅鎮(zhèn)交界處，屬洛陽江大羅溪流域。集雨面積105.8km2，總庫容1.23×108m3，水庫承擔(dān)著洛江區(qū)河市鎮(zhèn)及惠安縣12個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的供水、農(nóng)業(yè)灌溉等任務(wù)，是一座集防洪、供水、灌溉、發(fā)電于一體的大(2)型水庫?；菖畮燧斔秶采w洛江區(qū)、泉港區(qū)、惠安縣、泉州臺商投資區(qū)等地。城南水廠設(shè)計供水量10×104m3/d，2014年全年總供水量1380×104m3，該廠即將向中化重油深加工項目供水。2014年惠女水庫通過湄南公司向福建煉化一體化以及泉港第三水廠和湄南水廠提供原水1674×104m3?；菖畮熳鳛榛莅渤悄纤畯S和湄洲灣南岸供水公司的供水水源，必須確保水廠供水水源水質(zhì)的可靠度。

2 水庫水樣采集

共設(shè)置9個采樣點并在降雨前3h內(nèi)進(jìn)行水樣采集，采樣點分別設(shè)置在取水口、庫中、庫東、庫北、庫西、生態(tài)保護(hù)圈、東溪、大羅溪及洛陽江等處。惠女水庫水質(zhì)采樣點設(shè)置，見圖1。其中采樣點7、8和9為徑流采樣點，采樣水深均設(shè)置在水面以下0.5m處。降雨開始后通過玻璃容器在以上采樣點二次收集取樣，徑流采樣需要待降雨產(chǎn)生徑流時開始。待降雨結(jié)束30-45min后在以上采樣點第三次取樣[1]。

圖1 惠女水庫水質(zhì)采樣點設(shè)置

將所收集到的水樣按照國家水質(zhì)監(jiān)測分析方法進(jìn)行水質(zhì)分析，具體包括氨氮、高錳酸鉀指數(shù)、硝酸鹽氮、pH值、總氮、總磷、濁度等檢測項目。

3 水庫水質(zhì)變化分析

3.1 降雨前水質(zhì)

對所采集到的降雨前的水樣進(jìn)行水質(zhì)檢測，降雨前水庫水質(zhì)檢測結(jié)果，見表1。將檢測結(jié)果和國家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較可以看出，降雨前水庫水質(zhì)各項指標(biāo)基本滿足Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)整體較好。

表1 降雨前水庫水質(zhì)檢測結(jié)果

3.2 降雨水質(zhì)

此次觀測降雨開始于2020年6月20日下午14:24分，歷時1.5h，降雨量65-80mm，對所收集到的降水進(jìn)行水質(zhì)檢測，檢測結(jié)果為：高錳酸鉀指數(shù)2.31mg/L、濁度1.24NTU、硝酸鹽氮0.95mg/L、氨氮0.69mg/L、總氮和總磷分別為2.21mg/L和0.02mg/L、pH值4.21。將此次降雨水質(zhì)觀測結(jié)果和表1中水庫各取樣點水質(zhì)檢測結(jié)果相比可以看出，降雨中的總氮是造成水庫水質(zhì)污染的主要污染物，其總氮含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出水庫水樣中總氮含量及國家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。降雨中的pH值較小，說明大氣中酸性氣體污染較為嚴(yán)重，已經(jīng)構(gòu)成酸雨。氨氮值雖然滿足標(biāo)準(zhǔn)，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出水庫水樣中氨氮含量，硝酸鹽氮含量也比水庫水樣含量高；降雨內(nèi)高錳酸鉀指數(shù)、總磷等接近水庫水質(zhì)，僅濁度比水庫原水低。

綜上不難判斷，惠女水庫降雨內(nèi)所含污染物超標(biāo)，許多污染物含量高出水庫原水含量，不僅不會稀釋水庫原水污染物含量，反而會加劇水庫水質(zhì)污染趨勢。

3.3 地表徑流水質(zhì)

降雨后地表徑流會沿溝渠、河道流入水庫，為此必須進(jìn)行地表徑流水質(zhì)檢測，對生態(tài)保護(hù)圈、東溪、大羅溪及洛陽江等取樣點水樣進(jìn)行水質(zhì)檢測。溝渠、河道地表徑流水質(zhì)檢測結(jié)果，見表2。根據(jù)水質(zhì)檢測結(jié)果，生態(tài)保護(hù)圈、東溪、大羅溪、洛陽江等入庫河流地表徑流水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，但是均高出水庫原水污染物含量；總氮、總磷及氨氮等污染物含量指標(biāo)還存在一定程度的超標(biāo)，生態(tài)保護(hù)圈氨氮超標(biāo)1.6倍，總氮超標(biāo)9.7倍；東溪總磷超標(biāo)9.4倍；大羅溪濁度達(dá)到152.1 NTU。充分表明，惠女水庫入庫溝渠、河道地表徑流也對水庫原水水質(zhì)存在嚴(yán)重污染。

表2 溝渠、河道地表徑流水質(zhì)檢測結(jié)果

3.4 降雨后水庫水質(zhì)變化

為進(jìn)行對比分析，于降雨開始后10-15min在水庫不同取水點進(jìn)行取水并檢測水質(zhì)，并于降雨結(jié)束后30-45min再次取水樣檢測[2]。降雨中及降雨后水庫水質(zhì)檢測結(jié)果，見表3。

表3 降雨中及降雨后水庫水質(zhì)檢測結(jié)果

通過對上表中惠女水庫降雨中及降雨后水質(zhì)檢測結(jié)果的比較可以看出，高錳酸鉀指數(shù)、氨氮、總氮、總磷、濁度等均存在一定程度的變化：

1)降雨過程中，水庫各采樣點水質(zhì)內(nèi)高錳酸鉀指數(shù)均呈升高趨勢，取水口、庫中、庫東、庫西、庫北取樣點水質(zhì)內(nèi)高錳酸鉀指數(shù)分別比降雨前增大了40.43%、14.29%、65.55%、58.57%、12.1%，其中水庫庫東增幅最大；降雨后各采樣點水質(zhì)內(nèi)高錳酸鉀指數(shù)略有下降，且降雨前、降雨中及降雨后水庫水質(zhì)內(nèi)高錳酸鉀指數(shù)均滿足Ⅱ類水質(zhì)要求。

2)降雨過程中水庫各取樣點水質(zhì)內(nèi)氨氮含量顯著升高，增幅分別為11.1%、42.86%、86.67%、12.5%、25%，其中庫東增幅最大；降雨結(jié)束后取樣檢測結(jié)果顯示，取水口、庫西和庫北水質(zhì)中氨氮含量增大，庫中和庫東取樣點氨氮含量降低；降雨前后雖然各取樣點氨氮含量變動趨勢不同，但均滿足Ⅱ類水質(zhì)要求。

3)降雨過程中，取水口、庫中、庫東、庫西、庫北取樣點水質(zhì)內(nèi)總氮含量與降雨前相比均呈上升趨勢，上升幅度分別為148.27%、163.22%、20.49%、132.55%、114.89%，其中，取水口、庫中、庫西、庫北等取樣點總氮含量增幅最大，且均超出地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，這也表明，降雨過程中降雨和徑流所產(chǎn)生的總氮對水庫水質(zhì)有較大程度的污染，導(dǎo)致其水質(zhì)惡化。降雨后因水庫原水的稀釋和自凈作用[3]，各取樣點總氮含量有所下降，但降幅并不大，對水質(zhì)并無實質(zhì)性改善。

4)降雨過程中，各取樣點總磷含量也呈增加趨勢，取水口、庫中、庫東、庫西、庫北取樣點水質(zhì)內(nèi)總磷增幅分別為150%、350%、800%、250%和300%，增幅較大，且水庫水質(zhì)從Ⅱ類下降至Ⅴ類。降雨后各取樣點總磷含量比降雨過程中有所下降，但仍高出降雨前含量水平，水質(zhì)總體上屬于Ⅳ類水質(zhì)。

5)降雨過程中水庫水質(zhì)濁度上升，尤其是庫東取樣點濁度從1.92NTU增大至52.1NTU，其余取樣點也均表現(xiàn)為較大幅度的升高；降雨結(jié)束后庫東水體濁度比降雨中有所下降，其余取樣點水體濁度繼續(xù)升高。

4 結(jié) 論

綜上所述，惠女水庫降雨及周邊河流、渠道所含總氮、pH值、氨氮、總磷等超標(biāo)污染物較多，對水庫水質(zhì)存在極為不利的影響。水質(zhì)檢測結(jié)果也表明，降雨過程中水庫各項污染物含量均呈大幅度升高趨勢，導(dǎo)致水質(zhì)整體從Ⅱ類降級至Ⅳ、Ⅴ類，且?guī)鞏|是受影響最大的區(qū)域，庫東取樣點水質(zhì)中各類污染物含量增幅最大。降雨結(jié)束30-45min后因水庫水體具有自凈作用，除部分取樣點總氮含量有所上升外，各類污染物濃度均呈下降趨勢，庫東水的自凈效果也最為明顯。水庫水質(zhì)在降雨和徑流的影響下發(fā)生惡化，為此，必須進(jìn)一步研究治理措施，以達(dá)到降雨期間水庫原水水質(zhì)污染治理，保證區(qū)域用水安全的目的。