云龙水库氮、磷污染原因分析及对策措施

倪 燕

(昆明市环境监测中心,云南昆明 650228)

云龙水库氮、磷污染原因分析及对策措施

倪 燕

(昆明市环境监测中心,云南昆明 650228)

依据云龙水库库区和入库河道水质现状监测结果,对造成云龙水库污染的总磷、总氮的变化情况和污染来源构成进行了初步分析,并提出预防控制污染的对策措施。

总磷;总氮;水质污染;云龙水库;原因;对策措施

昆明市是云南省的政治、经济、文化中心,也是全国 14个严重缺水的城市之一,以前作为城市主要饮用水源之一的滇池水质已经受到了严重污染,现已基本丧失了饮用水供水功能。昆明市供水水源主要是松华坝水库、红坡水库、自卫村水库、柴河水库、大河水库、宝象河水库以及海源寺和白龙潭等,根据需水预测,昆明主城区 2010年水平年缺水 2.0亿 m3,2020年水平年缺水 2.76亿 m3,几个饮用水源供水量已不能满足昆明市的供水需求。为缓解昆明城市水资源缺乏的问题,1998年 4月经国家发展计划委员会审批同意,投资 35亿元,建设跨流域国家重点项目——昆明掌鸠河引水工程,其水源地云龙水库建成后将作为城市供水水源的专用水库,成为昆明市的第二供水水源。云龙水库的蓄水情况良好,目前水库已有 3.6亿m3蓄水,近期原水水质经检测仍保持在《地表水环境质量标准》二类标准,水质在昆明几个饮用水源中是最好的。

1 云龙水库基本情况

云龙水库于 1999年开工建设,2004年 2月 5日主体大坝封顶,2004年 2月 25日,经云南省水利厅组织云龙水库下闸蓄水阶段性验收,2004年 3月 1日,下闸蓄水。云龙水库总库容达 4.84亿m3,近 3a水库平均产水量为 2.85亿 m3,可向昆明城市供水 2.2～2.5亿 m3/a,占昆明城市供水总量的 60%以上。自 2007年 3月 25日试通水至今,共向昆明城市供水 3.05亿 m3。云龙水库向昆明城市供水后,昆明每年还有大约 5000万m3的余量。

云龙水库位于禄劝县云龙乡境内,水库径流区国土面积 77000hm2,库区径流面积 745km2,总库容达 4.84亿m3,库区淹没总面积为 20.66km2,森林覆盖率达 62.2%。云龙水库饮用水水源区内有云龙水库、双化水库、螃蟹箐等大小 6个水库,有石板河、老木河、水城河 3条主要入库河流,入库河流及其支流的径流区总面积 745km2。水源区的植被覆盖率较高,达到 64.7%,区域内林地面积4.82万 hm2,其中有林地 3.2万 hm2,灌木林地1.6万 hm2。水源区在禄劝县辖区境内 656km2,武定县辖区境内 89km2。水源保护区涉及禄劝县的云龙乡、撒营盘镇、双化乡、皎西乡、马鹿塘乡、团街乡 6个乡镇的 29个村民委员会 5.4676万人和武定县插甸乡 3个村民委员会 4589人。

目前云龙水库汇水区内的经济形态主要属于农业经济,工业经济在该地区内几乎没有,也就是说没有工业点源的污染,而部分水体中水质的特征污染物是总氮、总磷、化学需氧量。说明云龙水库径流区主要污染源应该是农村生活点源及农业面源等污染源。云龙水库水源区整个保护范围内现在仍有耕地 0.68万 hm2,总人口约 6万人,其中一级保护区涉及 11个村委会 7166人,有牛 4312头、马688匹、猪 12294头、羊 7394只、家禽 29941只,保护与发展的矛盾仍较为突出。

2 云龙水库氮、磷污染状况

云龙水库水域依据其使用目的和保护目标划分为集中式生活饮用水水源地一级保护区,按GB3838-2002《地表水环境质量标准》中Ⅱ类水质标准考核。自 2007年 3月 25日云龙水库向昆明市供水后,由昆明市每月对水库进行 1次监测,采样布点 3个,监测项目 36个。监测结果表明云龙水库库区水质达到Ⅱ类水保护目标,属良好级。

2008年 9月中旬,由于天气持续晴朗高温,云龙水库水面出现大量蓝藻,立即引起昆明市市委、市政府的高度重视。根据市委、市政府的指示,昆明市监测部门对云龙水库库体及蓝藻出现的区域加密监测。

昆明市监测部门于 2008年 10月至 2009年 5月分别在云龙库区中心水域 (坝前、坝中、石板)、入库河流 (石板河、老木河、水城河)、河流入库库湾及上游双化水库设置监控点位,对水体总氮、总磷、高锰酸盐指数、叶绿素 a、水体营养程度、藻生物量进行了加密监测。云龙库区中心水域水质监测结果表明:水质总体在Ⅱ～Ⅲ类水变动,未达到其水质保护目标,综合营养状态指数范围:24.9～37.1,有 80%的营养状态类别属中营养状态,藻生物量为 10～3780万个/L,其它监测项目均达到Ⅱ类水质标准。监测结果表明影响云龙水库水质类别的污染指标主要是总氮、总磷。

2.1 云龙水库库体总磷、总氮变化情况分析

从监测数据看,库体中心水域总磷监测值在0.005～0.027mg/L波动,只有 2008年 12月上旬的总磷监测结果超过Ⅱ类水质标准 (0.025mg/L),其余监测结果都达到Ⅱ类水质标准,2009年 3月下旬以后监测结果逐步下降并趋于稳定。3条河流入库库湾的总磷监测结果基本达到Ⅱ类水质标准,只有个别数据超标。详见图 1。

从监测数据看,库体中心水域总氮监测值在0.30～0.56mg/L波动,超标率为 36.8%,与Ⅱ类水标准限值 (0.5mg/L)比较接近,说明总氮监测值的变化影响整个水库的水质类别在Ⅱ～Ⅲ类波动。石板河库湾总氮监测值在 0.32～0.72mg/L,超标率为 73.6%;老木河库湾和水城河库湾的总氮监测值均达到Ⅱ类水质标准。通过图 2可以看出云龙水库库体总氮浓度高低情况:石板河库湾 ＞中心水域 ＞老木河库湾 ＞水城河库湾;由此可见,云龙水库总氮超标主要是由于入库河流—石板河水质污染严重所造成的。

2.2 双化水库总磷、总氮变化情况分析

双化水库是石板河的源头,监测结果表明双化水库总磷为 0.014～0.052mg/L,超标率为 56.3%,2009年 2月下旬以后监测结果达到Ⅱ类水质标准,并趋于稳定,但 5月下旬又出现反弹。详见图 3。

双化水库的总氮监测值为 0.39～1.44mg/L,超标率为 81.3%,影响整个水库的水质类别在Ⅲ～Ⅳ类波动。2008年 10月上旬以后呈上升状态,2008年 12月上旬以后呈下降趋势,2009年 4月下旬以后监测结果达到Ⅱ类水质标准。详见图 4。

2.3 主要入库河流总磷、总氮变化情况分析

云龙水库上游主要入库河流有石板河、老木河、水城河,其中石板河是 3条河中水量最大的河。石板河发源于禄劝县马鹿塘乡对车村,自双化水库流出,流经双化水库发电站、途经撒营盘镇进入云龙水库,全长 55.6km,径流面积 429km2,占库区坝址以上径流面积的 57.6%。

由于云龙水库入库河流目前还未确定水功能区划,为便于进行水质评价,参照有关河道水功能保护目标及云龙库区水功能保护目标,将其保护目标暂定为Ⅱ类。另为便于进行水质比较,评价标准统一用湖库标准评价,按照 GB3838-2002《地表水质量标准》评价。

根据监测结果,云龙水库 3条入库河流的总磷浓度变化情况如下:石板河总磷的浓度范围为0.014～0.116mg/L,超标率为 43.8%;老木河总磷的浓度范围为 0.013～0.104mg/L,超标率为68.8%;水城河总磷的浓度范围为 0.013～0.090mg/L,超标率为 18.8%。通过图 5可以看出总磷的超标情况:老木河 ＞石板河 ＞水城河,2008年 11月上旬 3条河均出现最高峰值。

云龙水库 3条入库河流的总氮浓度变化情况如下:石板河总氮的浓度范围为 0.27～2.44mg/L,超标率为 56.3%;老木河总氮的浓度范围为 0.20～0.49mg/L,均达到Ⅱ类水质标准;水城河总氮的浓度范围为 0.17～0.51mg/L,超标率为 6.3%。通过图 6可以看出总氮的超标情况:石板河 ＞水城河 ＞老木河。2009年 2月上旬以后 3条入库河流的总氮浓度基本达到Ⅱ类水质标准。

通过对云龙水库 3条入库河流总磷、总氮的分析,可以看出石板河是污染最严重的河,其水量最大,对云龙水库的氮、磷污染贡献最大。

3 云龙水库氮、磷超标原因分析

3.1 双化水库氮、磷超标问题

根据对双化水库的监测结果可看出:水库的水质类别为Ⅲ～Ⅳ类,总磷、总氮超过Ⅱ类水质标准情况较为严重,作为云龙水库的源头之一,其水质的优劣直接影响着云龙水库的水质。该区域无工业源污染,主要为农村面源污染。

3.2 石板河污染来源分析

经调查及监测分析,石板河自双化水库流出后,主要汇入撒老乌小河及沿途村集镇小河及农田径流水,水质由双化水库Ⅲ类水变为Ⅳ类水,以后受沿途村落居民生活及农村面源污染,水质一直为Ⅳ类水,全程水体感观较差,混浊、微黄、有泡沫。

石板河沿途经过的人口较为集中的村镇为撒营盘镇。2007年共有 19个村委会,人口 44924人,有耕地 2796hm2,大牲畜 14767头,生猪 54325头。由于集镇没有任何污水收集与处理设施,加上落后的耕种方式及生活习惯,使得集镇周围生活污水及大量农村面源污染物通过排水沟渠或者散流进入石板河,最终流进入云龙水库。

据调查,集镇生活污水及农村面源污水的汇集水水质类别为Ⅳ类～劣Ⅴ类,主要污染物为:高锰酸盐指数 2.2～36.2mg/L,化学需氧量 25～143mg/L,氨氮 0.196～17.22mg/L,总磷 0.072～3.6mg/L。

表 1 石板河汇入污水水质结果统计 (mg/L)

3.3 农户陆续“回迁”造成的污染

在前期搬迁后退耕的农田未完成土地使用权的交接,库区周边已搬迁户农田复耕问题严重。据介绍,云龙水库农村移民搬迁结束后,留在库区的农田约有 666.7hm2。由于这片土地相对平坦、肥沃,禄劝县云龙乡拥庆、金乌、联合、新合、云利村委会,撒营盘镇幸丘村委会,团街乡马初村委会以及武定县插甸乡水城村委会、发窝乡中村、阿期村委会的部分农户陆续开始搬迁到这些土地上开展种植、养殖业。起初是试探性的,由于管理不严,2005年至今,开始有规模的搬迁。有的搭建临时房屋,有的已开始建永久住房。据掌鸠河公安分局初步统计,目前到库周违规从事种养业的农民有134户,402人。其中,最近的距离水面不足 20m,每天的生产、生活污水,粪便,垃圾直接排入水库,并在水库边上放养畜禽,给水库造成严重污染。库区周边农田中的化肥、农药在雨季时通过径流形式直接进入水库。

3.4 水源保护区跨区域管理问题

云龙水库水源保护区在行政上涉及 2个州市,即昆明市的禄劝县和楚雄州的武定县。云龙水库水源区保护范围有 89km2属楚雄州武定县插甸乡的 3个村委会。这 89km2的云龙水库径流区的污染控制问题对云龙水库水质影响很大,同一水源保护区分属不同行政区,增加了监管与保护的难度。

4 对策措施

4.1 进一步延伸保护治理的范围

建议把双化水库、金乌小河流域纳入一级保护区,采取移民搬迁政策使水库一级区成为无人区,彻底消除临水区域污染隐患。

4.2 兴建污水处理厂和垃圾处理场

为确保云龙水库水源核心区得到有效保护,对保护区内最大的 2个集镇撒营盘和云龙应实行河道植树造林,全面禁种、禁养等措施。针对撒营盘镇和云龙乡的垃圾和污水处理问题,政府已计划兴建污水处理厂和垃圾处理场。据了解,建成的撒营盘污水处理厂日处理污水 2000m3,垃圾处理场日处理垃圾 30t,而云龙乡因为人口少,所以垃圾和污水的处理能力相对比撒营盘小一些。这样将基本解决 2大集镇对云龙水库水源污染的问题。

4.3 移民安置问题

政府应对水库的移民安置制定好相关政策,包括:资金补偿、劳动就业、居住安置、子女上学、医疗保险、养老保险等问题,切实做好移民安置工作。同时库区周边农田的土地使用权全部收归国家,加强管理,加大处罚力度,避免搬迁农户回迁复种现象的发生。对云龙水库一级保护区按照一级区为无人区、封闭保护的原则进行管理。

4.4 建立云龙水库水质监测系统

对云龙水库建立水质自动监测系统,在 3条主要入库口设置水质在线监测设备,及时掌握水质变化情况。

4.5 调整水源保护区的行政区化问题

昆明市政府已向有关部门反映,建议将保护区范围内涉及武定县行政辖区的 89km2汇水面积划入水源区保护范围,划归禄劝县政府管辖。但行政区划的调整要由省政府报国务院批准。在批准前省政府应采取一定的过渡措施,协调两地政府对云龙水库统一管理,以保证水源区的保护工作顺利进行。

[1]王旭凤 .云龙水库环境现状和环境保护问题的探讨 [J].环境科学导刊,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