岳城水库水环境安全分析

□曹瑞仙 □崔花瑞（河南省安阳水文水资源勘测局）□张延平（安阳市水利局）

1.水库水量及安全评价

岳城水库位于河北省磁县和河南省安阳县交界处，是漳河流域的主要调控工程，该水库1959年动工兴建，1960年拦洪，1961年8月3日落闸蓄水，1970年全部建成。1962-2000年供水总量（39年）149.69亿m3，其中农业用水138.54亿m3，工业及生活用水11.15亿m3。

岳城水库是拦截清漳河、浊漳河汇合后的漳河水，清漳河、浊漳河均发源于山西省，于河北省涉县合漳村与清漳河汇合后称漳河，进观台镇出谷注入岳城水库。

岳城水库的基本功能是拦蓄洪水、降低洪峰流量、解除下游地区水患。经过多年的建设，逐步形成了以防洪灌溉为主，兼顾发电和水产养殖等综合性大型水利枢纽工程，岳城水库每年向民有渠等大型灌区提供水源，灌溉面积16万hm2。20世纪80年代以来，由于城市用水量增加，水库增加了城市供水任务，先后向河南省安阳市和河北省邯郸市提供饮用水。

饮用水水源地水量安全状况评价主要针对水源地的水资源状况，即来水状况进行评价。岳城水库枯水年来水量保证率为95%，水量安全评价指数为2。

2.水库水质及富营养化特征分析

2.1 水质及富营养化概况

岳城水库年均降水量606 mm，淤积库容占总库容的12%，土地利用现状调查面积3.67 km2，其中坡耕地3.15 km2，平原地0.04km2，荒坡荒山 0.48km2。

生活垃圾和建筑垃圾：沿库区周边有16个村庄，对水库污染的隐患有：一是在水库周围搞养殖；二是在水库洗衣服洗澡；三是在水库周围乱倒垃圾，各个村庄对生活和建筑垃圾都没有集中和固定的地方堆放，没有对垃圾进行有效处理。

农田施肥和使用农药：库区周边的有效耕地面积约有0.13万亩hm2，农药化肥的残留物受到雨水的冲刷流入水库，对水库水质造成污染。水库周边的大部分村镇基本都有企业，这些企业基本都没有污水处理系统，其废水直接或间接排入水库。

上游河道流域污染情况：漳河河段是从岳城水库入库口至涉县合漳乡，约50 km，居民的生活垃圾、农田的化肥及农药的残留物，随着雨季的来临这些残留物和山洪一起沿河道进入水库。在漳河沿岸的工业污染，都集中在冶子大桥上游约5km以内的漳河两岸，有焦化厂、煤厂和石灰厂等。

岳城水库于1970年全部建成后，成为安阳市和邯郸市的主要饮用水水源地。近年来，由于国家相关部门加大了对面源污染的控制力度，加强对饮用水水源地周边生态环境的保护，使得岳城水库的pH值下降、高锰酸盐指数下降、总氮逐步下降（表1）。

表1 水库主要水质参数年际变化表

岳城水库的营养状态为中度-富营养，从2009年开始，水库的营养指数有所下降，处于中度营养状况。这主要是由于总氮、总磷的浓度有了明显的下降，面源污染得到了有效控制。岳城水库水体的富营养化程度主要取决于入库河流污染物浓度和负荷量的大小，根据影响岳城水库富营养化的指数2001-2010年变化分析，2004年最大，2010年最小（表2）。

表2 水库富营养状态主要指标比较表

2.2 水库富营养化因子关系分析

为了解岳城水库水质富营养化因子的相互关系，则以营养指数为参照，分析主要水质指标与营养指数的相关关系，从而分析各主要水质指标对岳城水库富营养化的影响（图1）。平均值为2008-2010年3年平均值为据。

图1 岳城水库2008-2010年营养指数月变化过程图

2.2.1 氮磷对岳城水库富营养化的影响

营养指数与氮∶TN是无机氮和有机氮的总和，包含了各类氮形态；2001～2010年10年的年均值分别为4.2125 mg/L、3.4170 mg/L、3.2550 mg/L、5.1325 mg/L、4.4800 mg/L、4.6550 g/L、3.4950 mg/L、3.3525 mg/L、2.1650 mg/L 和 2.6675 mg/L，TN 年际变化趋势明显，在2005年出现最高值后，其浓度逐渐降低。TN年内变化趋势较为明显，TN浓度冬季较低，夏季为全年最高。TN水平除受无机氮的影响外，还与水库水体中的有机氮含量有密切关系，TN与营养指数在年内的变化趋势基本相同。

氨氮：岳城水库NH3-N2008-2010年3年的年均值分别为0.0348 mg/L、0.0755 mg/L 和 0.1567 mg/L，NH3-N 浓度逐年升高。并且其年内变化趋势并不明显，夏季略高。NH3-N的这种变化特点可能是由于藻类的死亡、分解，氨在沉积物中的积累，特别是上游来水的影响所致，此外，沉积物的NH3-N释放可能也是一个重要的原因。

营养指数与磷：岳城水库的TP存在明显的年际变化规律，2008-2010年3年的TP浓度年均值分别为0.0325 mg/L、0.02 mg/L和0.0141mg/L，这3年TP浓度逐年下降，；TP浓度年内变化较为明显，冬季较低，春季缓慢上升，夏季为全年最高。春季由于冰雪融化及藻类开始繁殖，水体TP浓度有所上升，而此时，漳河来水中TP浓度亦较夏季为低，故TP浓度上升幅度不大。夏季，由于暴雨径流汇水进入水库，入库河流流量增大，同时，随着水温增高以及良好的光照条件等，藻类及生物体迅速繁殖，外源的输入及磷在生物体内的累积使TP浓度在夏季达到峰值。而秋季，则由于低TP浓度的引滦水不断输入及水库向天津输水而发生的库水交换，以及藻类生长速度明显减缓和藻类种属生长的季节交替等原因，TP浓度逐渐降低。TN与营养指数在年内的变化趋势基本相同。

2.2.2 CODMn对岳城水库富营养化的影响

以2001-2010年10年间CODMn数据为基础，其最小值与最大值分别为1.80mg/L和2.60mg/L，其中5-10月份的值比较高，这是由于该时期水库藻类大量繁殖，藻类光合作用及呼吸作用产生大量的耗氧有机物，使水体的CODMn明显增高。

2.2.3 温度对岳城水库富营养化的影响

以岳城水库2001-2010年10年间Tw数据为基础，最高为8月的28.3℃，最低为2月的3.0℃，多年平均值为16.78℃，而藻类生长的最佳水温为20～30℃，因此Tw可能是岳城水库藻类生长的限制性因子。

2.2.4 溶解氧对岳城水库富营养化的影响

DO浓度的季节性变化主要与水温变化有关，DO和Tw的年内变化趋势形成明显的反差，在夏季和冬季尤为明显，DO含量随Tw降低而增高，随Tw升高而降低。

水温和光照等条件为藻类生长提供了良好的繁殖条件，光合作用使表层水体DO呈过饱和状态，然而，夏季不仅藻类生长快，其新陈代谢作用也加速，死亡的藻类残骸沉入水体下层并发生腐烂、分解等耗氧作用。同时由于表层Tw高于底层Tw，因而水体难以发生对流交换，从而造成水库水体在夏季的底部缺氧。

3.结论及建议

3.1 结论∶对岳城水库的水质及富营养化特征进行了统计分析，并从自然原因、人为原因等方面分析了水库富营养化程度较高的原因，水源地保护区人为干扰大、污染负荷高等原因是造成水库水环境安全问题的主要影响因子，主要污染物是氮磷等营养盐，主要污染源为化肥使用。

3.2 建议∶建设水源地保护区保护工程，拦截污染物直接进入水源保护区。保护工程中的人工湿地和防护林可通过承包、出租、利润共享等方式运作，以减少建设和管理费用。对水土流失严重的小流域进行综合整治，水保林、坑塘堰坝、淤地坝和荒山荒岗都可采用承包、租赁、拍卖等方式，国家补贴，个人出资，利润共享。结合新农村建设和城镇化建设，先期在上游一些大的乡镇建设小型污水净化厂和垃圾集中处理场。在一些大的自然村进行沼气池建设和牲畜圈改造，逐步禁止高毒、高残留农药化肥的销售和使用。

总之，保护水环境安全要从全局出发，研究措施水量分配，统筹协调好生产、生活、生态用水关系，实行用水总量控制和定额管理，提高用水效率全面建设节水型社会；为促进经济社会可持续发展和构建和谐社会提供高效、公平、可持续的供水和水资源管理机制。