新安江水库水环境主要问题及保护对策

吴志旭 兰 佳

(淳安县环境保护监测站，杭州 311700)

水库（人工湖泊）及其流域水系是淡水生态系统的重要组成部分，也是人类生产、生活和社会发展所需的重要水资源，随着周边社会经济的发展，水库所受的污染越来越严重，水环境质量日益恶化，水体富营养化进程加速[1-5]，已成为制约社会经济可持续发展的限制因素。我国是水资源短缺的国家，越来越多城市供水依赖于水库供水，在很多省份，水库成为了主要的供水水源，水库功能由防洪、发电转向供水已成为世界性的趋势[6]。我国社会经济的发展对水的需求仍在不断增加，无论水量还是水质保护，都迫切需要技术和管理方面的提高。系统的开展水库生态学和水质管理研究，全面推动我国水库水环境保护和改善工作已是当务之急。

新安江水库（千岛湖）是地处浙江西部（29°22′～29°50′N，118°34′～119°15′E）的大型深水人工湖，是1959年新安江上游拦坝建水电站后所形成，其水位108m时的水域面积为583km2，相应库容达1.78×1010m3，大坝以上控制流域面积10442 km2，其中60%位于安徽省境内，40%位于浙江省境内。新安江水库水资源量约占钱塘江流域水资源量的30%，是钱塘江的重要水源，对保障钱塘江中下游的生态安全和水体功能起着举足轻重的作用，甚至影响着长三角地区社会经济的可持续发展。近些年来，随着库区及上游流域社会经济的不断发展和资源的不合理开发利用，新安江水库库区水环境质量有所下降，富营养化程度明显加剧，局部水域出现蓝藻的某些种属（主要是鱼腥藻）异常繁殖，影响新安江水库的水质状况，导致湖水和水产品出现异味。因此对新安江水库历年的水生态环境监测资料、浮游生物群落结构及其变化及水域生态灾变事件资料进行了研究分析，以期能阐明新安江水库水环境存在的主要问题、保护关键点及下一步保护对策，为政府科学保护新安江流域水资源和预防水体营养化决策提供技术支撑和理论依据，最终有利于促进新安江水库饮用水安全保障及构建健康水域生态系统。

1.水环境主要问题

1.1 上游来水污染风险

在新安江流域中，安徽境内的流域面积占整个流域面积的60%左右，人口占到77%，入湖水量占总入湖水量的60%。安徽上游的新安江是千岛湖入湖的最大河流，全长293km，流域面积11850km2，主要涉及安徽省黄山市休宁县、徵州区、屯溪区、歙县全境、黟县一部分、祁门县少量地区和宣城市绩溪县的部分。

从长期监测数据分析，2000年以来街口断面的氮、磷浓度总体水平要低于20世纪八九十年代，但街口断面一直是库区12个监测断面中水质最差的。从2000年以来，总氮从1.09mg/L上升到2010年的1.11 mg/L、总磷从0.018 mg/L上升到2010年的0.026 mg/L、叶绿素a从2000年的0.0082 mg/L上升到0.0169 mg/L、高锰酸盐指数从2000年的1.63 mg/L上升到1.89 mg/L，水质呈明显的下降趋势。另根据《黄山市化工行业2009～2013年安全发展规划报告》内容，黄山市将建设3.89km2的精细化工园区，并着力打造全国最大的固体环氧树脂生产基地。新安江水库面临上游来水中有机物污染风险正在加大，这将对以饮用水为主导功能的千岛湖水质安全构成重大潜在危胁。

1.2 藻类生物量增长过快，营养程度加重

水库富营养化问题在我国变得越来越普遍， 2009年10月17日我国著名鱼类学专家曹文宣院士在“全国水库养鱼技术问题与发展交流研讨会”上指出，我国53%的水库水质处于中度富营养化状态。新安江水库目前存在的突出问题也是富营养化，藻类生物量增长过快。

1992～1993年全湖平均浮游植物密度为45.05×104cells/L；1998年全湖平均浮游植物密度为108.51×104cells/L；2010年达到1152.50×104cells/L，同1992年相比藻类密度上升了25倍。根据新丰江水库相关研究[7]，2004年新丰江水库平均浮游植物密度为41.4×104cells/L，同期新安江水库浮游植物密度已经达到290.4×104cells/L。从营养水平看，2006年以前，千岛湖的营养水平为贫营养，但2006年以后一直处在中营养，且浮游植物密度、初级生产力水平和营养状态指数均呈现逐年上升的趋势。

1.3 生态系统脆弱，局部区域藻类异常频发

新安江水库成库时间仅50年，水库生态系统不是很健壮，特别是近年来局部水域频发藻类异常增殖事件。继1998年、1999年发生大范围的鱼腥藻异常增殖，其后在2004～2005年威坪库湾出现曲壳藻异常增殖，2007年在坪山水域出现水华束丝藻异常增殖，2009年安阳水域出现曲壳藻异常增殖，2010年发生较大范围的鱼腥藻异常增殖。从对发生藻类异常增殖区域的水质跟踪监测结果看，这些区域的水质并没有出现急剧恶化，但藻类却大量繁殖。因此，藻类异常增殖不是水质的问题，而是典型的水域生态问题。对饮用水功能越来越来突显的新安江水库，一旦发生产毒蓝藻增殖，将给水环境带来严重影响。

1.4 渔业生产的问题

新安江水库的渔业生产主要有网箱养殖和大水面养殖（保水渔业）两种形式。根据《淳安县“十二五”渔业发展规划（2011～2015）》内容，“十二五”期间新安江水库还将保留33.3hm2网箱养殖。在大库渔业方面，“十二五”期间将年投放12尾/kg以内的大规格鲢、鳙鱼种6×105kg以上，投放鱼种比例为鲢鱼50%，鳙鱼48%，草鱼、青鱼为2%。无论经典和非经典生物操纵理论的共同之处都肯定上行效应，也就是说控制营养盐输入是水库水质治本之策。对新安江水库而言，从水质保护而非渔业经济的角度上，除了尽可能控制面源污染和污水入湖外，投饵性网箱养殖必须取缔，特别是如投饵量非常大的鲟鱼、鮰鱼养殖。大库的“保水渔业”的理论基础是非经典生物操纵，中国科学院水生生物研究所谢平博士和刘健康院士在《鲢、鳙与藻类水华控制》一书中明确提出“…… 经典的生物操纵在那些营养盐富集不多、藻类由小型种类组成的湖泊中也许会有效，而在那些藻类趋向大型、有时浮游动物又为小型的超富营养湖泊中则可能难以奏效”、“非经典生物操纵的核心目标定位在控制蓝藻水华……”。因此，利用鲢、鳙控制藻类的非经典生物操纵理论相对更适用于有蓝藻水华的超富营养湖泊，也就是在水体浮游植物高存量的情况下非经典理论更加有效。新安江水库的水质目前介于贫营养向中营养过渡阶段，水体浮游植物的生物量还不很高，这就给以水质为目标的渔业管理提出了新的挑战。

2.保护关键点

2.1 有效控制流域污染

控制新安江水库富营养化的关键是下行效应和上行效应的协同作用，上行效应也即控制营养盐输入水平。对于换水周期相对较短的新安江水库而言，流域外源输入对水库水质起着决定性的作用。在新安江流域中，安徽省境内面积占整个流域面积的60%左右，因此新安江水库水质的好坏在很大程度上取决于安徽上游来水的好坏。其次，浙江境内流域上的土地利用变化、开发对新安江水库水质的影响也不容忽视。尽管浙江境内占新安江全流域的40%，但是由于面源污染的入库路径短，同样的面源污染对水库水质的影响会大于安徽的面源污染。近年来淳安境内的流域开发也呈不断增大的趋势。建设用地、旅游面积不断扩大。尤其是临湖面茶园、果园的开发，对于水库水质影响更大。

2.2 控制藻类生物量，降低初级生产力

新安江水库水质问题中受公众最关注的是水体透明度下降，根据数据分析，影响新安江水库水体透明度的主要因素是浮游植物的生物量。因此，控制浮游植物生物量已成为解决千新安江水库水环境问题的核心。水库中浮游植物生物量受制于水体营养盐浓度（上行效应）和鱼类、浮游动物牧食（下行效应）的双重控制。上行和下行力量共同控制浮游植物生物量的观点已被广泛接受。因此，要控制新安江水库水体浮游植物生物量就必须控制氮、磷等营养盐向水库的输入，同时要通过鱼类结构调整等食物网调控技术进一步压制浮游植物的过度生长。

2.3 减少藻类异常增殖影响

2007年太湖发生蓝藻水华，最终导致无锡贡湖水厂发生水污染事件，一时间人们谈藻色变，巨大的舆论压力和社会抱怨，使人们忽然感受到藻类爆发的后果是如此恐怖。新安江水库近些年来局部水域还是出现藻类异常增殖现象，随着千岛湖知名度和关注度不断上升，面临的舆论和社会的压力是空前的。实际上需要用新的科学视野去客观看待藻类异常这一问题。藻类动态变化是生态系统对环境变化的正常响应，藻类异常增殖是生态系统启动的一种自我修复过程，藻类的生长繁殖过程将消耗水体中的大量营养物质，是最有效的移出已输入营养盐的途径。因此，出现藻类的异常增殖并非一定是坏事，只要不出现产毒、产异味的蓝藻，如一些硅藻短期的异常，可能会带来水色上的一些不悦，并不会造成生态安全方面重大风险，但如果发生产藻毒素和藻源异味异嗅物质的有害藻类水华（HAB）则需另当别论。

2.4 确定科学合理养鱼模式

鱼与水体水质的关系是个争议极大的议题。争议的根源在于水体食物链的复杂性以及由此而产生的不同水库生态响应。水库的流域不同、气候不同、形态不同、水文过程不同、水质本底不同、食物网结构不同、管理方式不同，渔业生产与水质的状况就不同。千岛湖网箱养鱼中投放的人工饵料和养殖渔业的排泄等代谢产物会大大增加水库的氮、磷等营养盐浓度，对水库的水质恶化贡献很大。因此，投饵网箱养殖必须坚决取缔，但实际上按照《淳安县“十二五”渔业发展规划（2011～2015）》内容，投饵网箱（鲟鱼、鮰鱼）还将各自保留60亩。具有“保水”功效的千岛湖鲢、鳙鱼养殖模式运行也有近20年，其鲢、鳙鱼放养模式依据的是超富营养的武汉东湖放养量的1/7、库容不足1亿立方的东周水库放养量的十1/10推断而来，正确与否，也有待科学论证。鲢、鳙投放比例，在淳安县“十二五”渔业发展规划中虽优化调整为5∶5，但与比较合理的6∶4或7∶3的结构还有很大差距，同时由需要产生渔业效益的新安江开发总公司负责鲢鱼、鳙鱼投放比例控制，显然存在制度设计上的缺陷。

3.保护对策

3.1 管理层面

新安江水库水环境发展到目前这个现状，保护目标仅仅考虑水质是不够的，因为Ⅰ-Ⅱ类水体一样可以发生藻华生态灾害事件，其保护目标应上升为保持新安江水库水域生态系统健康安全。水库的功能也由过去的发电、防洪、航运、养殖为主，演变成饮用水源地、防洪、休闲旅游和调节性发电，随着“千岛湖引水工程”的启动，饮用水将是其主要功能。

3.1.1 建立流域综合管理机构

现有的流域管理多采取分散管理，不同的资源类型隶属不同的业务部门管理，完整的生态环境被划分给不同的行政辖区管理，因此造成流域管理职能与权限的脱节，并割裂了流域内水文特征、生态系统固有的完整性。新安江流域涉及浙江和安徽两个省，管理部门有环保、水利、渔业、旅游、建设、华东电网等等，新安江水库保护的问题首先是个流域保护的问题。应建立统一的流域水资源和水环境管理机构，将治理、开发与保护作为一个完整的系统，统一协调管理。

3.1.2 编制流域保护规划

随着上游安徽和浙江境内淳安的社会经济的发展，跨省的新安江水库水环境的保护必须要通过流域规划来约束，要在流域规划中确立流域发展分区、明确禁止开发区、保护性开发区、旅游开发区的范围，明确流域发展行业准入条件。

3.1.3 颁布一部法规

对新安江水库这样一个目前环境仍处于优良状态的大型湖泊，生态保育比污染治理更有意义，也更能见效，这时法规就很重要了。要建立一部一定层面上的新安江水库保护条例，并在这部法规中明确新安江水库的保护目标、功能定位及对地方政府发展的约束内容。

3.2 技术层面

3.2.1 加强磷元素控制

目前新安江水库水体TP浓度水平在0.01～0.02 mg/L，从水质管理角度考虑，Ⅱ类和Ⅲ类水质TP分界浓度为0.025 mg/L，如果新安江水库TP浓度超出0.025 mg/L，其将无法满足水环境功能区要求。另外从富营养化防治角度考虑，要促进生物生长，各种必需因子缺一不可。然而，要限制生物生长，必需因子控一即可。对于藻类生长而言，N、P均为必需生源要素，二者控一即可控制富营养化。由于自然界氮循环的复杂性，目前新安江水库TP平均浓度在0.8～0.9 mg/L，根据OECD的要求[8]TN要控制在0.2mg/L以下，TP在0.02mg/L以下，TN已经很难降到该水平，TP处在控制浓度附近。因此，新安江水库富营养化治理应优先控磷。

3.2.2 科学认识鲢、鳙鱼控藻问题

基于上下行效应理论，近些年来能过食物网调控控制藻类已成为湖沼学研究的热点，基本上形成“经典生物操纵”和“非经典生物操纵”两种方法，实际上两种生物操纵方法都有成功和失败的案例，其复杂性和争议性超乎人们的想象。

鲢、鳙鱼控藻适用在富营养化湖泊且需要控制大型丝状蓝藻水华，对营养水平不高，小型藻类占优势的湖泊，浮游动物可能有更多的机会控制藻类。新安江水库采用鲢、鳙鱼控藻的“保水渔业”还有很多科学问题需要论证解决。

3.2.3 重视和加强基础科学研究

如果我们在理性的思维中将科学技术作为新安江水库水环境保护的基石，那么，对于新安江水库而言，这个基石还需要进一步夯实。我们现在遇到的问题之所以众说纷纭，关键在于决策的科学技术依据仍然不足，我们的基础研究和技术研究都还不能全面、完整、及时地为重大决策提供扎扎实实的支撑。因此，保护新安江水库水环境的历史性任务既是经济建设和社会发展的需求，也是科技进步的需求。

目前，新安江水库很多研究关注点还集中在水质理化指标演变，而对生态系统演变研究十分薄弱，建议未来重点在以下领域进行深入研究：一是由于气候变化对水资源、水环境造成很大影响，因此研究气候变化下水库生态系统演变规律和发展趋势的影响具有重要意义，并开展水库生态安全评估。二是水利工程可通过调节湖库生态水位、减少水库泥沙淤积及降低水库发生水质恶化和富营养化风险。因此，通过研究水利调度导致水位调整对区域水动力学条件、营养物输送过程的影响及评价水利调对水库重要环境因子和生态系统影响作用具有重要意义。三是研究渔业养殖对水环境的影响，特别是鲢、鳙鱼大面积养殖对水库生态系统的影响作用。四是研究流域入湖氮磷通量，筛选面源上输入途径，并研究相应的治理、截断技术。

3.3 工程建设层面

3.3.1 建立藻类预警监测系统

新安江水库整体水质优异，但从在生态系统方面，发生藻类异常增殖的风险一直存在，如何减轻藻类异常影响将是下一步现实需要。新安江水库水面583 km2，采用人工巡查基本不现实，要充分运用自动监测仪器的趋势分析和预警功能，通过在不同湖区布设8～10 个浮标站，配置能反映藻类异常的监测指标，如pH 值、溶解氧、叶绿素，最终通过系统集成到一个预警监测平台，实现实时自动预报新安江水库各湖区藻类生长情况。

3.3.2 改进自来水厂制水工艺

藻类爆发除影响水域生生态系统外，影响最大是对老百姓饮用水安全产生威胁，如果发生产毒蓝藻水华，就出现藻毒素污染问题，自来水厂需要在去除藻毒素方面准备一些工程建设。一是在藻类暴发时深层取水，取温跃层以下的水，减少藻类影响；二是需要在制水工艺中贮备去除藻藻毒素的应急工程，如增加气浮池、活性碳粉末投放系统及膜处理工程等等。

[1].刘健康.东湖生态与研究(二)[M].北京: 科学出版社, 1995.

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[3].舒金华, 黄文钰.中国湖泊营养类型的分类研究[J].湖泊科学, 1996, 8(3):193-200.

[4].王苏民, 窦鸿身.中国湖泊志[M].北京: 科学出版社, 1998.

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[6].韩博平.中国水库生态学研究的回顾与展望[J].湖泊科学, 2010, 22(2): 151-160.

[7].胡韧, 雷腊梅, 韩博平等.南亚热带贫营养水库浮游植物群落结构与季节变化——以新丰江水库为例[J].生态学报, 2008, 28(10): 4652-4664.

[8].世界经济合作与发展组织.水体富营养化监测、评价与防治[M].北京: 中国环境科学出版社, 1989.