前置库技术在西丽水库面源污染治理中的应用

邵年华

摘 要：前置库水生态修复技术对面源污染处理及水质改善具有良好的效果。文章通过对西丽水库存在问题的介绍，着重论述了前置库技术在西丽水库的建设情况和运行效果。根据分析认为前置库的实施对上游垃圾的控制、水体有机物的处理以及区域水环境的改善起到积极作用，可在其他水库推广使用。

关键词：西丽水库 前置库 水质 面源污染

1.基本情况

西丽水库位于深圳南山区大沙河上游，集雨面积29km2，总库容3412万m3，正常蓄水位为29.59m。西丽水库建于1960年，原設计以农业灌溉为主。随着深圳市社会经济的发展，城市供水问题日益严重，成为以防洪、供水为主的水库。为满足城市生产生活用水要求，深圳市投资兴建了东江引水工程，西丽水库成为深圳供水网络干线上重要的转供水水库，每天约有80-100万m3的东江水引入西丽水库，供给南山、宝安两区市民饮用，其水质的好坏也直接影响到深圳西部几百万人民的生命安全。

2.水库污染现状

2.1雨污混流入库污染

西丽水库有四条入库河流：白芒河、麻磡河（包括王京坑河）、大磡河以及田厦河，分别流经白芒村、麻磡村、王京坑村和大磡村。污染以点源为主，旱、雨季管道内污水常流，河水水质比较差，其中白芒河、麻磡河（包括王京坑河）、大磡河流经建成区面积大，污染严重；田厦河主要为面源污染，水体浑浊。随着上游各村居民的增多，该区域污水管网无法满足排污需要，部分污水通过截污进入污水管网，其他污水进入人工快渗系统，但处理后的水仅为一级A标准，仍无法满足直接入库标准。

2.2面源污染入库污染

西丽水库流域整体表现出城市面源和农业面源并存、垃圾堆放较多、水土流失严重等特点。其中白芒河、大磡河流域面源较其它流域更为严重，主要原因为这些河流两旁人为活动强烈，垃圾堆放过多，导致面源污染严重。王京坑河与田厦河，其土地利用方式以果园为主，农业面源在面源污染中占主导地位，其次还有库区外来人口在库边活动、水土流失、鱼塘排水等。

3.前置库实施的必要性

前置库的原理是在水库上游入库河口附近建设拦水堤坝，即小型水库，将上游来水拦截在小型水库内，通过延缓水利停留时间，将水体中所含的泥沙和营养盐等悬浮物进行沉淀，并利用小型水库内种植的水生植物对水体中的营养盐进行进一步的吸收、净化处理，达到处理面源污染，改善水质的效果。前置库是通过物理、化学和生物等方式处理水质，且具有结构简单、施工方便、资金投入少、运行管理成本低等特点，已在国内外取得了较好的运行效果，是值得推广的处理面源污染的生态修复技术。

4.前置库的实施

西丽水库前置库于2016年10建成并投入使用，根据水库周边特点，共建设有白芒河前置库、田厦河前置库、麻磡大磡河前置库、沙河西路库区段突发事件处置工程及西丽湖度假村环库污染治理工程等五个区域，面积约65万m2，总投资1.38亿元。在日常运行中，前置库关闭截流闸，将上游河道来水及周边面源污染引入前置库的稳定塘、沉淀区及漫流区，通过沉淀及水生植物的吸附、降解处理，达到净化水质的效果。当上游河道出现洪水或突发事件，前置库开启截流闸，来水直接入库。

前置库的核心内容为水生植物，水生植物决定着前置库净化水质、处理面源污染的效果。白芒、田厦、麻磡大磡河前置库水生植物配置情况如下：

（1）白芒河前置库：白芒河前置库沉淀区水深平均约1m，主要种植芦苇。稳定塘水深在1.5m-2.5m之间区域，配置植物以挺水植物菖蒲为主。

（2）田厦河前置库：田厦河前置库沉淀区水深在0.4-1.84m之间区域，此区域植物配置为风车草等挺水植物；稳定塘水深0m-1.9m区域，植物配置为以芦苇等挺水植物为主，部分无水区种植水松等乔木。

（3）麻磡大磡河前置库：麻磡大磡河前置库面积较大，地势较为平坦，平均水深在1m左右，面源污染汇集区域种植水葱、风车草、菖蒲、香蒲、花叶芦竹等对N、P去除效果较好的挺水植物。

5.前置库实施效果

5.1污染物的收集

西丽水库前置库上游有白芒、麻磡、大磡等自然村，人口密集，建筑物集中。暴雨期间，各村及附近山林的大量垃圾等污染物随洪水进入河道，汇入前置库，前置库的截流闸、拦污栅及水生植物可对洪水带来的污染物进行有效拦截，将垃圾集中在一定区域内，可为垃圾的及时清理提供便利，并防止大量污染物直接进入西丽水库，减轻对水库水质的污染程度。5.2面源污染治理

根据2017年三个前置库进出水水质监测结果分析，前置库对氨氮、总磷等净化效果较好。白芒河前置库进水氨氮、总磷年均值分别为3.57mg/L、0.77mg/L，对应出水年均值为1.47mg/L、0.3mg/L，削减率分别为59%和61%。田厦河前置库进水氨氮、总磷年均值分别为5.81mg/L、1.09mg/L，对应出水年均值为2.37mg/L、0.72mg/L，削减率分别为60%和34%。麻磡大磡河前置库进水氨氮、总磷年均值分别为11.38mg/L、1.24mg/L，对应出水年均值为1.27mg/L、0.19mg/L，削减率分别为83%和97%。通过数据对比，西丽水库前置库对上游来水所含的氨氮、总磷等有机污染物有较强的处理效果，对控制面源污染起到积极作用。

5.3水环境改善

前置库在实施前，西丽水库上游入库河口附近多为淤泥、垃圾、腐烂植物等淤积物，周边植物主要为桉树、杂草，水环境较差，且淤积物难以有效清理。通过前置库的实施，对河口区域进行了整体规划，彻底清理淤积物，将下游河道疏通顺畅，建立多个稳定塘，并对整个区域的植物进行了合理搭配与种植。经过一年的运行，整个前置库库面整洁干净，水生植物郁郁葱葱，所有乔木枝繁叶茂，整个水环境得到极大改善，并逐渐成为大量鱼类、鸟类生活的栖息地，现已初步形成自然条件良好的区域生态系统。

6.结论

本文叙述了前置库的概念和运行机制，根据西丽水库上游存在的问题，介绍了前置库水生态修复技术在西丽水库的应用情况，并得到结论如下：

（1）前置库水生态修复技术具有结构简单、施工方便、资金投入少、运行管理成本低等特点，适合在水库及河道附近建设和运行。

（2）前置库的实施能够控制上游垃圾入库，减轻对下游水库的污染程度。特别是对水体的氨氮、总磷等有机物具有较好的处理效果，达到水质改善的效果，虽然处理后还无法达到地表三类水标准，但对比进水水质，已进行了较大幅度的削减，并接近地表三类水标准。同时，前置库的建设可以对水库周边的生态系统进行修复，极大地改善区域水环境。

（3）前置库在确保正常运行，发挥其净化水质，控制面源污染作用的同时，应做好水生植物的维护。前置库中水生植物是前置库能够发挥效益的核心内容，因根据前置库运行效果，做好水生植物的日常管养与研究，确定合理的品種和数量搭配，以及选择适合本地区生长水生植物。

（4）前置库作为一项水利工程，应聘请专业维护单位加强其他方面的运行维护，例如闸门自动化调节水体进入前置库的关键环节，其水量多少、水利停留时间长短及污染物的浓度都将影响前置库的处理效果。前置库淤沙清理、水生植物刈割和病虫害防治都将是前置库持续正常运行的保障。如何做好前置库的运行维护将是今后前置库研究的一个方向。

参考文献：

[1]赵佳玫，林杰，王国建.西丽水库水生态修复初探[J].中过农村水利水电，2010（6）：44-46.

[2]赵俊杰.面源污染控制的前置库生态系统的构建技术研究[D].南京：河海大学，2005.

[3]张成.基于前置库生态技术的水库生态建设研究[J].水利规划与设计，2015（8）：111-114.

[4]李彬，吕锡武，宁平，等.河口前置库技术在面源污染控制中的研究进展[J].水处理技术， 2008，9（34）：1-6.

[5]吴景华，曹月波.西丽水库入库河口前置库水生态修复试验示范工程初步设计报告， 2010.

[6]曾岭岭.深圳市西丽水库前置库水生态修复植物配置研究[J].人民珠江，2014（4）：45-46.