青山湖水库流域内水环境问题及治理措施探析

杨 磊，王绪彬

（1.连云港市盐东水利工程管理处，江苏 连云港 222500；2.徐州市南水北调工程管理中心，江苏 徐州 221200）

1 问题的提出

位于云南省中部楚雄市境内的青山湖水库为大Ⅱ型水库，水库所在河道支流较多，沿河道分布集镇、村庄也很多，环保基础设施缺乏，加上居民的环保意识较差，生活污水直排现象突出，生活面源污染对入库河流水质已造成严重的污染。近年来流域内干旱少雨，持续遭遇干旱灾害，水库已成为备用饮用水源，但水库自2011 年建成后，水质一直处于IV 类水质，不能达到后备饮用水水源地Ⅲ类水质的要求。为此加强水库及其径流区的保护管理，防治水污染、加强水环境治理势在必行，通过水质现状及水环境质量问题分析，提出了备用水源地水污染防治和水环境治理的措施，进而为水库水质达标整治提供了思路和方法依据。

2 水环境质量问题

2.1 水源地主要环境问题

随着水库流域内人口的迅速增长和人类不适当的经济开发活动，以及一些不良生活习惯的影响，流域内一些地区的生态环境功能已受到一定程度破坏。据生态环境现状调查结果表明，水库上游流域生态环境已退化，水生态失衡，生态环境压力越来越大。主要环境问题如下：

1）水库上游水质受到污染。主要为生活污水、生活垃圾及农村面源污染，直接影响流域生态环境。

2）水资源缺乏，农耕条件差，水土流失严重。流域内，近一半的农民居住在山区、半山区，坡耕地面积占耕地面积的35.4%，形成土地贫瘠、干旱缺水、广种薄收、人均耕地多但人均产量少、水土流失严重地等问题，直接影响着生态环境的保护与建设。

3）多年来，农村使用的化肥、农药品种和数量逐年上升，由于使用不合理，造成化肥流失严重、农药残留，部分化肥、农药随农田排灌，地表径流流失或进入水体，使水体受到污染。这种粗放型的农业生产方式成为农业生产发展的阻碍因素，损害了农业环境质量，造成了农业面源污染。

4）森林植被十分脆弱。20 世纪 50—60 年代初，大面积森林砍伐，加之长期毁林开荒，大量草山植被遭到破坏。80 年代开始，虽然进行了大规模的植树造林，封山育林，但林地质量不高，多数属再生林、次生林，林种单一，发挥不出良好的生态效益。还有近11.0%的荒地、沙地、裸土地、裸岩石砾地未被利用，植被还十分脆弱。

5）由于公路、铁路建设和其它工程建设，植被恢复和水土流失治理的任务仍然十分艰巨。

2.2 水质现状分析

对青山湖水库进行水质监测，监测项目主要包括pH 值、溶解氧、高锰酸钾指数、COD、BOD、氨氮、总磷、氟化物、六价铬、石油类等，监测结果表明，青山湖水库总磷、总氮、COD、粪大肠菌群等指数时有超标，达到Ⅳ类标准，其余指标均达在Ⅰ类至Ⅲ类水质标准之间。其中，丰水期水质质量相对较好，枯水期水质质量较差，但总体水库建成后水质质量现状仍为Ⅳ类标准，不能达到该水库作为城市生活用水的后备水源Ⅲ类水质标准的要求。其主要原因仍为上游农田径流、生活污水、垃圾、牲畜粪便等为代表的污染源造成，水库水质仍受到库周及上游污染源的影响。

3 方案分析

3.1 污染控制重点分析

青山湖水库水质主要取决于上游来水范围内主河道及支流两侧范围内的村庄、面源等污染[1]。根据对项目区污染源现状负荷的分析，项目区污染源以城镇生活污染源、农村生活污染源、农田面源污染为主，其次为畜禽养殖污染源。从污染源的特性来说，城镇污染源属于点源污染源，而农村生活污染源、农田径流面源及畜禽养殖污染源则属于面源污染源。各污染源污染负荷分析见表1。

表1 水源地流域内现有污染源负荷分析表 %

3.2 治理思路分析

1）综合治理思路

青山湖水库上游及库区污染源分布7 个乡镇，38 个村委会和289 个村民小组，涉及多条支流的小流域，对水库水体造成威胁的污染源以点源的城镇生活污染源和面源的农村生活污染源、农田面源污染、畜禽养殖污染源等四大污染源为主，对于各污染源的防治需要采取综合防治手段。

2）长期防治思路

总结国内大中型湖泊、饮用水源区污染防治的经验及实际经验，要使该水库作为后备饮用水源，水质从现在的IV 类标准逐步达到III 类标准，需要充分的资金投入和完善的治理体系、监督管理体系的有效运行。只有制定合理的阶段目标，分阶段实施重点工程项目，建立系统的污染防治体系，才能使水库水环境向良性方向发展。

3）多渠道、多方式分头推进思路

上游面源污染治理、城镇点源治理、库区人工湿地治理等措施对于项目效益的实现都是不可或缺的治理措施，从治理体系上看必须是齐头并进的。项目区域污染治理可通过多渠道方式进行立项或解决，如农村户用人畜粪便处理的沼气池工程，可根据财政部农业部使用中央预算内固定资产投资（含国债项目资金，下同）的农村沼气项目进行解决；城镇污水处理设施配套管网及污水泵站工程可通过住建部门的“一水两污”等专项资金支持进行解决；农村污水及垃圾可通过中央农村环保专项资金、环境综合整治项目资金进行解决。

治理思路是通过在库区周围建设人工湿地处理系统和生态隔离系统，对该水库库区及入河水质进行有重点处理，在水库库尾形成一道有效的隔离防护及入湖水质整治[2]，可进一步确保库区水质目标的可达性。

3.3 方案比选

初步考虑在库区周围建设人工湿地处理系统和生态隔离系统时力求达到环境和景观效果的统一，因地制宜建设人工瀑布、生态土埂、表流湿地和生态隔离带相间等多形式、多物种、多层次的要求，在该理念基础上提出了两种总体布置方案：

1）方案一：以污水净化和景观效果统一的“综合型整治方案”

工程目标：以污染负荷削减，改善水库来水水质和生态景观效果统一为目标，打造亮点，实现生态治理与景观建设同步进行的目标，促进河流生态系统的稳定和良性循环，促进流域社会经济可持续发展。

工程重点建设内容：河岸生态带建设、人工湿地公园建设。

2）方案二：以污水净化+局部景观提升为目标的“净化型整治方案”

工程目标：以污染负荷削减，改善库区来水水质为主要目标，构筑起削减污染负荷的有效屏障，同时以资金有效利用为前提局部对布局进行优化，达到近自然的修复。

工程重点内容：建设隔离带及人工湿地，景观自然修复。

方案工程量及投资估算汇总表见表2。

表2 两种方案工程量及投资估算汇总表

这两种方案可视为中长期目标和近期目标方案，方案一总体强调湿地景观效果，在进行污染治理的同时，突出湿地景观功能，实现“近水、亲水”目的；方案二弱化库区景观建设，着眼污染物削减，同时低成本地进行局部景观改造，两个方案在一定程度上可考虑作为工程的不同阶段的目标。

经充分考虑两个方案的资金投入、实施难度的合理性，本着环境保护资金应首先考虑污染治理的原则，恰当、合理地补充隔离带景观建设，适当优化总体布局的建设内容。因此，此段采用方案二作为推荐建设方案，合理增加隔离带的自然美观，局部体现多形式、多物种和多层次的原则，即待后续有多余资金后，继续对方案一进行实施，达到远期治理和景观效果相互统一，打造水库库区人工湿地景观的目标。

3.4 具体措施

水环境治理具体措施为人工湿地[3]，工程由库区湿地和生态隔离带工程组成，总实施面积约27.03 hm2，其中表流人工湿地面积为12.87 hm2，生态隔离带面积为14.13 hm2。人工湿地工程拟建于库岸缓冲区，考虑到人工湿地和生态隔离带各自功能，在高程范围内的高处设置生态隔离带，低处设置人工湿地。具体措施：

1）人工湿地处理水源为主河道入库水源，是通过修建5 座挡水闸坝，满足引水高程，采用钢筋混凝土管(过路断面)+生态沟渠方式引水至人工湿地。

2）人工湿地植物选择。根据植物特性及植物配置分析，为了从多方位、多角度、全方面地去除水源中的污染物，项目拟选用挺水植物+浮水植物+沉水植物的水生植物组合，挺水植物主要选择芦苇、美人蕉、灯芯草、千屈菜，浮水植物选择睡莲、浮萍，沉水植物选择黑藻、金鱼藻。为了加强湿地的景观效果及去污能力，在湿地四周的道路及湿地内配以其他乔木，主要选择滇杨、滇合欢、垂柳。

3）生态隔离带设置于水库两岸的岸边，高程位于1 814.00~1 819.84 m 的范围内，工程的植物以乔木+灌木+草本植物、乔木+灌木、乔木+草本植物的组合形式进行搭配设置，以库区两岸的优势物种为主，配以部分其它树种，在高程范围内种植水杉、垂柳等乔木，夹竹桃、南天竹等灌木，麦冬、葱兰、鸢尾、薰衣草、鼠尾草、萱草、迎春花、炸酱草等草本植物。

4 结语

通过青山湖水库备用水源地流域内水环境问题及水质现状分析，提出了水源地水污染和水环境治理的思路，治理措施是通过在水库上游及库区进行人工湿地工程及生态隔离带建设，在污染物削减的同时，合理增加隔离带的自然美观，局部体现多形式、多物种和多层次感，力求水源水质达标，水源地环境优美。