惠女水库水质受降雨及径流影响的探讨

曾广耀

(福建惠安县惠女菱溪陈田库区事务所，福建 惠安 362100)

0 引 言

水库降雨径流污染与周围自然状况和降雨过程关系密切，且随机性、偶然性、广泛性特征明显，污染负荷时空变化大，但当前国内对入库降雨径流影响水库水质的路径及控制措施并为形成系统而规范的体系。文章分降雨前、降雨时及降雨后3个时期对惠女水库水质进行采样，并采用国家标准方法进行水质分析，通过研究降雨径流对水库水质的实际影响而为水库面源污染治理提供基础数据。

1 水库概况

惠女水库是泉州市第二大水库，位于洛江区马甲镇、南安市洪濑镇和洪梅镇交界处，属洛阳江大罗溪流域。集雨面积105.8km2，总库容1.23×108m3，水库承担着洛江区河市镇及惠安县12个乡镇的供水、农业灌溉等任务，是一座集防洪、供水、灌溉、发电于一体的大(2)型水库。惠女水库输水范围覆盖洛江区、泉港区、惠安县、泉州台商投资区等地。城南水厂设计供水量10×104m3/d，2014年全年总供水量1380×104m3，该厂即将向中化重油深加工项目供水。2014年惠女水库通过湄南公司向福建炼化一体化以及泉港第三水厂和湄南水厂提供原水1674×104m3。惠女水库作为惠安城南水厂和湄洲湾南岸供水公司的供水水源，必须确保水厂供水水源水质的可靠度。

2 水库水样采集

共设置9个采样点并在降雨前3h内进行水样采集，采样点分别设置在取水口、库中、库东、库北、库西、生态保护圈、东溪、大罗溪及洛阳江等处。惠女水库水质采样点设置，见图1。其中采样点7、8和9为径流采样点，采样水深均设置在水面以下0.5m处。降雨开始后通过玻璃容器在以上采样点二次收集取样，径流采样需要待降雨产生径流时开始。待降雨结束30-45min后在以上采样点第三次取样[1]。

图1 惠女水库水质采样点设置

将所收集到的水样按照国家水质监测分析方法进行水质分析，具体包括氨氮、高锰酸钾指数、硝酸盐氮、pH值、总氮、总磷、浊度等检测项目。

3 水库水质变化分析

3.1 降雨前水质

对所采集到的降雨前的水样进行水质检测，降雨前水库水质检测结果，见表1。将检测结果和国家地表水环境质量标准进行比较可以看出，降雨前水库水质各项指标基本满足Ⅱ类水标准，水质整体较好。

表1 降雨前水库水质检测结果

3.2 降雨水质

此次观测降雨开始于2020年6月20日下午14:24分，历时1.5h，降雨量65-80mm，对所收集到的降水进行水质检测，检测结果为：高锰酸钾指数2.31mg/L、浊度1.24NTU、硝酸盐氮0.95mg/L、氨氮0.69mg/L、总氮和总磷分别为2.21mg/L和0.02mg/L、pH值4.21。将此次降雨水质观测结果和表1中水库各取样点水质检测结果相比可以看出，降雨中的总氮是造成水库水质污染的主要污染物，其总氮含量远远超出水库水样中总氮含量及国家地表水环境质量标准Ⅱ类标准。降雨中的pH值较小，说明大气中酸性气体污染较为严重，已经构成酸雨。氨氮值虽然满足标准，但远远超出水库水样中氨氮含量，硝酸盐氮含量也比水库水样含量高；降雨内高锰酸钾指数、总磷等接近水库水质，仅浊度比水库原水低。

综上不难判断，惠女水库降雨内所含污染物超标，许多污染物含量高出水库原水含量，不仅不会稀释水库原水污染物含量，反而会加剧水库水质污染趋势。

3.3 地表径流水质

降雨后地表径流会沿沟渠、河道流入水库，为此必须进行地表径流水质检测，对生态保护圈、东溪、大罗溪及洛阳江等取样点水样进行水质检测。沟渠、河道地表径流水质检测结果，见表2。根据水质检测结果，生态保护圈、东溪、大罗溪、洛阳江等入库河流地表径流水质指标均达到地表水Ⅱ类标准，但是均高出水库原水污染物含量；总氮、总磷及氨氮等污染物含量指标还存在一定程度的超标，生态保护圈氨氮超标1.6倍，总氮超标9.7倍；东溪总磷超标9.4倍；大罗溪浊度达到152.1 NTU。充分表明，惠女水库入库沟渠、河道地表径流也对水库原水水质存在严重污染。

表2 沟渠、河道地表径流水质检测结果

3.4 降雨后水库水质变化

为进行对比分析，于降雨开始后10-15min在水库不同取水点进行取水并检测水质，并于降雨结束后30-45min再次取水样检测[2]。降雨中及降雨后水库水质检测结果，见表3。

表3 降雨中及降雨后水库水质检测结果

通过对上表中惠女水库降雨中及降雨后水质检测结果的比较可以看出，高锰酸钾指数、氨氮、总氮、总磷、浊度等均存在一定程度的变化：

1)降雨过程中，水库各采样点水质内高锰酸钾指数均呈升高趋势，取水口、库中、库东、库西、库北取样点水质内高锰酸钾指数分别比降雨前增大了40.43%、14.29%、65.55%、58.57%、12.1%，其中水库库东增幅最大；降雨后各采样点水质内高锰酸钾指数略有下降，且降雨前、降雨中及降雨后水库水质内高锰酸钾指数均满足Ⅱ类水质要求。

2)降雨过程中水库各取样点水质内氨氮含量显著升高，增幅分别为11.1%、42.86%、86.67%、12.5%、25%，其中库东增幅最大；降雨结束后取样检测结果显示，取水口、库西和库北水质中氨氮含量增大，库中和库东取样点氨氮含量降低；降雨前后虽然各取样点氨氮含量变动趋势不同，但均满足Ⅱ类水质要求。

3)降雨过程中，取水口、库中、库东、库西、库北取样点水质内总氮含量与降雨前相比均呈上升趋势，上升幅度分别为148.27%、163.22%、20.49%、132.55%、114.89%，其中，取水口、库中、库西、库北等取样点总氮含量增幅最大，且均超出地表水Ⅱ类标准，这也表明，降雨过程中降雨和径流所产生的总氮对水库水质有较大程度的污染，导致其水质恶化。降雨后因水库原水的稀释和自净作用[3]，各取样点总氮含量有所下降，但降幅并不大，对水质并无实质性改善。

4)降雨过程中，各取样点总磷含量也呈增加趋势，取水口、库中、库东、库西、库北取样点水质内总磷增幅分别为150%、350%、800%、250%和300%，增幅较大，且水库水质从Ⅱ类下降至Ⅴ类。降雨后各取样点总磷含量比降雨过程中有所下降，但仍高出降雨前含量水平，水质总体上属于Ⅳ类水质。

5)降雨过程中水库水质浊度上升，尤其是库东取样点浊度从1.92NTU增大至52.1NTU，其余取样点也均表现为较大幅度的升高；降雨结束后库东水体浊度比降雨中有所下降，其余取样点水体浊度继续升高。

4 结 论

综上所述，惠女水库降雨及周边河流、渠道所含总氮、pH值、氨氮、总磷等超标污染物较多，对水库水质存在极为不利的影响。水质检测结果也表明，降雨过程中水库各项污染物含量均呈大幅度升高趋势，导致水质整体从Ⅱ类降级至Ⅳ、Ⅴ类，且库东是受影响最大的区域，库东取样点水质中各类污染物含量增幅最大。降雨结束30-45min后因水库水体具有自净作用，除部分取样点总氮含量有所上升外，各类污染物浓度均呈下降趋势，库东水的自净效果也最为明显。水库水质在降雨和径流的影响下发生恶化，为此，必须进一步研究治理措施，以达到降雨期间水库原水水质污染治理，保证区域用水安全的目的。