冯家山水库总氮含量较高的原因和控制对策分析

摘要：针对冯家山水库总氮值较高的问题，详细分析水质总氮值的变化趋势，以全面了解水库的水质状况。通过对冯家山水库流域千阳县境内的主要污染源进行调查和分析，初步揭示了导致水库总氮值较高的主要原因。研究发现，近年来冯家山水库水质总氮值呈现波动变化趋势，对水库水质造成一定程度的影响。针对水库总氮值较高的问题，提出具体的防控对策，包括加强源头控制、采取水土保持措施、提高养殖业粪污资源化利用水平、提高养殖业废水利用率及扩大收集转运体系覆盖面等，以期改善冯家山水库的水质状况，保障水资源的可持续利用。

关键词：总氮；水库；水质

中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）10-00-03

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Analysis of the Reasons and Control Measures for the High Total Nitrogen Content in Fengjiashan Reservoir

LI Xin， ZHANG Chao， LIU Qian

（Shaanxi Environmental Protection Industry Group Monitoring Technology Service Consulting Co.， Ltd.， Xi’an 710082， China）

Abstract： In response to the issue of high total nitrogen values in Fengjiashan Reservoir， a detailed analysis of the trend of changes in total nitrogen values in water quality is conducted to comprehensively understand the water quality status of the reservoir. Through investigation and analysis of the main pollution sources in Qianyang county， Fengjiashan Reservoir watershed， the main reasons for the high total nitrogen value of the reservoir were preliminarily revealed. Research has found that in recent years， the total nitrogen value of Fengjiashan Reservoir water quality has shown a fluctuating trend， which has a certain degree of impact on the water quality of the reservoir. Specific prevention and control measures are proposed to address the issue of high total nitrogen values in reservoirs， including strengthening source control， adopting soil and water conservation measures， improving the utilization level of livestock manure resources， increasing the utilization rate of livestock wastewater， and expanding the coverage of collection and transportation systems， in order to improve the water quality of Fengjiashan Reservoir and ensure the sustainable use of water resources.

Keywords： total nitrogen; reservoir; water quality

水库是重要的饮用水源地涵养和保护区，主要用于保障居民生活及各方面用水，水库的水质状况与人们的生产和生活息息相关。但水库的氮污染在我国是一个突出的环境问题，大面积的河流湖泊以及水库的水体受到影响[1]。

冯家山水库位于宝鸡市千阳县、凤翔区和陈仓区交界处，建成于1982年，总库容约为4.28亿m3，大坝设在冯家山山谷。库区北至千阳县千河大桥，南到水库大坝下游的西干渠桥式倒虹，以两岸近库山岭第一道山脊线为界限，上游左岸以塬坡交界为限。库区地势由西北向东南逐渐低落，海拔高程为

1 250～630 m，相对高差一般不超过300 m。冯家山水库是以农业灌溉及工业、城市居民生活供水为主，兼作防洪、发电等综合利用的大型水利工程，也是宝鸡市的重要饮用水水源地。围绕冯家山水库水质总氮较高的原因进行调查和分析，并结合千阳县的实际情况，提出相应的控制对策。

1 水库水质情况

总氮是水体中所含的有机氮和无机氮化合物的总和，包括可溶性及悬浮颗粒中的含氮量，是反映湖泊、水库营养盐水平的重要指标之一，是控制湖泊富营养化的特定项目[2]。根据冯家山水库水源地取水口2018—2022年的水质监测数据，总氮值均高于地表水Ⅱ类标准限值（0.5 mg/L），且近年来总氮值呈现波动变化趋势，对水库水质造成一定程度的影响。

富营养化状况采用《湖泊（水库）富营养化评价方法及分级技术规定》中规定的综合营养状态指数法进行评价，评价指标包括叶绿素ａ、总磷、总氮、透明度及高锰酸盐指数。根据综合营养状态指数计算结果，2018—2021年冯家山水库营养化状态属于轻度富营养型。近年来，经过水生态环境综合治理，冯家山水库水质有所改善，2022年的营养化状态为中营养化，但仍接近轻度富营养化指标值。

2 水库总氮较高原因调查与分析

本次调查围绕总氮污染物的主要来源开展调查，查找总氮浓度较高的具体原因，为改善水库水质提出可行的建议。

2.1 农业面源影响

化肥可以为作物提供所需的各种营养物质，如氮、磷、钾等元素。在农业种植过程中，合理使用化肥可以提高作物的产量和质量，并改善土壤环境，但化肥的使用也造成了氮、磷等元素在土壤中积累。在雨水的作用下，肥料中的氮、磷等元素可通过径流等向水体迁移。

千阳县属于农业大县，从种植业分布区域看，千河两岸及冯家山水库库区周边农田分布较为集中。千阳县的主要粮食作物包括小麦、玉米、豆类、薯类等，化肥平均施用量为526 kg/hm2，已超过225 kg/hm2的安全上限[3]。当地主要施用以尿素为主的含氮化肥，氮肥使用量过大，部分氮会随地表径流进入土壤或水体，并最终进入水库。过量使用化肥是造成水库总氮较高的主要因素。

2.2 水土流失影响

水库上游的千阳县地处渭北高原西部丘陵沟壑区，境内山岭起伏，丘陵连绵，沟壑纵横，台原残碎，谷川狭长。千河水量季节性变化大，属季节性多洪水多泥沙河流。这些自然条件导致当地的水土流失较重。千阳县的水土流失面积为857 km2，占总面积的86%[4]。土壤中也含有氮，随着雨水不断冲刷地面，加上当地地形地貌的特殊性，含氮污染物会随泥沙进入水体，从而使水库中各种含氮污染物的含量升高，导致库区总氮浓度值上升。

2.3 畜禽养殖过程影响

畜禽养殖过程产生的粪便，可以用于制造沼气、生产有机肥。但畜禽养殖粪便处置不当也易污染水体和土壤环境。根据第二次全国污染源普查数据，在农业源中畜禽养殖对化学需氧量、总氮和总磷的贡献均较大，说明养殖业是影响区域水环境质量的重要

因素[5]。

千阳县的小规模养殖个体较多，分布较为分散，部分个体养殖户还存在粪便露天堆放、污水直排周边河沟等情况，部分畜禽养殖散户没有粪污堆放设施，或者设施不具备防渗和防雨淋功能，污染物会随地表径流流入河流或渗入土壤，从而影响冯家山水库的水质。

2.4 农村生活源污染影响

生活污染主要是居民日常生活中产生的生活污水、生活垃圾、粪便等污染物，都可能污染千河流域的生态环境。例如，农村生活污水排放分散，缺乏有效的收集措施，存在随意排放现象，会随着雨水进入土壤和水体[6]。

千阳县共有65个行政村，已建有32套农村污水处理设施，主要采用人工湿地、稳定塘等处理工艺，但部分污水处理设施存在进水渠道堵塞、管网收集不畅、设施运行不稳定等问题，污水处理后排向周围田地或沟渠。部分未建设污水设施的村庄仍存在生活污水直接排放附近河流和农田的现象，可能对流域生态环境造成潜在影响。

通过现场调查发现，部分村庄还未覆盖收集和转运体系，且由于农村垃圾处理管理制度不完善、人员素质不高和环保意识弱，部分地区的农村生活垃圾未能全部得到妥善处理。

3 水库总氮控制对策

冯家山水库水体因长期受到周边居民生产生活的影响，导致水体中的总氮浓度较高。要解决水库水质总氮含量较高的问题，必须减少外源氮元素的排入。结合当地实际情况，建议采取以下措施。

3.1 农业面源污染防治

千阳县的氮肥使用量过大，利用率偏低，建议控制氮肥使用量，提高氮肥利用率。由于面源污染具有随机性、分散性、广域性等特点，治理难度较大，建议采取以下措施[7]。第一，分析不同化肥的特点、流失途径及其影响因素，通过调节可人为控制的影响因素，从源头、田间管理、末端拦截3个环节控制化肥的流失，降低对环境的污染风险[8]。第二，加强源头控制，科学施肥，采用精准化平衡施肥技术和养分平衡施肥技术，大力推广缓释肥料[9]。第三，采取水土保持措施，加大水土流失治理力度[10-11]。

3.2 畜禽养殖污染防治

养殖业粪污是造成水体富营养化的重要因素，建议推广生态消纳处理养殖粪污模式。第一，对于周边有粮田、菜园和果园的养殖场区，可采取堆肥、发酵等治理措施，为周边种植业提供有机肥料。第二，提高养殖业粪污资源化利用水平。引导养殖场区采取“畜—肥—草—畜”的资源化循环利用模式，推进有机肥生产、协议粪污代处理模式，提高粪污资源化利用率，减少化肥用量。第三，提高养殖业废水利用率。畜禽养殖产生的废水经污水处理设施净化处理后，可用于浇灌苗木、冲洗地面。

3.3 农村生活源污染防治

已建有农村污水处理设施的村镇，应加强设施运行维护，保障污水治理设施稳定运行，确保污水处理达标后排放。加强污水收集管网的巡查、维护，保障污水收集管网畅通。建议推进农村生活垃圾治理设施建设，扩大收集转运体系覆盖面，对于靠近河湖沿岸的村庄，要完成垃圾治理设施配置，从源头防控垃圾进入河湖沿岸。

4 结论

农业面源污染是造成冯家山水库总氮含量较高的主要因素。为有效控制农业面源污染，需要采取源头控制、过程阻断、末端强化相结合的治理措施。入库河流是输送面源污染物的重要途径，应推进整个流域的协同治理，强化保障措施。同时，应因地制宜，精准施策，切实减少外源氮元素的排入。

参考文献

1 YU C Q，HUANG X，CHEN H，et al.Managing nitrogen to restore water quality in China[J].Nature，2019，567：516-520.

2 窦 红.岗南水库总氮含量较高的调查分析[J].环境与发展，2017（4）：155-156.

3 殷 明，施敏芳，刘成付.丹江口水库水质总氮超标成因初步分析及控制对策[J].环境科学与技术，2007（7）：35-36.

4 杜小平.对千河流域水文特性的几点分析[J].统计与管理，2014（9）：84-85.

5 生态环境部，国家统计局，农业农村部.《第二次全国污染源普查公报》全文[EB/OL].（2020-06-

08）[2024-08-15].https：//www.mee.gov.cn/home/ztbd/rdzl/wrypc/zlxz/202006/t20200616_784745.html.

6 周 冏，温倩倩，康 晶，等.农业面源污染对我国农村地表水的影响与对策研究[J].环境监控与预警，2022（6）：1-7.

7 XUE L H，HOU P F，ZHANG Z Y，et al.

Application of systematic strategy for agricultural non-pointsource pollution control in Yantze River basin，China[J].Agriculture Ecosystems & Environment，2020（1）：107148．

8 杨 磊，起德花，李立雄，等.普洱市纳贺水库饮用水水源地环境现状与保护对策研究[J].环境科学导刊，2023（2）：40-43.

9 王立萍，娄山崇，孙秀玲，等.尼山水库小流域典型面源污染来源及特征分析[J].农业资源与环境学报，2022（1）：26-35.

10 赵守彦，郑 婕，赵 彻，等.高水位运行期间密云水库总氮含量变化趋势及原因分析[J].北京水务，2022（4）：27-30.

11 苏青青，宋林旭，刘德富，等.三峡水库香溪河沉积物氮含量和氨氮释放特征[J].水生态学杂志，2019（3）：1-7.