摘要：水庫(kù)水質(zhì)變化是湖泊水庫(kù)生態(tài)安全調(diào)查與評(píng)估的重要方面，可以為水庫(kù)生態(tài)安全監(jiān)控與預(yù)警、生態(tài)安全保障和湖庫(kù)綜合治理方案的制定提供依據(jù)。本文選取了高錳酸鹽、氨氮、總氮和總磷作為主要的環(huán)境因子，對(duì)丹江口水庫(kù)進(jìn)行了水質(zhì)變化進(jìn)行分析，并分析丹江口水庫(kù)水質(zhì)變化與庫(kù)區(qū)水量、上游來(lái)水、農(nóng)業(yè)面源污染等因素的關(guān)系，探索丹江口水庫(kù)水質(zhì)變化的影響因素，并提出了水庫(kù)水質(zhì)改善的建議。
關(guān)鍵詞：丹江口水庫(kù)，水質(zhì)變化，影響因素
1前言
《國(guó)務(wù)院關(guān)于落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的決定》要求把“淮河、海河、遼河、松花江、三峽水庫(kù)庫(kù)區(qū)及上游，黃河小浪底水庫(kù)庫(kù)區(qū)及上游，南水北調(diào)水源地及沿線，太湖、滇池、巢湖作為流域水污染治理的重點(diǎn)。”丹江口水庫(kù)作為南水北調(diào)工程中線調(diào)水的水源地，同三峽水庫(kù)、小浪底水庫(kù)以及太湖、巢湖、滇池、洞庭湖、鄱陽(yáng)湖和洪澤湖等被列為影響我國(guó)水環(huán)境安全和對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有決定性作用的九大湖泊水庫(kù)，具有重要的研究意義。水庫(kù)水質(zhì)變化是湖泊水庫(kù)生態(tài)安全與評(píng)估的重要方面，可以為水庫(kù)生態(tài)安全監(jiān)控與預(yù)警、生態(tài)安全保障和湖庫(kù)綜合治理方案的制定提供依據(jù)。
2006年以前關(guān)于丹江口水庫(kù)水質(zhì)的研究主要集中在總氮的控制和分析方面[1, 2]。 例如，陳靜等通過(guò)對(duì)丹江口水庫(kù)庫(kù)區(qū)、河南省轄入庫(kù)河流及其它水體含氮類指標(biāo)的對(duì)比,對(duì)水庫(kù)總氮偏高的原因進(jìn)行了分析[1]。殷明等通過(guò)分析丹江口水庫(kù)近20a的水質(zhì)總氮年變化趨勢(shì)和庫(kù)區(qū)上游來(lái)水、農(nóng)業(yè)面源污染、居民生活污染等因素的關(guān)系,針對(duì)總氮超標(biāo)的問(wèn)題進(jìn)行了初步分析[2]。 隨著南水北調(diào)中線工程的展開，出現(xiàn)了對(duì)丹江口水庫(kù)更加全面的調(diào)查和研究[3, 4]。成慶利和朱鐵群根據(jù)2000-2004年的監(jiān)測(cè)資料,對(duì)丹江口水庫(kù)庫(kù)區(qū)水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，并確定了丹江口水庫(kù)的水質(zhì)等級(jí)[5]。然而，對(duì)水庫(kù)水質(zhì)各個(gè)水質(zhì)參數(shù)長(zhǎng)期變化以及整體的影響因素分析相對(duì)較少。
本文收集近年來(lái)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，選取了高錳酸鹽、氨氮、總氮和總磷作為主要的環(huán)境因子，對(duì)丹江口水庫(kù)進(jìn)行了水質(zhì)變化進(jìn)行分析，并分析丹江口水庫(kù)水質(zhì)變化與庫(kù)區(qū)水量、上游來(lái)水、農(nóng)業(yè)面源污染等因素的關(guān)系，探索丹江口水庫(kù)水質(zhì)變化的影響因素，并提出了水庫(kù)水質(zhì)改善的建議。
2丹江口水庫(kù)概況
丹江口水庫(kù)控制漢江60%的流域面積，流域面積9.52×104km2，多年平均天然徑流量408.5億m3[2、6]。丹江口水庫(kù)為特大型水庫(kù)，興建于1958年，1973年開始蓄水，壩頂高程為162m，正常蓄水位157m，相應(yīng)庫(kù)容174.5億m3。庫(kù)區(qū)面積800多平方公里，水庫(kù)大部分面積在湖北省丹江口市境內(nèi)。工程建設(shè)的主要任務(wù)是防洪、供水、發(fā)電、航運(yùn)。水庫(kù)是目前已開工建設(shè)的南水北調(diào)中線工程水源地，也是丹江口市、鄖縣縣城的城市飲用水水源地。
3數(shù)據(jù)來(lái)源
3.1監(jiān)測(cè)斷面
主要監(jiān)測(cè)斷面的位置如圖1所示。
3.2水質(zhì)參數(shù)
基于其他研究對(duì)丹江口水庫(kù)水質(zhì)參數(shù)的篩選[7-9]，確定了本研究的水質(zhì)參數(shù)為高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、氨氮。
3.3數(shù)據(jù)來(lái)源
（1）長(zhǎng)江流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心于1995年開始對(duì)水庫(kù)臺(tái)子山、浪河口、壩上、陶岔、白渡灘斷面，干流白河（漢江）斷面、以及支流老灌河張灣斷面、丹江大石橋等斷面進(jìn)行了監(jiān)督性水質(zhì)監(jiān)測(cè)。
（2）長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心于2003年3月開始每月的常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)[21]。
（3）國(guó)家環(huán)?？偩郑ìF(xiàn)國(guó)家環(huán)境保護(hù)部）公布了2006年8月到2008年2月水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果。
4丹江口水庫(kù)水質(zhì)變化特征
分析1995年至2004年丹江口水庫(kù)陶岔、臺(tái)子山、壩上三個(gè)斷面近年來(lái)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，十年間各水質(zhì)指標(biāo)基本維持穩(wěn)定，僅在某些個(gè)別水質(zhì)指標(biāo)濃度上略有增加。陶岔、臺(tái)子山和壩上三斷面十年間高錳酸鹽、總氮和總磷的變化（圖2），十年間三斷面的高錳酸鹽、總氮和總磷變幅不大。
對(duì)2006-2008年的丹江口水庫(kù)水質(zhì)變化進(jìn)行分析表明，在總氮參評(píng)的情況下，丹江口水庫(kù)近兩年水質(zhì)僅符合Ⅲ～Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，部分月份也發(fā)生了輕度的富營(yíng)養(yǎng)化。而據(jù)2005年以前多年水質(zhì)監(jiān)測(cè)，丹江口水庫(kù)除個(gè)別和段和個(gè)別地方地面水達(dá)Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)外，其他河段大部分項(xiàng)目均為地面水Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)，綜合評(píng)價(jià)為Ⅱ類水，總體水質(zhì)良好。這表明與90年代相比，丹江口水庫(kù)的總體水質(zhì)和富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)均有所下降。
計(jì)算2006年8月以來(lái)水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)指數(shù)變化，目前水庫(kù)水體處于中營(yíng)養(yǎng)或輕度富營(yíng)養(yǎng)
狀態(tài)。
5影響因素分析
5.1 污染物來(lái)源
5.1.1 點(diǎn)源
丹江口水庫(kù)入庫(kù)支流較多，有堵河、神定河、泗河、官山河、浪河、丹江、淇河、老灌河等。從長(zhǎng)期以來(lái)干、支流的水質(zhì)監(jiān)測(cè)和支流分布的城鎮(zhèn)狀況分析，漢江支流及丹江、淇河等支流的入庫(kù)水質(zhì)良好，在Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)；支流神定河、老灌河由于分布有十堰市及西峽、淅川縣等，城鎮(zhèn)產(chǎn)生的大量污染物排放進(jìn)入神定河、老灌河水體內(nèi)，使其水質(zhì)污染較為嚴(yán)重，其水質(zhì)一般超過(guò)Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)；其他支流水質(zhì)也受到不同程度的污染，一般為Ⅲ～Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)[22]。
2004年6月對(duì)于丹江口水庫(kù)20個(gè)庫(kù)尾和支流斷面的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明屬于Ⅳ～劣Ⅴ類水質(zhì)的有12個(gè)，約占60%；屬于Ⅴ類或劣Ⅴ類水質(zhì)的斷面有9個(gè)，占45%。這些斷面的超標(biāo)因子是高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮或總磷[21]。
5.1.2 面源
面源污染是丹江口水庫(kù)污染物的最主要來(lái)源。庫(kù)區(qū)淅川縣等縣市的金屬和非金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)造成了植被破壞和水土流失嚴(yán)重。庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)中農(nóng)藥化肥大量使用，化肥的流失量隨水土流失增大而增大，成為了庫(kù)區(qū)面源的重要來(lái)源。同時(shí)，庫(kù)區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)大部分分散經(jīng)營(yíng)未按要求無(wú)害化處理，或者漚制后施與農(nóng)田，遂地表徑流進(jìn)入水體，成為水庫(kù)重要的面源。此外，農(nóng)村和無(wú)排水系統(tǒng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)排放的生活污水及人糞尿，庫(kù)區(qū)的固廢、生活垃圾因缺乏基本設(shè)施，處理方法落后，均構(gòu)成了水庫(kù)面源的重要來(lái)源。面源主要通過(guò)水庫(kù)周邊的河流帶入水庫(kù)，由漢江干流和渡河匯入的高錳酸鹽指數(shù)和氨氮占90%以上。以氨肥污染為例，丹江口庫(kù)區(qū)1978-2005年庫(kù)區(qū)氨肥者純使用量如表2所示。[2, 5, 6]
對(duì)比丹江口庫(kù)區(qū)1978年以來(lái)氨肥折純使用量與水庫(kù)壩上測(cè)點(diǎn)的總氮的變化，發(fā)現(xiàn)丹江口水庫(kù)水質(zhì)的總氮指標(biāo)與整個(gè)庫(kù)區(qū)的氨肥使用量成正比。這表明，庫(kù)區(qū)的水質(zhì)與整個(gè)庫(kù)區(qū)的面源污染排放量是有一定關(guān)系的。
5.2其他影響因素
5.2.1水量
以2003年和004年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為例，水庫(kù)壩上、臺(tái)子山、陶岔及漢江干流白河斷面的水質(zhì)好壞與水量多少不成正比。2003年和2004年普遍存在豐水期部分水質(zhì)指標(biāo)較枯水期更差的現(xiàn)象。尤其在匯入丹江口水庫(kù)的漢江干流白河斷面，豐水期水質(zhì)較差的現(xiàn)象尤為明顯。同樣，在每年水量較為充沛的5月-9月，水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)指數(shù)較高，水質(zhì)較差。這表明丹江口水庫(kù)污染物的主要來(lái)源是水量較大時(shí)降水沖刷而帶來(lái)的面源污染。豐水期庫(kù)區(qū)降水量增大，降水將污染物從土壤中沖刷，隨著徑流匯入水庫(kù)，導(dǎo)致水庫(kù)在豐水期污染物含量大增，水質(zhì)較差。
5.2.2上游來(lái)水水質(zhì)
丹江口水庫(kù)入庫(kù)干、支流漢江、堵河、天河、浪河、淄河、神定河、泗河、官山河、劍河、老灌河、白河等的沿岸城鎮(zhèn)廢水大都未經(jīng)處理排入水庫(kù),庫(kù)區(qū)已受到了汽車制造、機(jī)械加工、化工、建材、造紙、食品、采礦、制藥等多行業(yè)的污染。庫(kù)區(qū)城、鄉(xiāng)和工業(yè)企業(yè)向丹江口水庫(kù)年排污水達(dá)1億t。[8]
比較1995年與2004年丹江口水庫(kù)支流高錳酸鹽指數(shù)、BOD5、氨氮、總氮和總磷。可知1995～2004年之間入庫(kù)支流的水質(zhì)變化較大。其中老灌河、白石河、鄖西縣天河、犟河入堵河、鄖縣土溝、神定河茶店段、劍河等7個(gè)斷面2004年的水質(zhì)明顯劣于1995年；丹江、堵河、鄖縣雙慶大橋、浪河等4個(gè)斷面2004年的水質(zhì)與1995年大體相當(dāng)；二道河、官山河2個(gè)斷面2004年的水質(zhì)優(yōu)于1995年。這表明同1995年相比，2004年丹江口水庫(kù)支流污染總體加重。說(shuō)明，1995年至2004年這十年間，丹江口水庫(kù)支流水質(zhì)明顯變差，也正是匯入支流的影響，90年代至今丹江口水庫(kù)水質(zhì)的變差。由此可見，丹江口水庫(kù)水質(zhì)污染風(fēng)險(xiǎn)受干、支流入庫(kù)的水質(zhì)狀況影響較大，干、支流水質(zhì)直接影響水庫(kù)水質(zhì)。
6結(jié)論與建議
丹江口水庫(kù)近年來(lái)總體水質(zhì)符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ～Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，水庫(kù)水質(zhì)的主要污染指標(biāo)是總氮，在總氮不參評(píng)的情況下，總體水質(zhì)符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅰ～Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。
水庫(kù)水質(zhì)不隨水量增多而轉(zhuǎn)優(yōu)，豐水期水質(zhì)反而較平水期和枯水期較差。原因是水庫(kù)污染物的主要來(lái)源是降水沖刷而產(chǎn)生的面源污染，而不是生活和工業(yè)排放的點(diǎn)源污染。
基于對(duì)丹江口水庫(kù)水質(zhì)變化及影響因素探究，對(duì)于水庫(kù)的水質(zhì)污染防治提出如下建議：
(1)加大控制農(nóng)村面源污染的力度。加強(qiáng)庫(kù)區(qū)流域的農(nóng)田管理；推廣合理使用農(nóng)藥化肥的技術(shù)；提高農(nóng)家肥的綜合利用率；優(yōu)化水肥結(jié)構(gòu)，實(shí)行節(jié)水灌溉，以減少面源營(yíng)養(yǎng)的流失；加強(qiáng)對(duì)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的控制和污染治理。
(2)退耕還林，提高森林覆蓋率，加快上游地區(qū)水土保持的進(jìn)度。
(3)加強(qiáng)對(duì)城鎮(zhèn)生活污水和生活垃圾的管理；加強(qiáng)對(duì)庫(kù)區(qū)及上游地區(qū)礦產(chǎn)及黃姜加工的監(jiān)督管理。
(4)加強(qiáng)河道及水庫(kù)交通運(yùn)輸?shù)墓芾?，?yán)格控制庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)危害水質(zhì)的危險(xiǎn)品的運(yùn)送，并嚴(yán)格控制存在安全隱患的交通工具在庫(kù)區(qū)的營(yíng)運(yùn)。
(5)為保證庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)合理的發(fā)展，國(guó)家應(yīng)在加強(qiáng)庫(kù)區(qū)環(huán)境治理和生態(tài)保護(hù)工作的同時(shí)，實(shí)施的優(yōu)惠政策，建立有關(guān)基金，實(shí)施受水區(qū)與庫(kù)區(qū)貧困縣市的對(duì)口支援等，使調(diào)水區(qū)和受水區(qū)同樣受益。
(6)為確保調(diào)水總干渠和漢江中下游的水質(zhì)安全，應(yīng)盡快建設(shè)跨地區(qū)、跨部門的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在一些水質(zhì)敏感區(qū)域設(shè)置水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，對(duì)重點(diǎn)水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，同時(shí)建設(shè)工程生態(tài)環(huán)境管理決策支持系統(tǒng)和水污染應(yīng)急系統(tǒng)。
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