天津蓟县于桥水库水环境治理研究与对策

　　摘要：近年来，随着于桥水库上游及库区周边经济的快速发展，水库水体污染现象愈发严重。针对于桥水库水环境现状及存在的问题，提出了工程性和非工程性治理措施。通过采取有效措施，可以从根本上解决水库水环境问题。

　　关键词：水污染；治理；对策；水库

　　中图分类号：TV697.3；X524 文献标识码：B 文章编号：1004－7328（2009）04－0021－04

　　于桥水库位于天津市蓟县城东4 km，坐落在州河出山口处,属蓟运河流域州河段。控制流域面积2 060 km2，总库容15.59 亿m3。上游主要入库河流为淋河、沙河和黎河，多年平均径流量为5.06 亿m3。1983 年引滦入津工程建成后，于桥水库正式纳入引滦入津工程管理，成为天津唯一的水源地，其主要功能以防洪、城市供水为主，兼顾灌溉、发电等。

　　1 水环境基本情况及存在的问题

　　于桥水库流域面积2 060 km2，其中约80％位于河北省遵化市境内。遵化市有13 个镇、12 个乡，全市总面积为1 521 km2。

　　遵化市的工矿、企业、城镇、农田是于桥水库水环境污染物质的主要来源。市内矿产资源丰富，有铁、金、锰、铬、铝、锌等金属矿产和白云岩建筑材料，所以矿山冶金和建材工业成为遵化市的经济支柱。但由于工业发展和水环境保护措施相对滞后，“三废”特别是废水处理尚未达标排放，这些矿山企业成为于桥水库水体重要的点源污染源。

　　于桥水库入库3 条河流的汇水面积主要集中在河北省遵化市境内，接纳了其汇水面积所有农田、果园的氮磷等面源污染物质；同时，由于遵化市采矿业的不断发展，3 条河流及其支流分布着大量铁选矿厂，其选矿污水和选矿废渣直接或间接全部进入3 条河流，最终进入于桥水库。其中，主要支流沙河还基本接纳了河北省遵化市的所有生活和工业废污水。

　　2008 年对3 条入库河流水质监测的成果表明：入库水体的营养盐含量较高，给水库带来较高的营养盐负荷；同时，随着遵化市采矿业的不断发展，铁锰等重金属的污染也开始显现。

　　于桥水库周边农田、果园总面积9 466.7 hm2，其中果园1 900 hm2、果粮田1 253 hm2、农田6 273hm2。有关资料显示，水库周边面源污染输入的氮、磷约占总氮磷入库量的15.2％和22.9％。

　　水库周边与水库水环境密切相关的村庄有129个。其中，在一级保护区和二级保护区与水库有直接联系的村庄有77 个，水库周边村庄的主要特点是密度大、人口多。水库周边种植业产生的大量残留化肥农药和畜禽养殖产生的畜禽粪便都是污染水库的主要污染源。近几年，受天津市蓟县旅游产业不断发展的影响，形成了在水库北岸七里峰村至夏庄子村和水库南岸苏庄子村至青池村的旅游产业区，开办农家院、鱼馆饭店、机动船只观光等与旅游相关的行业，进行非法旅游活动。经调查，截至2007 年底，农家院共69 家。库区旅游业的发展使库区人员流动大，而从事旅游行业产生的大量废水、垃圾都处于自然状态，一旦库周有大的降水，产生径流会将污染物直接带入库内，严重威胁着于桥水库的水环境安全。

　　水库库区由于人多地少，周边一部分村民长期从事渔业。村民为了获得更大的经济效益，以电鱼、扣鱼、地笼诱捕等非法捕捞方式滥捕现象严重，造成水库鱼类的数量大量减少，使于桥水库的水体生态系统遭到一定程度的破坏。近几年来，菹草生长面积除州河主河道外，基本已经覆盖了整个库区。菹草的生长量极大，2008 年从库区水面打捞出菹草9.5 万m3，充分说明了于桥水库的水生态系统出现了问题。

　　于桥水库1959 年建库，近50 年来累积的污染物逐渐在库底聚集，并已形成一定厚度的淤泥层，淤泥的污染物水平已处于饱和状态，基本失去吸附污染物的能力。近年来，水库总氮极值为20.3 mg/L，已达湖泊营养类型总氮富营养标准1.3 mg/L 的15.6倍；总磷极值为0.613 mg/L，为湖泊营养类型总磷富营养指标0.05~0.09 mg/L 的7.6~12.3 倍。丰富的营养物质使水库部分优势种群的水草如菹草的生长量极大。

　　2 治理对策与措施

　　2.1 治理原则及目标

　　天津市水源地污染治理的核心在于源头控制。建立生态修复系统，实现标本兼治、综合治理、统筹协调，要以于桥水库的纳污能力为基础，减少污染物的入库量，促进流域的产业结构调整，加快污染源的治理，开展底泥疏竣和生态修复工程，同时减少内源污染，提高水体自净能力，进一步健全和完善水源管理体制，建立全民全社会保护水资源的有效机制。同时，利用一切有效的措施，控制外源、削减内源、修复生态、依法管理、创新管理体制，确保城市正常供水。通过系统工程与非工程措施的治理，确保于桥水库不发生水草和水藻的爆发，保证供水安全。

　　2.2 工程性措施

　　2.2.1外排汛期上游高污染来水

　　根据于桥水库入库河流的特点和入库水质的好坏，可以采用优者留污者弃的方案。在沙河和黎河汇合之后的下游建水工建筑物，通过西龙虎峪的燕山口开挖导流明渠，可将高污染来水引入兰泉河，经兰泉河进入蓟运河，最后入海。

　　2.2.2以前置库工程净化上游高污染来水

　　建立湿地净化系统是一种长期的、积极的治本措施。河流入库口处污染负荷集中，相对而言易于控制，采用前置库技术是截留入库污染负荷、控制水库富营养化的重要手段。前置库可建在于桥水库东侧（即于桥水库河流汇入处），其工程规划、实施、管理均在天津市范围内，可以避免跨省市实施的难度，并可以起到防洪、水资源利用、改善水库水环境等作用。

　　2.2.3入库河口湿地建设

　　入库河口湿地的建设主要是栽种高等水生植物，当上游来水时直接由植物吸收氮磷等营养物质，或者作为前置库的二级净化措施进一步削减来水营养物质的浓度，同时削减河口地区长年积累在底泥中的污染，减轻水库内源污染，达到控制水藻爆发的目的，主要建设地区为淋河入库口、果河入库口水深在1.5 m左右的库区浅滩。

　　2.2.4水生生态系统修复

　　水生生态系统修复主要是恢复水生动物和水生植物两个大系统。水生动物系统主要是保护鱼类资源，建立平衡的鱼类种群，利用鱼类的生长抑制草类和藻类的爆发，达到改善水库水质的目的。水生植物系统主要是抑制菹草的过分生长，达到多物种的平衡，使水库在每年6—9 月份有大量高等水生植物的生长与藻类竞争氮磷等营养物质和光照，来抑制藻类的爆发。

　　2.2.5环库截污沟和湖滨带建设

　　在水库周边条件允许的区域，建立截污沟，控制库周边面源污染，直接拦截库周带有大量营养物质的农田沥水对水库的直接污染，使农田沥水首先进入截污沟并经过沟内水生植物一段时间的吸收净化后再进入湖滨带系统进行二次净化，然后再进入库内，大大降低库周氮磷等营养物质对水库富营养化水平的贡献度。

　　2.2.6利用已推平鱼池建立湿地系统

　　目前，于桥水库大沽高程22 m线内已推平鱼池800 hm2，而这些鱼池的特点是在水库和水库周边农田之间，并且对失去鱼池的村民已经进行了赔偿。为此，充分利用已推平鱼池的水深、鱼池与水库之间未完全推平的堤埝来拦截库周农田沥水，并在废弃的鱼池中建立湿地系统，可以净化库周来水。

　　2.2.7河道湿地走廊建设

　　河道湿地走廊的建设主要在淋河的龙门口水库至入库河口之间、沙河的水口平水文站至与黎河交汇处，主要以栽种芦苇等高等水生植物来吸收营养盐净化来水。

　　2.2.8环库居民迁移

　　水库周边大多数村落与乡镇居住着建库时的移民，其产生的大量生活垃圾堆积在水库的周边；加上地少人多，村民为了生存发展养殖业，同时受到生存的压力还使用非法手段掠夺于桥水库的鱼类资源、发展对水库有污染的行业和产业如旅游业，给于桥水库的水生生态系统造成了一定的破坏。因此，为了打造蓟县最大的生态环境园区，对库区一定范围内的居民实行移民很有必要。

　　2.2.9底泥疏竣或钝化

　　由于多年来的积累，水库已经形成某些底泥的高污染区域，底泥吸附污染物能力饱和，并开始释放部分污染物，为了去除内源，进行污染物底泥清除或钝化很有必要。工程主要是以河口区作为重点治理区域，通过用挖泥船作业对底泥的主要污染层进行清除移出库外，或者对底泥进行钝化处理，有效减少底泥污染释放，同时增强水库的自净能力。

　　2.2.10混凝土制拦护网建立

　　于桥水库周边交通发达，围绕着水库就有两条主要公路，分别是北岸的邦喜公路和南岸的水库南路。其中，北岸的邦喜公路由于北岸坡度小，公路与水库22 m线相距较远，处于1~3 km 之间，对于运输车辆发生突发事件的可处理性较强，如果及时拦截通往水库的沟渠，对水库水质的威胁较小。但水库南岸坡度较陡，水库南路临库而建，尤其由别山镇苏庄子村至五百户镇青池村一段公路与水库22 m线仅有3~30 m，天然屏障少，一旦装有易燃易爆有毒化学品的运输车辆在这一路段发生交通事故，导致剧毒有害物质的泄露，以现在水库南岸的环境，任何抢险措施几乎都无法阻止有害物质进入水库，因此有害物质对水库水体的污染威胁时刻存在。混凝土制拦护网主要建设在水库南路的北侧，其主要特点是坚实耐用、使用时间长，同时混凝土基础可以有效延缓突发交通事故中发生泄露的有毒有害物质进入水库的速度，为抢险工作提供条件和争取时间，有效阻止污染事件的扩大。

　　2.3 非工程性措施

　　2.3.1建立水库流域管理条例

　　于桥水库流域跨越2 个省市的5 个县，管理难度大。因此，需要制订于桥水库流域管理条例，规定流域水资源开发、利用、保护、管理的原则、管理制度和水资源管理体制，明确流域管理机构的法律地位，明确环境补偿机制，初步理顺水资源管理体制，强化水资源实行按流域统一管理。同时，流域内严禁任何单位和个人开垦荒地，禁止建设高耗水、高污染工业项目，已建的应限期改造，采用新技术、新工艺提高水的重复利用率。

　　2.3.2创新管理机制

　　造成水库污染是多方面的，单靠一个地区、一个部门或者两个部门是解决不了问题的。为了保护天津这个重要的城市水源地和引滦这条供水的生命线，这就需要根据于桥水库流域内的污染状况加大政府重视力度、实行社会参与管理。环保、工商、地质、卫生、旅游、水利等部门各负其责，严格执法，坚决打击各种非法活动，同时建立高效监督机制。

　　2.3.3完善规章制度，明确各部门职责

　　继续完善《天津市引滦水源污染防治管理条例》，进一步明确各部门职责，并由市政府组织建立于桥水库水源地水质保护小组，监督检查考核各部门、各级单位对条例的执行情况，同时将其作为各部门主要领导的考核指标之一。

　　2.3.4调整产业结构，建立低污染的工农业生产模式

　　在库区周边，由政府引导调整产业结构，改变耕地方式和生活方式，减少化肥使用量，推进有机肥的使用，减少农业面源污染。

　　2.3.5改变水库管理模式

　　于桥水库实行的是水面与水量管理分开的管理模式，多部门管理使管理秩序混乱，管理目标不一致。而水库水质的好坏是由多方面因素决定的，水库中的鱼类资源是保证水质好坏的一个重要方面。为了能向天津输供优质的水源，必须进行统一管理。

　　2.3.6控制水库周边畜禽养殖

　　目前，在水库保护区内有大量的畜禽养殖且畜禽粪便随便堆放，畜禽粪便含有大量氮磷等营养物质和细菌。亚行工程实施街道硬化后，有关部门要求不能在村内进行养殖和堆放畜禽粪便，致使村民将养殖地点和畜禽粪便转移至村外离水库更近的位置，一旦降水形成地表径流，使污物更直接冲到水库，造成水库污染。建议在大沽高程22 m外1 000 m内不允许养殖畜禽和堆放畜禽粪便。

　　2.3.7支持遵化市污水处理项目

　　遵化市在城区污水汇集口下游五里屯村附近，建立了污水处理厂。该处理厂可以完全处理遵化市的生活及工业污水，如能正常运行，能起到减轻遵化城区污水对于桥水库的污染。因此，应该给予适当经济支持，同时也便于对其进行监督。

　　2.3.8取缔潘大水库的网箱养鱼

　　通过引滦水资源保护领导小组联席会议制度，协调河北相关地区通过环境补偿机制取缔潘大水库的网箱养鱼。

　　2.3.9建立水库鱼馆经营专区

　　随着蓟县旅游业的发展，临库鱼馆应运而生，均匀分布在水库南岸和部分北岸地区，多距水面几米到几十米，其污水直接对水库构成污染，并且多是无照经营。因此，建议在水库坝区下游的山下屯闸以东地区建立水库鱼馆经营专区，转移库区鱼馆，实行集中有序管理。

　　2.3.10建立社会公众参与制度和联防体系

　　实行违章举报制度，从库区周边聘请巡视员，发现问题，迅速报告，及时处理，同时向社会公布违章建筑情况。

　　2.3.11开展库区污染调查

　　为全面摸清库区水环境污染现状，对库区内村庄、学校、企业、医院、政府机关、部队、餐馆、农家院及水利工程进行实地调查。调查内容包括人口、房屋、耕地、林地、果树、坑塘、用水量、肥料等，为治理库区水环境提供第一手资料。日前，这项工作已完成，并提交了调查报告。

　　2.4 应急措施

　　2.4.1及时打捞水草，减少水草腐烂的2 次污染

　　由于于桥水库的水生生态系统遭到一定程度的破坏，水库菹草的生长量逐年增加，菹草在生长期间吸收氮磷，对水库水质起到一定的净化作用，但菹草一般在每年的5 月下旬开始死亡，其在死亡腐烂后分解耗氧，造成氨氮、高锰酸盐指数升高、溶解氧降低，同时会使吸收的氮磷营养物质重新释放。而于桥水库藻类的生长一般在6—9 月，菹草死亡腐烂后释放的营养物质正为藻类的生长提供营养支持。因此，在菹草死亡后应进行及时有效的打捞并带出库外，以达到去掉水库水体营养盐的目的，降低水藻爆发的可能性。

　　2.4.2制订蓝藻应急处理方案

　　一是引外援水应急向天津供水。为防止藻类爆发期间影响城市生产生活用水，可将蓟县杨庄水库与暗渠前池联通作为备用水源，同时结合尔王庄水库联合向天津供水。二是出库口和明渠无饵养殖食藻鱼类。在藻类爆发初期和藻密度上升到一定阶段，可在水库放水洞前布置网箱，无饵养殖花白鲢等食藻鱼类，在暗渠渠首和明渠直接投放花白鲢等食藻鱼类。三是调水。根据于桥水库水藻发生的情况，实行适当调水，以遏制水藻进一步爆发。其主要措施是，根据具体情况分别从黎河、沙河、淋河3 条河流的上游水库引水，以增加水库水量，提高水库水位，降低水库水温，减缓水藻生长繁殖速度。四是打捞。通过采取人工打捞方法来治理水藻是一种比较直接、简单的方法。打捞的方法有：①在放水洞前采取对船围网拖拉集中，机动吸泵吸取。②对浅滩等不宜采用机动吸取的地段采用人工打捞方法进行捞取。打捞出的水藻进行无害化处理：建造沼气发生池，通过蓝藻堆放发酵产生沼气，作为能源进行利用，通过在水藻中添加微生物、木屑等进行发酵、除臭、分解等成为有机肥料。五是拦截。建围栏将水藻拦截在放水洞之前，拦截的具体位置要根据藻类爆发的程度来确定，通过拦截和一段自然净化，使到达放水洞的水质达到地表水Ⅲ类标准，保证向天津正常供水。该围栏高度可随水库水位变化而变化，栏高应保证栏外藻类等飘浮物不会越过围隔进入。围栏下部应配重，保障围栏不会漂浮。六是适当投放改粘粘土和活性炭。粘土和活性炭有很强的吸附能力，通过投放粘土和活性炭，达到净化水质的作用。

　　作者简介：黄燕菊（1958-），男，教授级高级工程师，主要从事水利工程管理工作。