石佛寺水庫(kù)庫(kù)區(qū)水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

石佛寺水庫(kù)庫(kù)區(qū)水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

1生態(tài)群落基本形成遼河石佛寺水庫(kù)一期是遼河流域唯一的控制工程。水庫(kù)遺址位于新城子區(qū)黃家子區(qū)和法庫(kù)縣英牛堡市，距沈陽(yáng)約47公里。壩址以上流域面積164786km2,其中省內(nèi)流域面積16161km2。庫(kù)區(qū)淹沒(méi)范圍為50.41km2,回水長(zhǎng)度21.17km。淹沒(méi)區(qū)涉及沈北新區(qū)黃家鄉(xiāng)、法庫(kù)縣依牛堡鄉(xiāng)和鐵嶺縣新臺(tái)子鎮(zhèn)、阿吉鎮(zhèn)、凡河鎮(zhèn)共3個(gè)縣區(qū)、5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、24個(gè)自然屯。2009年5—9月份對(duì)水庫(kù)進(jìn)行蓄水試驗(yàn),蓄水位為46.2m高程,水庫(kù)庫(kù)容1882萬(wàn)m3,水面面積達(dá)到16.13km2,占水庫(kù)總淹沒(méi)面積的32%,生態(tài)治理面積達(dá)22.6km2。庫(kù)區(qū)內(nèi)種植蘆葦143hm2、蒲草32.2hm2。2010年4—5月種植荷花101.5hm2。經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展,由于生態(tài)環(huán)境逐步改善,水庫(kù)生態(tài)群落基本形成,包括挺水型、沉水型、浮水型和漂浮型植物,優(yōu)良的環(huán)境又吸引了大量的水鳥(niǎo)在此安家落戶,已經(jīng)形成了一個(gè)人與自然和諧相處的完整的濕地生態(tài)系統(tǒng)。挺水植物主要有:荷花、蘆葦、蒲草、澤瀉、水芹、雨久花、野慈姑、光棍草、紅蓼等;沉水植物主要有:金魚(yú)藻、黑藻、穗狀狐尾藻、小慈藻、黑藻、菹草、苦草等;浮水植物主要有:水陸兩棲蓼、眼子菜、睡蓮、丘角菱、荇菜等;漂浮型植物主要有:槐葉萍、水萍等。2水質(zhì)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)方法的選擇2.1表水監(jiān)測(cè)斷面位置蓄水試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中,對(duì)庫(kù)區(qū)水質(zhì)進(jìn)行了多點(diǎn)位監(jiān)測(cè),在整個(gè)庫(kù)區(qū)布置地表水監(jiān)測(cè)斷面5個(gè),共計(jì)13個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),按照水流方向由上至下分別為朱爾山斷面、陳平拉馬河支流斷面、庫(kù)區(qū)上斷面、庫(kù)區(qū)下斷面、泄洪閘下斷面。蓄水試驗(yàn)工程以后,每月對(duì)入庫(kù)、庫(kù)中及出庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè),共3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。2.2綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法,既能定性評(píng)價(jià)、也能定量評(píng)價(jià);既不會(huì)因個(gè)別水質(zhì)指標(biāo)較差就否定綜合水質(zhì),又能對(duì)綜合水質(zhì)做出合理的評(píng)價(jià)。用標(biāo)識(shí)指數(shù)法對(duì)石佛寺水庫(kù)庫(kù)區(qū)地表水水質(zhì)進(jìn)行現(xiàn)狀評(píng)價(jià),選取溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總磷、總氮和氟化物8項(xiàng)指標(biāo)為評(píng)價(jià)因子,按照水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行評(píng)價(jià)。3計(jì)算過(guò)程和評(píng)估結(jié)果的分析3.1枯水期、豐水期單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法利用石佛寺水庫(kù)庫(kù)區(qū)地表水13個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)狀評(píng)價(jià),分別在枯水期(2010年4月)與豐水期(2010年8月)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。選取8個(gè)評(píng)價(jià)因子對(duì)其水質(zhì)進(jìn)行現(xiàn)狀評(píng)價(jià),水庫(kù)的水環(huán)境功能區(qū)類別為Ⅲ類,即f1=3。以庫(kù)區(qū)上中監(jiān)測(cè)的高錳酸鹽指數(shù)為例,其監(jiān)測(cè)值為6.24mg/L,按照GB3838-2002可知:Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值6mg/L<監(jiān)測(cè)值6.24mg/L<Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值10mg/L。因此X1=4,表示該指標(biāo)是Ⅳ類水;X2=(6.24-6)×10/(10-6)=0.6≈1;通過(guò)將該單項(xiàng)水質(zhì)類別與水環(huán)境功能區(qū)類別的比較可知,水質(zhì)類別差于功能區(qū)類別,且X2不為0,所以X3=4-3=1;因此單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)Pi=X1.X2X3=4.11?？菟?、豐水期單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法對(duì)單項(xiàng)指標(biāo)水質(zhì)的評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表1,2及圖1。從表1可以發(fā)現(xiàn),表中8項(xiàng)評(píng)價(jià)因子中污染物的污染程度從大到小依次為:總氮、氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氟化物、溶解氧。主要超標(biāo)因子為總氮、氨氮和總磷。從表2可以發(fā)現(xiàn),表中8項(xiàng)評(píng)價(jià)因子中污染物的污染程度從大到小依次為:總氮、生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、溶解氧、化學(xué)需氧量、氨氮、氟化物。主要超標(biāo)因子為總氮、生化需氧量、總磷。由圖1可以清楚的看出,在枯水期嚴(yán)重超標(biāo)的總氮、總磷含量在豐水期有明顯的好轉(zhuǎn),而氨氮含量變化不大。需要指出的是生化需氧量在豐水期成上升趨勢(shì)。3.2氟化物水環(huán)境功能區(qū)目標(biāo)的初步驗(yàn)證水庫(kù)的水環(huán)境功能區(qū)類別為Ⅲ類,即f1=3。庫(kù)區(qū)上中監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溶解氧,CODMn,COD,BOD5,NH3-N,TP,TN,氟化物8個(gè)評(píng)價(jià)因子為例:從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中上述8個(gè)評(píng)價(jià)因子與水環(huán)境功能區(qū)目標(biāo)的對(duì)比看,X3=5,說(shuō)明有5個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)不能達(dá)到功能區(qū)目標(biāo);綜合水質(zhì)類別差于水環(huán)境功能區(qū)類別,而且X2不為零,所以X4=5-3=2,所以綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)Iwq=4.852。3.3枯水期水質(zhì)類別通過(guò)綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的整數(shù)位和小數(shù)點(diǎn)后第一位X1.X2,可以判定綜合水質(zhì)級(jí)別?？菟诰C合水質(zhì)類別一般為Ⅳ類、Ⅴ類水,不能滿足水功能區(qū)類別。豐水期,綜合水質(zhì)類別一般為Ⅱ類、Ⅲ類水,豐水期較枯水期水質(zhì)好,豐水期水質(zhì)都能達(dá)到功能區(qū)類別。綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖2。4石佛寺儲(chǔ)水區(qū)水質(zhì)分析對(duì)庫(kù)區(qū)2010年枯水期及豐水期水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,就不同時(shí)期主要污染因子進(jìn)行分析。4.1監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果顯示庫(kù)區(qū)地表水水質(zhì)屬于Ⅳ—Ⅴ類水,枯水期水質(zhì)較差,主要是由于水庫(kù)蓄水過(guò)程中由于遼河水的引入造成庫(kù)區(qū)地表水水質(zhì)的惡化。下面針對(duì)各污染因子加以分析:1)總氮布置的13個(gè)庫(kù)區(qū)地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示總氮濃度均嚴(yán)重超標(biāo),最大超標(biāo)倍數(shù)為27.5倍?？偟诳拷骱硬蹆?nèi)濃度最大,庫(kù)區(qū)內(nèi)較主河槽總氮濃度小,即遼河右岸較遼河左岸濃度大,庫(kù)區(qū)下較庫(kù)區(qū)上總氮濃度大,閘下總氮濃度相對(duì)最低。2)氨氮除庫(kù)區(qū)上監(jiān)測(cè)斷面,其余監(jiān)測(cè)斷面的監(jiān)測(cè)點(diǎn)處氨氮均超標(biāo),最大超標(biāo)倍數(shù)為2.88倍。對(duì)于氨氮超標(biāo)情況,在庫(kù)區(qū)內(nèi)與庫(kù)區(qū)外氨氮濃度比較均勻,濃度值沒(méi)有太大波動(dòng)。3)高錳酸鹽指數(shù)在布置的5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面上的所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)上,所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)高錳酸鹽指數(shù)均超標(biāo),最大超標(biāo)倍數(shù)達(dá)4.05倍,出現(xiàn)在遼河上游。綜合分析,遼河左岸較遼河右岸水質(zhì)差,庫(kù)區(qū)內(nèi)高錳酸鹽指數(shù)污染因子的變化規(guī)律為:庫(kù)區(qū)下較庫(kù)區(qū)上水質(zhì)差。4.2地表水水質(zhì)指標(biāo)綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果顯示庫(kù)區(qū)地表水水質(zhì)屬于Ⅱ—Ⅲ類水,豐水期水質(zhì)較枯水期水質(zhì)好。下面針對(duì)各污染因子加以分析:1)總氮豐水期總氮濃度與庫(kù)區(qū)水總氮相比,濃度顯著降低,雖然布置的13個(gè)庫(kù)區(qū)地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示總氮濃度均有輕微超標(biāo),但最大超標(biāo)倍數(shù)僅為5.5倍。與枯水期總氮濃度變化趨勢(shì)相似,總氮在靠近主河槽內(nèi)濃度較大,庫(kù)區(qū)內(nèi)較主河槽總氮濃度小,即遼河右岸較遼河左岸濃度大,庫(kù)區(qū)下較庫(kù)區(qū)上總氮濃度大。2)生化需氧量各監(jiān)測(cè)斷面顯示生化需氧量也存在一定程度的超標(biāo)問(wèn)題,最大超標(biāo)倍數(shù)為5.05倍。遼河左岸較遼河右岸的生化需氧量污染嚴(yán)重,遼河下游較遼河上游生化需氧量低。3)總磷對(duì)于總磷的污染情況分析顯示,總磷的污染程度較輕,只有在遼河上游斷面出現(xiàn)總磷的部分超標(biāo),最大超標(biāo)倍數(shù)為2.25倍。4.32水庫(kù)出口水質(zhì)情況2013年庫(kù)區(qū)水質(zhì)較2010年有明顯好轉(zhuǎn),大部分指標(biāo)達(dá)到地表水水質(zhì)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),主要超標(biāo)項(xiàng)為總磷、總氮、鐵、猛及糞大腸菌群,水庫(kù)出口水質(zhì)好于水庫(kù)入庫(kù)水質(zhì)。但4月份以后葉綠素指標(biāo)明顯上漲,按營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)價(jià)評(píng)價(jià),采用透明度、高錳酸鹽指數(shù)、總氮、總磷、葉綠素α等5個(gè)參數(shù)分別評(píng)價(jià),綜合評(píng)價(jià)入庫(kù)口、庫(kù)區(qū)、出庫(kù),均處于輕度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。水庫(kù)生態(tài)工程實(shí)施,對(duì)入庫(kù)水質(zhì)起到了一定的凈化作用,呈現(xiàn)良性循環(huán)的趨勢(shì)?？偟?、總磷依舊是主要的超標(biāo)項(xiàng)目。5結(jié)論和建議5.1庫(kù)水質(zhì)、總氮污染因子的監(jiān)測(cè)水庫(kù)蓄水前全年庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)遼河水質(zhì)為Ⅴ類水,蓄水后庫(kù)區(qū)水質(zhì)豐水期屬于Ⅱ~Ⅲ類水,枯水期為Ⅳ類水。蓄水后加之庫(kù)區(qū)生態(tài)工程建設(shè)的實(shí)施,庫(kù)區(qū)出庫(kù)斷面的水質(zhì)要好于入庫(kù)斷面;豐水期水質(zhì)好于枯水期水質(zhì);庫(kù)區(qū)內(nèi)水體總氮的濃度無(wú)論的枯水期還是豐水期都是污染因子中最高的,2013年監(jiān)測(cè)結(jié)果表明總氮依舊是主要污染因子,需加強(qiáng)監(jiān)測(cè),針對(duì)性的采取治污措施。在濕地植物選擇上增加吸收氮效果更佳的水生植物。5.2提出建議5.2.1控制污染,延長(zhǎng)河流生態(tài)環(huán)境加強(qiáng)庫(kù)區(qū)及上游地區(qū)污染源的治理是遼河石佛寺庫(kù)區(qū)水質(zhì)改善的關(guān)鍵。石佛寺水庫(kù)是典型的平原水庫(kù),水庫(kù)庫(kù)區(qū)面積大,涉及的縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)較多,只有從源頭上控制污染,庫(kù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境才能得到有效保護(hù)。遼河兩岸保護(hù)區(qū)的劃定,河灘地一定范圍內(nèi)禁止耕種農(nóng)田,減少了化肥、農(nóng)藥排入遼河的總量,對(duì)改善水質(zhì)起到尤為重要的作用。建議對(duì)排污單位收取排放保證金,用于控制達(dá)標(biāo)排水。5.2.2水文水化和自凈能力將增石佛寺水庫(kù)為典型的平原水庫(kù),水庫(kù)蓄水后庫(kù)區(qū)水流由原來(lái)的流動(dòng)狀態(tài)改變?yōu)橄鄬?duì)靜止,水的流態(tài)、流速以及水面均發(fā)生較大變化,由于水流條件的改變,水體中污染物的擴(kuò)散和自凈能力將發(fā)生相應(yīng)的變化。水流相對(duì)蓄水前變緩,荷花種植區(qū)在庫(kù)區(qū)的左岸,遠(yuǎn)離主河槽,水流流速很小,水深較淺,是誘發(fā)該庫(kù)區(qū)水體富營(yíng)養(yǎng)化甚至爆發(fā)“水華”的因素之一。在水庫(kù)蓄水初期由于水流對(duì)庫(kù)底的擾動(dòng)等因素,水體中懸浮物等指標(biāo)將出現(xiàn)