北庙水库水源地水资源现状及保护措施探讨

北庙水库水源地水资源现状及保护措施探讨
张宁
【摘要】北庙水厍是云南省省级重要城镇集中供水水源地,也是保山市城镇饮水、农业灌溉的重要水利枢纽工程;通过对北庙水库水资源状况进行分析、评价,提出保护对策,旨在为当地政府的水资源保护和开发利用提供参考.
【期刊名称】《保山学院学报》
【年(卷),期】2015(034)002
【总页数】5页(P21-25)
【关键词】水资源保护;北庙水库;保山市
【作者】张宁
【作者单位】云南省水文水资源局保山分局,云南保山678000
【正文语种】中文
【中图分类】X2
近年来，随着我国经济迅速发展，饮用水源质量状况已成为关系国计民生的重大问题。

协调水资源保护与社会经济可持续发展的关系是云南省“十三五”时期水资源开发、利用和保护的重要内容，是水行政主管部门履行职责的要求，也是全面落实生态环境保护的重要控制性要素。

北庙水库作为保山市主城区饮用水源、农业灌溉和城市防洪的重要水利枢纽工程，加强水资源保护对保山市经济和社会发展起到举足轻重的作用。

近些年，随着城市
发展，北庙水库供需矛盾开始显现，尤其是遭遇连续几年的特大干旱，供水安全受到较大影响。

目前，保山城区日供水总规模已达6.2 ×104 m3，其中北庙水库日供水4.5 ×104 m3，占供水总规模的72.6%。

北庙水库水资源的可持续利用是保山中心城区及城郊23 万人的重要水源保障，关系到城市安全及社会稳定。

根据云南省水环境监测中心保山市分中心监测资料显示，水库水质从蓄水初期的I 类水质降至目前的Ⅱ类水质，甚至部分月份出现Ⅲ类水质。

随着各级政府加大水资源保护和治理力度，北庙水库水资源状况下滑趋势得到控制，但水源地的水质保护和流域内群众的经济社会发展之间的矛盾仍旧突出。

1 北庙水库水资源状况
北庙水库位于保山市隆阳区板桥镇沙坝村附近的东河上游，东经99 °13′，北纬25 °15′，距保山城区19 km，是一项综合利用的水利工程，以城市供水、农业灌溉为主，同时兼顾防洪等。

水库所在东河流域位于怒江一级支流勐波罗河的上游，控制径流面积本区119 km2，引流区45.4 km2；多年平均径流量本区6.936
×107 m3，引流区2.646 ×107 m3；多年平均输沙量1.7 ×108 kg。

水库现状最大坝高73 m，为均质土坝，坝顶高程1,783.63 m，总库容7.491 ×107 m3。

1.1 水资源量分析
云南省水文水资源局保山分局在北庙水库设有水文站，建设于1953年，有水位、降水、蒸发、流量、水质等监测项目，迄今有1954-2013年共60年完整的径流资料[1]P41～44。

该区域至今没有较大的水利水电工程建设，观测期内径流资料系列具有较好的一致性。

1.1.1 北庙水文站径流还原
北庙水文站属国家基本站，资料可靠，观测资料年限为1961年6月至2010年12月，每天按8:00、20:00 等时段固定观测库内水位。

经过与水库供水、降水量对照分析，无明显不合理现象，而且北庙水库除险加固工程初步设计等项目中已多
次复核，水位观测资料较可靠。

1）还原方法
根据北庙水文站观测资料，可供径流还原使用完整的资料系列为1961-1990年，共计30年。

径流量还原的水量平衡公式如下：
W=W 测+△W 库+W 蒸
式中：W 测—水文站实测月径流量；△W库—库容变化量；W 蒸—水库蒸发损量。

水库库容变量为还原时段始末的库容变量，根据水库时段始末的水位查库容曲线推求。

1991-2010年因有外流域引水，且没有实测引水资料，故1991-2010年还原水量仅供参考，采用下游柯街水文站资料进行插补。

2）径流还原成果评价
经点绘1960-1990年成果，其径流量与降水量是基本对应的，因此，北庙水文站径流还原的30年入库径流成果是基本可靠，满足使用要求。

径流系列1991-2010年采用北庙文站1961-1989年还原径流与柯街水文站同期
实测径流建立相关，根据相关点据分布按经验目估确定其相关线，相关方程为Q
北=0.0698Q 柯+0.5，见图1。

图1 北庙水文站与柯街水文站年径流相关关系图
③成果合理性分析
北庙站径流系列插补延长后达51年（1960-2010年），其多年平均径流量为6.4 ×107 m3，较1960-1990年实测系列的多年平均径流量6.87 ×107 m3 小4.0%。

从柯街水文站站径流资料分析，1960-2010年多年平均径流量也较1960-1990年多年平均径流量小3.8%，两者大致相应，插补段径流过程与保山气象站降水过程基本一致，故插补段成果合理。

各站年径流与保山气象站年降水过程对照见图2。

图2 各站年径流与保山气象站年降水过程对照
1.1.2 北庙水库径流成果
根据还原成果分析得到北庙水库径流成果见频率成果图3。

图3 北庙水库径流频率曲线
1.2 北庙水库水质状况
1.2.1 水质变化趋势性分析
北庙水库多年来为保山市经济与社会的发展提供了可靠的水源保障，根据云南省水环境监测中心保山市分中心2008年-2014年的监测资料分析，采用《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)进行单因子评价，按照饮用水源保护区Ⅱ类标准为目标。

水库水质在全年、汛期和非汛期总体保持在地表水Ⅱ类标准，但在月份监测中出现超过Ⅱ类标准的监测结果。

北庙水库2008年-2014年水质类别见表1。

表1 北庙水库2008年-2014年水质类别年份汛期非汛期全年超标项目(超标倍数)2008Ⅱ Ⅱ Ⅱ 无2009Ⅱ Ⅱ Ⅱ 无2010Ⅱ Ⅱ Ⅱ 无2011 Ⅱ Ⅲ Ⅲ 总氮（0.06）2012Ⅱ Ⅱ Ⅱ 无2013Ⅱ Ⅱ Ⅱ 无2014Ⅱ Ⅱ Ⅱ 无
表2 北庙水库2001年-2014年主要污染物水质浓度肯达尔检验变化趋势污染物
全年期Z 值全年期趋势汛期Z 值汛期趋势非汛期Z 值非汛期趋势高锰酸盐指数5.93 高度显著上升 5.51 高度显著上升 2.78 显著上升氨氮 -2.48 显著下降 -2.44
显著下降 -0.98 无趋势总磷 -0.37 无趋势 -0.58 无趋势 0.00 无趋势总氮 0.76 无
趋势 -0.59 无趋势 1.81 显著上升
从表1评价结果以及年度监测成果分析如下：
按汛期、非汛期和全年进行水质类别评价，北庙水库2008年-2014年中，除了2011年非汛期和全年为Ⅲ类水外，其余均为Ⅱ类水质，无超标项目，说明北庙水库水质总体稳定，但从月度监测成果看，个别月份出现超Ⅱ类水质的项目主要为总磷、总氮和高锰酸盐指数以及粪大肠菌群等部分超标因子，在年度合格频次上看，月度监测水质Ⅱ类合格次数均在80%以上。

从保山市分中心2001年-2014年监测资料分析，选取高锰酸盐指数、氨氮、总磷和总氮项目，采用肯达尔检验法进行趋势性分析，分析结果见表2。

表2肯达尔检验看出，北庙水库高锰酸盐指数全年和汛期均为高度显著性上升，
非汛期显著性上升；氨氮在全年期和汛期显著下降；总磷无显著性变化趋势；总氮在非汛期显著上升。

高锰酸盐指数显著性上升反映北庙水库水体有机及无机可氧化污染物含量有逐年增大趋势。

1.2.2 富营养化评价
按照营养状态评价项目透明度、叶绿素α、总磷、总氮）、高锰酸盐指数等5 项
指标作为评价指标，采用综合营养状态指数法，对北庙水库富营养化状态进行评价，从2001年-2014年评价结果看，全年、汛期和非汛期富营养状态均为中营养，营养状态指数20＜EI≤50，说明近年来，北庙水库的富营养化状态稳定，但从评价
项目营养状态指数赋分值En 分析，En 值逐步趋大，有存在向轻度富营养化转变
的风险。

1.2.3 水生生物监测状况
云南省水环境监测中心保山市分中心从2008年开始对北庙水库库区开展水生生物藻类监测，监测项目包括水生生物指标叶绿素α、藻类优势群种、藻细胞密度。

藻类分布主要统计藻细胞密度和优势群种两项指标，并依据藻细胞密度对北庙水库进行了风险评价。

从监测成果看，监测的浮游植物种类主要来自蓝藻门、绿藻门、硅藻门、金藻门和甲藻门等，经镜检计数，北庙水库藻细胞密度基本在15.0×104
个/L 左右，含量水平较低且结构单一，短期内水华发生的风险为：“不具条件”。

2 北庙水库污染物来源与入库量估算[2]P30～32
保山市各级政府高度重视北庙水库的保护和开发利用，在2006年封停了保山乾鑫硅业有限公司老营硅厂以及围绕库区周边的所有采石场和采沙场，有效减少了库区周边的点源污染，但保山市属于农业大市，北庙水库周边的水土流失以及农田灌溉
面源污染问题仍然存在。

2.1 水土流失
根据《保山坝区及相关区域水资源综合利用规划》[3]统计，北庙水库涉及水土流
失面积流域面积164.4 km2，其中无明显流失面积149.2 km2；流域水土流失面
积15.2 km2，其中轻度流失面积3.59 km2，占流失总面积的23.6%；中度流失
面积11.6 km2，占流失总面积的76.4%；强烈流失与极强烈流失在流域内以点的形式分布，未计入流失分布情况表。

参考昆明松华坝水库库区土壤氮素含量取值，本次取值0.50 g/kg。

土壤含磷根据红壤及红壤性水稻土，第四纪粘土等0.10～0.36(g/kg)，取下限值0.10 g/kg，因水土流失产生量氮、磷污染物入库量分别为：总氮63.2 t/a 和总磷12.6 t/a。

水土流失面积以及水土流失强度等级平均土壤侵
蚀模数取值见表3。

表3 水土流失面积以及水土流失强度等级平均土壤侵蚀模数取值极强度侵蚀面积（km2） 149.2 3.59 11.6 0 0土壤平均侵蚀模数（t/km2 ·a）（t/km2 ·a） 450 2000 4500 7000 12000土壤侵蚀量（万t）6.71 0.72 5.22 0 0土壤侵蚀强度等
级微度侵蚀轻度侵蚀中度侵蚀强度侵蚀
2.2 农田化肥流失
据2014年保山统计年鉴[4]P7～9，径流区化肥使用量(折纯)256 t，其中：氮肥80.04 t，磷肥25.62 t，钾肥 26.62 t，复合肥 90.79 t，氮、磷、钾的比例基本上是1.0：0.6：0.3，农药使用量18.7 t。

如按氮肥、复合肥利用率30-40%，土壤
固定40～50%，淋溶损失8-15%；磷肥利用率20-30%，土壤固定55-65%，淋溶损失5-10%计算，规划区化肥流失量为总氮19.2 t/a 和总磷5.4 t/a。

2.3 农村生活污水
在径流区内居住农村人口16,874 人，分散居住在板桥和瓦窑两个镇的62 个自然村，按农村生活污水人均产生量40 kg/人·d，流失系数80%，生活污水中COD、
TN、TP 分别是28.7 g/人.d、1.6 g/人.d 和 0.4 g/人.d计，考虑农村生活污水在
输送过程中通过蒸发、下渗等过程被土壤消纳、沉淀，累积于土壤，部分污染物随降雨流失，经计算主要污染物排放量分别为：COD 177 t/a、TN 9.9 t/a、TP 2.5 t/a。

2.4 农村生活垃圾
经调查，流域内农村生活垃圾暂无任何处置措施，依多年的生活习惯，垃圾随意处理，污染物排放量大，污染面广。

参考滇池流域典型调查数据，农村生活垃圾人均产生0.88 kg/人.d，垃圾流失量30%，取垃圾中含N 量1.5%，含P 量0.08%，则农村生活垃圾产生污染物量为 TN 24.5 t/a、TP 1.3 t/a。

2.5 人畜粪便污染
按照2013年保山统计资料，流域内养殖大牲畜4130 头；猪16,763 头；羊
9,064 只；家禽43,009 只。

污染源核算按人均日排泄粪尿1.2 kg 计，猪日均排
泄物5 kg、大牲畜10 kg、羊1 kg、家禽0.05 kg 计，人畜粪尿总产生量57,192 t/a。

考虑粪便堆积发酵后回田利用，平均流失率取20%，计算出流失量15,908
t/a。

根据《全国总量核算》技术方法，畜禽养殖COD、TN、TP 排污平均值
(g/p.d 折纯)分别是：人30、3.5、0.6；大牲畜 665、167.4、27.6；猪 90、12.4、4.66；羊 12.0、6.25、1.23；家禽 2、0.75、0.32。

按此计算，流域内人畜粪便
污染物排放量分别为COD 362 t/a、TN 76.5 t/a、TP16.6 t/a。

根据北庙水库径流区污染物来源调查以及入库量的估算，绘出TN 和TP 污染负荷产生总量结构图4。

图4 TN 和TP 污染负荷产生总量结构分布
3 北庙水库水资源保护措施讨论
通过北庙水库径流区的水资源量分析、水质现状评价以及入河污染物调查、分析、计算，目前，北庙水库污染负荷总量小于水库水体承载力，水质状况能达到水资源
保护目标，但考虑到水库水质总体变差的趋势还未根本扭转，隐患仍在，加强库区水资源保护和利用仍然任重道远。

在库区水资源量多年保持稳定的情况下，加强库区水质保护是北庙水库水资源保护的重要环节。

针对北庙水库水资源保护实际情况，还应从几个方面采取措施。

3.1 工程措施
根据北庙水库水源地的重要性和具体特点，有针对性地制定保护工程方案，包括物理隔离工程（护栏、围网等）和生物隔离工程（防护林等），防止人类活动对水源保护区的水质造成影响。

禁止和杜绝径流区内的滥挖滥采、毁林开荒，有计划地实施退耕还林、还草工程和水土保持工程，有效控制水土流失。

3.2 面源污染控制
从北庙水库污染物来源及入库污染负荷产生结构看，面源污染中人畜粪便、水土流失和农田化肥流失占污染物总量的较大部分，加大北庙水库径流区农田氮磷流失生态拦截工程，对于北庙水库相连通的农村河道，应采取农村河道的综合治理工程。

农村人畜粪便污染方面，应正确引导使用沼气资源，改善农业生态环境，减少农药及化肥的使用量[5]。

3.3 节约和保护水资源
按照北庙水库水源保护区的保山市水资源保护规划[6]P44～46，明确农业、林业、水利、建设、环保等部门管理责权范围，强化水库各水源保护区的环境规划、工程建设、水源林保护、环境监测、河道治理等的管理和监督意识，科学保护水资源。

加强农村居民文化、科技和思想道德教育，树立农村居民生态和环境保护意识。

利用水文水资源和防汛信息，使水资源的开发利用走向规范化、制度化和科学化。

同时加强水资源状况监测力度，为合理分配水资源提供技术支撑。

【相关文献】
[1] 保山市北庙水库饮用水水源地保护规划 [R].昆明龙慧工程设计咨询有限公司，2014.
[2] 代堂刚.渔洞水库径流区水环境容量及污染物总量分析[J].水资源研究，2013(3).
[3] 保山坝区及相关区域水资源综合利用规划 [R].云南省水利水电勘测设计研究院，2014.
[4] 2014 保山统计年鉴[R].保山市统计局、国家统计局保山调查队，2014.
[5] 隆阳区城市饮用水北庙水库水源地保护综合整治典型设计.隆阳区北庙水库管理处，2006.
[6] 保山市水利局.保山市水资源保护规划[R].保山：保山市水利局，2002.。