于桥水库富营养化现状及水草控制措施

于桥水库富营养化现状及水草控制措施
朱海燕;戴学颖;陈孝君
【摘要】2006年春末夏初,引滦于桥水库菹草爆发,对供水水质和供水渠道运行安
全造成严重影响.作为天津市唯一的饮用水源地,于桥水库的水生态环境保护工作至
关重要.为了有效地控制菹草的大面积爆发,该文重点对富营养化发生机制、菹草的
生态习性及在引滦水域的发生特点进行研究,结合于桥水库水源地的实际情况,提出
了该水库草型富营养化控制的处理措施.
【期刊名称】《水科学与工程技术》
【年(卷),期】2010(000)002
【总页数】3页(P16-18)
【关键词】富营养;现状;水草;控制措施
【作者】朱海燕;戴学颖;陈孝君
【作者单位】天津市引滦工程于桥水库管理处,天津,蓟县,301900;天津市引滦工程
于桥水库管理处,天津,蓟县,301900;天津市引滦工程于桥水库管理处,天津,蓟
县,301900
【正文语种】中文
【中图分类】X524
1 于桥水库富营养化现状
引滦入津工程起于河北境内的潘家口水库，经大黑汀水库调蓄，穿越引滦输水隧洞，
流入河北省遵化市境内黎河干流，汇入天津市蓟县境内于桥水库，向天津供水。

作为天津市最重要的饮用水水源地的于桥水库，控制流域面积2060km2，流域面积近80%在河北省的遵化市和兴隆县。

主要入库河流除黎河外，还有两条支流即沙河、淋河。

于桥水库通水初期，水库富营养化为“贫～中”水平，水源水质在国家地表水环境质量标准Ⅱ～Ⅲ之间。

引滦通水近25a，水库富营养化已经达到“中～富”水平。

其中总氮、总磷、氨氮、溶解氧、pH值、高锰酸盐指数属于引滦两座水库的特征污染物。

2 于桥水库污染途径
2.1 上游沙河、淋河、黎河挟带的有机污染物（氮、磷及铁、锰）
在引滦调水5亿m3、于桥水库为平水年的情况下，水库60%的磷负荷、50%氮负荷来自于水库本流域非点源地表径流。

2.2 于桥水库库区周边村落、农田等面源污染
库周村落面源污染输入的氮、磷分别占16.8%和22.9%。

2.3 滦河源水的污染
滦河流域本身的污染较为严重，于桥水库23.2%的氮和27.1%的磷来自于源水。

氮、磷污染物负荷以及变化趋势见表1及图1～2。

表1 于桥水库总磷、总氮负荷计算表于桥水库污染物负荷/t T P T N 1 9 9 3 9.2 5 1 8.1 1 6 1 9 9.8 4 3 6 9 1 9 9 4 8.2 9 6 4.2 9 5 4 3 2.4 4 0 2 3 1 9 9 5 7.7 6 4 3.3 7 8 4 7 1.7 5 7 7 6 1 9 9 6 9.9 4 7 3.6 2 4 3 3 7.7 9 1 4 3 1 9 9 7 9.5 6 0 8.5 0 0 1 9 2.2 5 4 7 6 1 9 9 8 9.2 0 1 6.1 3 8 2 5 5.8 7 0 7 4 1 9 9 9 8.4 1 4 7.4 9 1 1 3 5.9 4 8 0 6 2 0 0 0 5.3 8 1 4.8 8 2 2 3 1.6 3 2 2 9 2 0 0 1 4.9 1 9 4.5 6 3 2 8 3.1 3 1 7 8 2 0 0 2 4.1 3 1 4.0 8 5 3 7 5.4 4 1 1 0 2 0 0 3 4.5 6 3 4.1 5 5 1 2 7.5 2 9 3 3 2 0 0 4 3.7 4 9 3.7 3 5 1 9 0.6 2 1 2 1 2 0 0 5 4.2 0 9
4.0 7 9 1 0
5.6 2 7 4 2 2 0 0 6
6.9 6 4 6.6 0 7 1 1 1.0 4 5 0 2年份入库水量/1
0 8 m 3引滦输水/1 0 8 m 3
3 于桥水库菹草发生的特点
3.1 菹草的分布特点
于桥水库原主河道基本没有菹草，菹草的分布沿主河道向两侧成条带状分布，离主河道越远密度越大，即主要分布在水深为2m左右的水域内。

3.2 菹草发生的时间
在一年内，菹草累计的生物量呈单峰型，生物量的高峰期为5月上旬至6月中旬，该期为菹草的花果期和芽殖体的发育期。

按照菹草生物湿重5kg/m2，可以估算于桥水库库区的生物湿重。

菹草呈指数增长期间，于桥水库的水位基本上在20m以下，蓄水量在2亿m3，此时库区水面面积为70km2，即于桥水库库区的总生物
湿重为35万t，其生物干重为5万t。

菹草的发生规律可以概括如下：芽殖体越夏、幼苗越冬、春末夏初呈指数生长，生物量的累积曲线呈现S型，库区所有的水域均有菹草生长，但是大都发生在2m
以下的水域，水体营养程度呈中营养状态，发生的时期为5月上旬～6月中旬。

4 菹草过量生长对水源地的影响
4.1 导致生物填平作用，加速水库的衰老过程
对于于桥水库这样的浅水型湖库来说，不能忽视大量水生植物沉落对生物的填平和促淤作用。

库底的抬高速率是惊人的，水库用不了多少年，就会出现沼泽化的迹象，从而失去它的原有功能。

4.2 对溶解氧和pH值的影响
大量的菹草占据了水体空间，在连续阴雨天时，鱼类在有限的水体空间年内与水生
植被争夺溶解氧；春末夏初，在水草繁茂的水域，由于光合作用强烈，水中大量的CO2被消耗掉，造成库区pH值骤然升高，严重时会出现大面积的死鱼现象。

4.3 菹草的沉落分解导致水源的2次污染
沉落的大量菹草在腐败分解过程中不仅会消耗大量的溶解氧，造成菹草聚集区的高锰酸盐指数升高和溶解氧的下降，同时，还会释放大量的氨和硫化氢。

在春末夏初之际，这种作用相当强烈，会使水体变黑变臭，不仅造成鱼类大量死亡，而且使库区水体水质超过国家地表水Ⅲ类标准。

4.4 加剧底泥营养盐的释放，提高水库的营养化水平
菹草在生长期间从底泥和水体中吸收大量的营养盐会在衰亡后释放到水体中，增加水库营养盐的浓度，若不采取有效措施及时将菹草吸收的营养盐转移到库外，水体营养盐的负荷会进一步加大。

在水库超低水位运行或者水库遭遇洪水时，在营养盐的平衡被破坏的条件下，极有可能导致蓝绿藻的爆发。

5 治理措施
湖库富营养化治理措施为：控源、生态修复和流域管理。

控源包括控制流域上的各种外源负荷及沉积物释放所产生的内源负荷，这对浅水湖库富营养化控制非常必要。

在控源的基础上，进行以水生植物恢复为核心的生态修复工作。

湖滨带的生态修复可以有效拦截来自陆地的污染物质，而湖库内部各种类型水生植物的恢复可以有效地降低沉积物悬浮和内源污染释放。

因此，在所有针对湖库富营养化控制的技术中，主要有营养负荷控制和湖库生态系统修复两大类技术。

根据于桥水库目前的水环境状况和特点，应采用应急治理和长期控制相结合的方式对其进行综合治理。

5.1 治理方案
（1）在菹草芽殖体生长期进行收割和捕集，以降低菹草的繁殖速度。

通过收割消减成熟芽殖体的数量，控制下年度菹草的繁殖，以减少下年度菹草的生长量。

通过
捕集将菹草富集的营养盐转移到库外，捕集出来的菹草晒干后可以用于饲料加工和积肥。

收割和捕集均在较低水位下进行，需要改变水库调度运用方式。

同时，菹草的收割增加了捕集成本和难度。

（2）在菹草死亡漂浮后进行捕集。

此时捕集可减少收割成本，同时可以充分利用风向将菹草进行集中，减少捕集成本和难度。

但菹草繁殖出大量成熟芽殖体进入水库，从而增加下年度的控制难度。

由于菹草死亡时间集中而且生物量巨大，这需要耗费大量人力物力，如果捕集不及时，会形成菹草的2次污染。

5.2 应用生物技术控制湖库内源营养负荷
5.2.1 利用生态工程改善水质
选择合适的物种与菹草进行营养竞争，以减少菹草的生长量，防止菹草大量同时死亡所形成集中的2次污染，多物种的竞争生长可使不同种类植物分批分量死亡，
使菹草的2次污染逐批逐量发生，可充分利用水体净化功能予以消除。

5.2.2 应用生物操控技术适度控制菹草生长
经典的生物操纵理论主要是通过调控食物链，即增加肉食性鱼类，减少滤食性鱼类来调节浮游动物的结构和种群数量，强调用浮游动物对藻类的牧食来控制水体中藻的含量，从而改善水质。

水库的情况特殊，要选择合适食草鱼类吃食菹草，从而控制菹草的生长。

5.3 通过控制水库运行水位来抑制菹草过度生长
通过采用优化的调度运行方案来抑制菹草的过度生长。

考虑到4～6月份是菹草开花结果期和芽殖体形成期，可以通过协调，将调水日期控制在每年的3月中下旬。

（1）在菹草生长到成熟期以前，将水库水位抬高，保持相对高水位运行，从而破坏菹草疯长的生长条件，抑制菹草的过度增长。

因为菹草的生长除了需要营养盐以外，还有能量。

可以通过控制菹草生长期的于桥水库运行水位，控制合适的水深，减少透光度，消减菹草吸收的能量。

（2）引水期间（50m3/s的入库流量）强大的机械切割作用对菹草造成极大的损伤。

（3）2亿m3水量可以完成对深层高浓度营养水体的置换。

6 结语
综上所述，控制引滦水源地水库的菹草是一项复杂的工程，对菹草进行控制和治理需要保持谨慎态度，菹草的过度生长和2次污染会对水库水质产生严重影响，甚至影响正常的输水；但菹草作为水库生态系统中不可缺少的一部分，对水库各种污染的净化起着至关重要的作用，对水库菹草的治理应适量适度进行，以保证水库的生态系统处于良好状态。

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