涢水白云湖水库“水华”成因分析与控制措施探讨

现场采集水样，每升水样加鲁哥氏液 15 毫升进行固定，带回实验室镜检。藻类的调查、定 性和定量鉴定依据文献[4]、[5]。
经初步鉴定：下白云湖水库内三个采样点的水华优势种为蓝藻门微囊藻属铜绿微囊藻 (Microcystis aeruginosa) ， 同 时 检 出 蓝 藻 门 其 它 藻 种 有 鱼 腥 藻 （ Anabaena azotica ） 和 颤 藻 (Oscillatoria)，硅藻门的针杆藻(Synedra)、小环藻(Cyclotella)、舟形藻(Navicula)和直链藻(Melosira)， 绿藻门的实球藻(Pandorina)、栅藻(Scenedesmus)、空球藻(Eudorina)、十字藻(Crucigenia)、盘星 藻 (Pediastrum) 、 小 球 藻 (Chlorella) 、 卵 囊 藻 (Oocystis) 、 月 牙 藻 (Selenastrum) 、 纤 维 藻 (Ankistrodesmus)、蹄形藻(Kirchneriella)、鼓藻(Cosmarium)、集星藻（Actinastrum），以及隐藻门 的隐藻(Cryptomonas)、裸藻门的裸藻(Euglena)、甲藻门的拟多甲藻(Peridinopsis sp)和金藻门的锥 囊藻(Dinobryon)等。上白云湖水库检出藻种有蓝藻门的微囊藻、鱼腥藻，绿藻门实球藻、空球藻、 栅藻、十字藻、盘星藻、纤维藻、月牙藻和小球藻，硅藻门小环藻、直链藻、针杆藻和舟形藻， 以及隐藻门隐藻和金藻门锥囊藻等，优势藻种为铜绿微囊藻。藻密度见表 1。
4.2 长期控制措施
4.2.1 截污：截断所有流入白云湖水库的排污口，降低水体纳污量的同时，降低水体氮、磷等营 养盐的含量，使水体不具备水华暴发的营养条件。
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4.2.2 保持必须生态流量：适当开启白云湖水库上、下滚水闸坝，保证下游河道必须的生态水量， 同时对库区水体有适当的扰动，破坏水华形成的水体动力学条件。 4.2.3 生物控藻技术：适量投放以蓝、绿藻等浮游植物为食的滤食性鱼类（如鳙鱼、鲢鱼等）， 通过鱼类捕食来控制藻华的发生[20]。 4.2.4 水华的预测与预警：加强白云湖水库藻类的监测，在摸清蓝藻生长规律和水华暴发机理的 基础上，建立白云湖水库水华预测与预警系统。在蓝藻水华暴发前进行预警，提前采取适当的措 施来控制藻华的暴发。
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2.2 水体质量监测及富营养化评价
水质监测项目包括水温、透明度（SD）、pH值、DO、CODMn、TN、TP、Chl-a共8项。上 述项目的测定方法参照文献[2]，Chl-a的测定参照文献[3]。
依据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）对四个采样点水质进行评价，除上白云湖坝 上 30m 处水质评价为Ⅴ类，其它三个采样点的水体质量评价均为劣Ⅴ类。
1 概述
涢水位于湖北省境内，汉江支流，属府澴河水系，发源于大别山麓的大洪山，是汉水东面最 大的一条支流，流经随州、安陆（涢水流经安陆段称府河）、云梦，至应城与云梦交界的虾咀分 流，西支经汉川北部至新沟注入汉水，东支由云梦入孝感的澴河，合称府澴河，至武汉谌家叽注 入长江，涢水干流长度 281km。在涢水两岸，有数百条支流呈叶脉状分布，其中流量较大的 有厥水、溧水、溠水、均水、清水河、洑水、瀖水、石河水、杨家河、郑家河、富水、徐 家 河 、五 龙 河 、支 水 、浪 水 、章 水 、漻 水 等 ，形 成 一 个 相 对 独 立 的 水 系 ，称 为 涢 水 流 域 [1], 流域面积 9039km2。
严平川 汪庆华 朱耀祖：涢水白云湖水库“水华”成因分析与控制措施探讨
涢水白云湖水库“水华”成因分析 与控制措施探讨
严平川 汪庆华 朱耀祖
（荆州市水文水资源勘测局，湖北 荆州 434000） 【摘 要】：2011 年 5 月中旬涢水白云湖水库首次发生蓝藻“水华”，严重影响水体功能。经调 查 、 研 究 ， 涢 水 白 云 湖 水 库 “ 水 华 ” 优 势 种 为 蓝 藻 门 微 囊 藻 属 铜 绿 微 囊 藻 （ Microcystis aeruginosa），库区最大藻密度达到 1.02×109 个/L，下白云湖水库随州水文站基本断面水体呈 重度富营养化，其它两个监测点和上白云湖水库水体呈中度富营养化，下白云湖水库三个监测点 水质评价均为劣Ⅴ类，上白云湖水库为Ⅴ类。从水文、气象和水质条件三个方面进行分析，干旱 少雨天气与人为原因导致水库上游来水和下泄水量基本为 0，库区水体处于静止状态，加上持续 的高温天气和库区水体的富营养化，成为白云湖水库蓝藻水华爆发的根本原因。同时针对白云湖 水库城市景观水体功能，提出控制水华暴发的措施与对策。 【关键词】：涢水；白云湖；蓝藻；水华；控制
8 0.61 7.52 0.318 0
波导大桥 26.1 9.1 6.7 5.2 0.38 1.52 0.122 0.1
下白云湖 大坝处 26.1 9.2 9.3 11 0.35 1.75 0.099 0.1
富营 养化 评分 值
66.0
82.4
73.7
77.1
富营 养化 评价
中度 富营 养 重度 富营 养 中度 富营 养 中度 富营 养
3.3 水质条件
氮、磷是藻类生长的重要营养组分，其浓度增高，有利于促进铜绿微囊藻藻生长[12]、[13]、[14]、 [15]。水华的发生肯定与氮、磷营养物质有密切的关系，除了总氮、总磷浓度外，还与氮磷比值 以及它们在水体中的存在形态有重要关系。理论上水中氮磷浓度比为7：l时最有利于藻类的吸收 利用，对水华藻类而言，最容易引起水华[16]。
水 质
藻密度
评 价
（104 个 /L）
Ⅴ 1130
劣 Ⅴ 102270
劣
Ⅴ
7300
劣
Ⅴ
3300
3 水华成因分析
藻类水华暴发是指在一定的营养、气候、水文条件和生态环境下形成的藻类过度繁殖和聚集 的现象，是水体环境因子综合作用的结果[7]。下面从水文、气象和水质条件三个方面分析白云湖 水库蓝藻水华形成的原因。
4 水华控制措施探讨
综上所述，白云湖水库水华暴发是水文、气象、水体营养盐等各个方面条件耦合的结果。从 耦合条件的形成提出控制蓝藻水华暴发的措施。
4.1 短期处理措施
4.1.1 引水冲污：从上游放清水对白云湖水库进行冲污，不但扰动库区水流，而且降低库区水体 营养盐浓度，从营养条件和水文条件两方面对藻华进行控制。 4.1.2 人工捕捞：采用固体浮子式橡胶围油栏进行围隔，将浮游藻华聚集在小范围，通过捞藻船 或人工捕捞的方式将藻华去除[17]，这是人工除藻较为有效的方法。 4.1.3 喷施除藻剂：鉴于目前上游可提供水量不足，城区景观河段又不能没有水，暂时消除水华 的办法是喷施除藻剂[18]、[19]。由于喷施除藻剂会引入新的污染物质，导致水体二次污染，所以此 法为控藻下策。建议不到万不得已的情况，不采用此方法。
根据水质监测情况看，下白云湖水库三个采样点（随州水文站基本断面、波导大桥、下白云 湖水库大坝前）TP 的监测值依次为 0.61、0.38、0.35mg/L，TN 依次为 7.52、1.52、1.75mg/L， N/P 比值范围为 4：1~12.3：1，比较符合藻类生长的营养条件，为蓝藻水华的暴发必要条件。
吴剑等[6]，对蓝藻水华优势种铜绿微囊藻的研究表明处于延迟期和对数生长期的铜绿微囊藻 使培养液的pH 值上升，最大值可达10.94；稳定期和衰亡期的微囊藻使培养液pH值降低。根据 藻团形态和水体实测溶解氧含量、pH值以及Chl-a测定值判断，下白云湖水库蓝藻水华正处于藻 类生长曲线的对数增长期，还没有达到稳定生长期或藻华暴发时期。
严平川 汪庆华 朱耀祖：涢水白云湖水库“水华”成因分析与控制措施探讨
表1 白云湖水库“水华”监测成果表
采样 站点
水 温
PH
溶 解 氧
℃
上白云湖 大坝上 30 26.1 8.3 7.4
米处
随州水文 站基本断 26.1 9.7 9.1
面
高锰 酸盐 指数
总 磷
总 氮
mg/L
叶绿 素
透明 度
m
8.5 0.16 1.67 0.045 0.4
作者简介：严平川，1976年生，荆州市水文水资源勘测局工程师，从事水生态、水环境监测与评价工作。 TEL：13886649482，Email：yanpchuan@
严平川 汪庆华 朱耀祖：涢水白云湖水库“水华”成因分析与控制措施探讨 本世纪初，随州市委、市政府以“一河两岸”理念打造随州山水城市，在涢水城区下段新建下白云 湖大坝，相距约 7km 的两座滚水闸（坝），将涢水随州城区段分成三段，最上段称为上白云湖水 库，库容约 611 万 m3，中段为下白云湖水库，库容为 995 万 m3。上白云湖坝下 200m 处有排污 口入下白云湖水库，坝下 380m 处有随州水文站基本断面。2011 年 5 月 19 日，白云湖水库发生 大面积蓝藻“水华”，整个湖面漂浮一层蓝色油漆状物质，散发刺鼻的气味，感观极差，严重影响 到白云湖城市景观水体的功能和城区人们的身心健康。研究白云湖水库蓝藻水华形成的原因，并 提出短期内控制水华的措施，迎接即将到来的神农节；提出长期的水华控制措施，保证白云湖水 库城市景观水体功能和涢水下游生态用水需求。
3.1 水文条件
由于涢水流域 2011 年上半年干旱少雨，流域降雨量与历史同期相比偏少 7 成，白云湖水库 上游来水量很小，据随州水文站监测结果显示，来水量仅为 1m3/s，不能对库区水体起到扰动作 用。随州市为了迎接即将到来的神农节，保持城区景观用水的需求，关闸蓄水，下白云湖水库滚 水闸基本扎死，下泄水量为 0 m3/s。涢水在随州城区被彻底截断，下游断流，下白云湖水库内水 体基本静止，水体无扰动，这是蓝藻水华形成必备条件之一[8]、[9]。
3.2 气候条件