富营养化水库水环境容量研究

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1、水利类富营养化水库水环境容量研究董飞1彭文启1刘晓波1(1中国水利水电科学研究院，北京，100038)摘要t根据富营养化水库水污染防治规划需求，以长寿湖(狮子滩水库)为案例，在水库水质状况和变化特征评价基础上。建立了基于水库水质特征的水环境容量的计算方法，并计算了水库在不同水质控制目标下的TN、TP和CODc，的水环境容量；同时根据水库的现状污染物入湖量。进行了长寿湖污染物总量控制分析．结果表明，长寿湖现状污染物入湖量已经超过控制水质目标下的水环境容量，需对污染物入湖量进行削减。计算成果为长寿湖流域水污染防治规划提供

2、科学依据。关键词：水库富营养化水环境容量水库水质模型长寿湖1前言富营养化防治是水库水质管理的重大问题之一，控制水库富营养化的关键是水库流域的水污染防治，而科学合理的流域水污染防治措施制定的重要依据是水库特征污染物的水环境容量。水环境容量是水环境科学的一个基本理论问题【lJ，也是流域水环境管理中一个重要的实际应用问题，是流域水质目标管理的基本依据。同时，水环境容量作为作为环境容量的重要组成部分，已成为我国水环境综合整治规划的重要技术方法【z】。20世纪60年代日本学者首次提出环境容量的概念，20世纪70年代，我国学者开

3、始研究水环境容量。水环境容量的研究在我国流域水污染防治规划方面发挥了重要的作用。随着研究和实践的深入，其概念和内涵不断发生变化。国内研究人员提出的典型水环境容量的定义包括：①水环境容量是满足水环境质量标准要求的最大允许污染负荷量，或纳污能力【31。②一定水体在规定环境目标下所能容纳污染物的量【l】。③水体环境在一定功能要求、设计水文条件和水环境目标下，所允许容纳的污染物量【4】。④在一定环境目标下，某一水域所能承担的外加的某种污染物的最大允许负荷量【5】。⑤在不影响某一水体正常使用的前提下，满足社会经济可持续发展和保

4、持水生态系统健康的基础上，参照人类环境目标要求某一水域所能容纳的某种污染物的最大负荷量或保持水体生态系统平衡的综合能力IoJ。综合上述概念，可以认为水环境容量是反映设计水文条件下，水体满足规划水体功能水质目标时所能受纳的污染物负荷。从流域水污染防治规划和管理的角度。水环境容量需要依托水质模型进行定量计算。本文以富营养化水库长寿湖为案例，选择适宜的水库水环境容量计算模型，提出了水库在不同水质控制目标下的TN、TP和CODcr的水环境容量计算方案。2长寿湖富营养化状况评价2．1长寿湖概况．371-中国水利水电科学研究院第

5、十届青年学术学术交流会论文集长寿湖，又称狮子滩水库，位于重庆市长寿区东部，形成于“一五”期间的重点工程——狮子滩水电站工程。长寿湖水域面积65km2。岛屿203个，是长寿区主要的饮用水源地(见图1)。狮子滩水库坝址以上控制流域面积3020km2，死水位3285m，正常蓄水位347Om，校核洪水位3489m(p=005％)，坝项高程350Om．为多年调节水库吼图1长寿湖水系图长寿湖建设之初的主要功能为发电和灌溉；到20世纪80年代，随着长寿湖旅游业、养殖业的蓬勃发展，长寿湖已经成为集饮水、灌溉、旅游、养殖和发电为一体的

6、多功能水体。2．2长寿湖富营养状态评价2000年以后，随着养殖业的无序发展，长寿湖水质己受到严重污染，湖区富营养化状况十分严重，2002年7月曾出现大面积浮水植物爆发现象，引起了各方面的重视_j。各部门加强治理后，到2005年水质有所好转；但随着上游污染的急剧增加，近年来。长寿湖水质又呈现恶化趋势。本次研究选取指数评分定级法和综合营养状态指数法计算长寿湖的富营养状态指数。首先根据《地表水资源质量评价技术规程》(sL395-2007)，采用指数评分定级法来确定湖库的富营养状态指数．长寿湖历年水质情况见表l。墨!苎量塑里

7、兰查塑堡竺茎至评价指标CODerTN"ITCODM．NHJ-NpHcu‘I水利类表l的调查成果表明：2003年长寿湖总体水质为V类，主要污染指标是TN和TP：2004年长寿湖总体水质为劣V类，主要污染指标是TN，2004年枯水期水质出现好转，2005年恢复为Ⅳ类：随着上游污染的急剧增加，长寿湖水质继续恶化，2006年总体水质为V类，主要污染指标是TN；2007年总体水质为劣V类，主要污染指标是TN和TP：2008年与2009年总体水质是V类，主要污染指标是TN和TP：2010年，总体水质是劣V类，主要污染指标是TN和

8、TP。总体来看，长寿湖水质呈下降趋势。由表l可知，长寿湖的11P、TN和Chl-a(叶绿素a)的平均值分别为0．095mg／L、1．94mg／L、0．822mg／L。3个项目对应的富营养状态指数均已超过50；长寿湖2008年(本研究选取的典型年)TP、TN和Chl—a的平均值分别为0．094mg／L、2．20mg／L、2．242mg／L，3个项