于桥水库周边水污染源近期治理工程环境效益评估

时间：2024-07-28

冯思军，宋兵魁

（1.天津市水利科学研究院，天津300061；2.天津市环境科学研究院，天津300191）

冯思军1，宋兵魁2

（1.天津市水利科学研究院，天津300061；2.天津市环境科学研究院，天津300191）

2010年以来，天津市投资2.8亿元，实施了近4年的于桥水库周边水污染源近期治理工程，对库区水体、水库周边及上游黎河支流开展了污染治理、生态修复及基础设施建设等一系列工程。经对近期治理工程进行科学环境效益评估，显示该工程的实施有效消减了库周和上游污染；库周污染物入库量和相应入库比例明显下降，库周污染物年均入库量TN、TP较工程实施前分别下降41%、15%。工程实施促进了水库管理水平的提升，工程建设和治理效果达到了预期目标。

水源保护；环境效益评估；近期治理工程；于桥水库

1 项目背景

于桥水库是天津市引滦入津城市供水系统的重要调蓄水库，是重要的城市饮用水源地。近年来，随着滦河流域、于桥水库上游汇水流域及库区周边村镇经济发展，水库水体富营养化呈加剧趋势，水库内水草泛滥、藻类生长，水库藻类暴发几率增加，对天津市城市供水和市民饮用水安全构成威胁。为确保库区水安全、改善库区水生态环境质量，根据天津市委、市政府指示和《关于加强引滦水源保护近期工作意见》（津政发〔2009〕15号）的要求，天津市水务局在2009年开展的于桥水库水污染防治及水环境保护工程（示范工程）的基础上，进一步组织实施了于桥水库周边水污染源近期治理工程。通过采用生物、物理等措施，消减水库营养盐负荷，促进水库生态系统向良性循环恢复；通过在湖滨带建设防护林和芦苇湿地，防止库周污水污染物侵入库区，保护库区生态系统；通过对汇水区域的沟道坑塘、临水村落环境等治理工程实施，消减入库污染物，改善库区的水生态环境和水质状况；通过黎河支流口示范工程实施，减轻黎河污染负荷，为水库上游主要污染河道的治理总结经验，进而推动上游区域点面源治理的进程。最终，达到改善水库及周边环境现状，遏制水质恶化趋势，防止水藻的爆发；降低库区水体N、P浓度，在上游来水水质不恶化的条件下，水质总体水平由Ⅴ类提高到Ⅳ类，保障城市供水安全；建立较为完善的库周垃圾分类、转运、处理体系，改善人民生产生活质量，促进新农村建设与社会经济可持续发展；减少黎河支流口的污染物输入、保障黎河输水水质安全的效果。

2 项目总体布置

于桥水库周边污染源近期治理工程主要针对水库库区、水库库周、水库上游引滦输水的黎河河道3大区域进行治理。

2.1 水库库区

库区水体治理措施包括鱼苗放养，水草（藻）打捞，湖滨带防护林和芦苇湿地建设。

2.2 库周区域

库周治理区包括沟道和村落治理两部分。

（1）汇流沟道治理工程。选择水库周边主要汇流的21条沟道，通过沟道清淤、沟坡整治和植被布置、沟口设置截污不拦洪的拦污控制坝，构筑沟道生物净化体系。同时，对沟道附近的坑塘清整后进行绿化，并与相近的沟道相连接，形成多级沟塘系统。

（2）村落治理工程。针对垃圾和养殖污染进行治理，建立村内垃圾收集转运系统以及垃圾处理场，处理库周生活垃圾。同时，对库周未规划搬迁村落建设户用沼气池和养殖小区沼气池。

2.3 水库上游引滦输水的黎河河道

利用人工湿地等生态修复措施，实施西山桥、龙湾桥、高各庄、崔家庄4个主要黎河支流治理工程，净化上游黎河河道污染物。

3 项目主要建设内容

项目分一期和二期，包括以下8方面建设内容。

3.1 库区水体生态恢复工程

包括投放鱼苗1 880万尾，购置水草收割及运转船只15艘，建设堆草场6处、浮动码头12座、船只停放场1处，埋设界桩1 387个。

3.2 村落治理工程

一期包括库周7个乡镇111个村落垃圾清运、转运系统购置4 812个垃圾箱、413辆保洁车、34辆清运车，建设垃圾转运站1处、户用沼气池2 771座和养殖小区规模沼气池15座。二期包括建设户用沼气池2 200座，治理大辛庄村沟道，在库区北岸马伸桥镇建立1座规模为150 t/d的生活垃圾处理场。

3.3 污水多级沟塘处理工程

包括治理水库周边主要径流汇水沟道21条、马伸桥湿地系统工程、坑塘治理工程38个。

3.4 库区周边鱼池清除工程

包括清理库北七里峰以南、大巨各庄以东和库南五百户以北的鱼塘共150 hm2。

3.5 湖滨带生态防护林建设工程

包括在水库周边栽植防护林153.33 hm2，建设湿地栈桥1处。

3.6 水质监测设施完善工程

包括新建黎河入境断面水文水质联合监测断面、完善水文水质监测设备，新建沙河水文测量断面、配备对应的河段基础设施和水文测报设施。

3.7 软科学研究工程

开展于桥水库水质改善技术研究与示范项目和于桥水库蓝藻水草监测系统研究项目的科研工作，全面调查摸清当前于桥水库污染程度和生物结构，建立于桥水库蓝藻预警指标和风险等级，研究改善水质、降低蓝藻爆发风险等措施。

3.8 上游黎河支流口湿地治理示范工程

一期包括西山桥支流口治理工程、规模4 500 m3/d，龙湾桥支流口治理工程、规模3 400 m3/d；二期包括高各庄支流口治理工程、规模4 876 m3/d，崔家庄支流口治理工程、规模8 704 m3/d。

4 工程环境效益评估

4.1 评估目的

（1）以近期治理工程去除的污染物（COD、TN、 NH3-N、TP、SS）为重点，通过对每个工程建设与运行效果的现场连续运行监测调查和试验分析，结合于桥水库污染物出入库变化的现状数据和历史资料，系统评估于桥水库周边水污染源近期治理工程的实施对于桥水库水质所起的作用，客观评价工程的真实效益，提出改进对策。

（2）对相关区域的生态环境改善和公众水环境保护意识进行评估，重点对于桥水库周边村庄、沟道、坑塘的垃圾清运和绿化管理工作以及库周村落居民公众水环境保护意识的评估，明确于桥水库近期治理工程所产生的生态效益及公众对该项工程的满意度及环保意识提高情况。

4.2 评估方法

主要采用4种方法，即现场调查法、污染负荷估算法、现场试验法、模型计算法。具体情况，见表1。

4.2.1 现场调查法

调查近期治理工程实施前于桥水库周边基本情况、水库水质情况、已开展的工程建设情况。对每一项治理工程，实地调查了解工程建设和完成情况、运行效果以及周边居民对工程的意见建议。调查近期工程实施后，水库周边环境和水库水质变化情况。现场调查本次治理涉及的于桥水库上游支流沿线的污染情况。

4.2.2 污染负荷估算法

对产生污染去除的分项工程，采用通用污染负荷估算法，评估工程建设运行对主要污染物去除量、入库量大小的核算。

4.2.3 现场试验法

对于产生污染去除的部分分项工程，采用现场试验方法，修正各项工程的污染负荷估算方法。在汛期、非汛期，就各项工程对降雨径流污染去除情况进行现场监测。模型计算法中，也采用现场试验法。

4.2.4 模型计算法

测算工程实施以来于桥水库污染物入库量，对库周面源采用SWAT模型测算，对上游3条支流和引滦来水的污染负荷采用一级反应动力学方程进行测算。

4.3 评估结论

4.3.1 工程实施取得了显著的环境效益

（1）有效消减库周和上游污染，库周污染入库量明显下降，入库比重降低。工程实施以来，年去除污染物TN、TP、COD、NH3-N入库量分别为290.27、49.52、258.62、26.81 t，有效消减了库周和部分上游污染物，特别是全方位去除了库周农村、养殖、沟道污染物。库周2009—2011年污染物年均入库量TN、TP分别为355、29 t，较水库1983—2008年污染物年均入库研究结果分别下降了41%、15%。于桥水库库周主要污染物入库量变化情况，见表2。

表1 于桥水库近期治理工程环境效益评估采用主要方法

表2 于桥水库库周主要污染物入库量变化情况

工程实施以来，库周污染物入库比重降低。2009—2011年于桥水库入库TN负荷中，3条支流占43.5%，引滦来水占46%，水库周边占10.5%；入库TP负荷中，3条支流占58%，引滦来水占34%，水库周边占8%。水库周边污染物负荷比例，较2008年前（TN负荷占13.9%、TP负荷占38.57%）均出现下降。3大支流和引滦输水仍是水库污染物的主要来源。于桥水库近期治理工程实施以来主要污染物入库量计算结果，见表3。

（2）除引滦输水期外，于桥水库水质基本保持稳定。治理工程实施以来，2009、2010、2011年于桥水库管理处水质常规监测数据显示，除了历次引滦输水期和2012年7—8月的3场暴雨影响外，水库污染物基本保持稳定。2009—2011年于桥水库水体中TN整体呈下降趋势，2011年好于2010年，2010年好于2009年（2011年部分月份偏高是由于引滦来水TN偏高所致）；水库水体中高锰酸盐指数含量保持稳定；再次说明近期治理工程取得了较好的水环境保护效果。纵观2009—2012年近4年水库水质指标变化情况发现，TN、TP和高锰酸盐指数总体呈略上升趋势，如图1-3所示，图中水质数据包括2009—2011年全年以及2012年前11个月的水质常规监测数据，图中细横线为地表水Ⅲ类水质标准，粗横线为水质指标近4年变化趋势线。

表3 于桥水库近期治理工程实施以来主要污染物入库量计算结果

图12009 -2012年于桥水库库中心TN浓度变化趋势

（3）水库水生态环境明显改善。近期治理工程实施的鱼苗放养和水草打捞等水体生态修复工程，在水库生态改善方面发挥了明显作用。于桥水库的鱼比往年增多了，鱼类对水藻的吞噬作用对抑制菹草和藻类产生发挥了一定作用，间接改善了水库水质。于桥水库捕捞秩序是近几年来最好的，特别是通过延长封库休渔期，渔业资源得到有效保护，2012年出现鲫鱼、鲤鱼集群现象。水草打捞有效去除了大量繁殖的菹草，保持了水生植物的生态平衡。

图2 2009-2012年于桥水库库中心TP浓度变化趋势

图3 2009-2012年于桥水库库中心高锰酸盐指数浓度变化趋势

4.3.2 工程实施有效提升了水库的管理水平

工程实施建立了沙河水文测量断面、在老果河桥下游增设了一省界水文水质监测断面和购置了水文、水质自动监测设施，实现了迅捷、准确地提供上游水质、水量变化信息，解决了水文与水质监测断面不一致，弥补了引滦黎河河道水质自动监测的不足，提高了水量水质监控水平，为推动于桥水库上游水源保护工作提供了重要基础保障。科学研究项目实施建立了于桥水库蓝藻预警系统，提出了水生植物、动物管理方案，为今后优化于桥水库管理调度、保障城市供水安全提供了技术支撑。

4.3.3 工程实施产生了广泛的社会效益

（1）库周村落基础设施不断完善，村容村貌显著提升。村落垃圾治理及处理转运工程实现了村内、村外及水库周边环境整洁，水库湖滨带及村落内原来随意丢弃的垃圾被彻底清除干净，农村居住环境焕然一新。坑塘、沟道治理工程的实施，使原有淤积严重、垃圾遍布的沟道及坑塘得到了彻底清理，也使得水库周边居民生活环境大大改善。实施的大量沼气池建设工程，解决了农村生活污水和垃圾以及畜禽养殖污染问题，改善了水库周围村落村容村貌。

（2）库周居民环境保护意识明显提高。近期治理工程是一项公益工程、民生工程。经走访调查显示，近期治理工程得到了当地居民的大力支持和拥护，各乡镇在对居民宣传教育基础上，建立了垃圾收集的长效管理机制，确保了各项措施发挥效益。水库周边居民切身体会到了工程实施后带来的环境效益，环境保护意识明显提高。