尔王庄水库自净规律及控制措施

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摘 要：本文作者根据尔王庄水库近几年的水质监测资料，对尔王庄水库的水体自净能力及水质变化规律进行了较深入的研究，研究内容仅供同行参考。

关键词：尔王庄水库；水质污染；自净规律； 氮磷

1 研究背景

尔王庄水库受上游水质影响，每年春季菹草大量生长。当菹草大量死亡后，会引起水质恶化，造成水体二次污染，大量的菹草会堵塞在泵站取水口的拦污栅前，如果菹草进入水泵内，将对泵站设备安全构成严重威胁，导致泵站无法正常供水。尔王庄水库出现的水质问题主要是氮、磷超标及由氮、磷超标引起的草、藻暴发问题。除氮、磷外，尔王庄水库的水质整体在III类。水库的水质直接关系到市区和滨海新区数百万居民的饮水安全和天津市经济社会发展，水质一旦出现问题，不仅严重影响几百万居民的生产生活，也会影响到社会的稳定，因此保护水库的水质尤为重要。

2 影响水质的因素分析及控制措施

尔王庄水库属较典型的弱碱性水库。由于库容较小，水体自净能力不强，因此引滦下游的输水水质pH值对水库水质的影响较为明显。水库所在地区属华北冲积平原一部分，地表局部分布有人工堆积土外，上部冲击层由粘土、亚粘土、淤泥质粘土组成，属重壤土，潜育化特征较明显，属潮土的重壤土有机质及速效养分较高，故保水保肥性能较好，但通透性较差，耕性不良，其pH可达8.20～8.50。另外藻类光合作用过程中的化学反应加重了体pH的持续偏高，上述三者之间互相关联，因不同时期和气候对库区污染物浓度影响效果不同，在没有入库水量或入库水量很小时，库区水质的pH主要受水库自身因素和地质影响。窝头河在安桥处利用倒虹穿越引滦明渠，同时有一个闸门控制与引滦明渠平交。窝头河承载着500万m3/a的乡镇污水，根据监测数据，窝头河水质较差。汛期窝头河上游排水量较大时或冬季引滦明渠采取低水位运行时，窝头河的工业和生活污水曾经渗入引滦明渠，汇同上游来水进入尔王庄水库内。库区底面含水层的潜水含水层埋深3～5m，主要贮存在上部黄色土层的空隙及孔洞中，主要接受大气降水补给，并和青龙湾河及一些排水干渠等保持密切互为补排的关系，而宝坻境内库区附近的重点排放污水的企业的生产污水，或就近排入其它一、二级河道，如鲍丘河、窝头河、青龙湾河，或就地排入坑塘内渗入地下水。

2.1 尔王庄水库大量水草繁殖原因

尔王庄水库水草自2005年来大面积泛滥，导致这些大量水草泛滥主要是滦河流域近年来多旱少雨，流域内土地大量使用化肥、农药，流入滦河的水营养盐浓度很高，加上滦河水系沿线存在大量排污企业，导致引滦水体含有大量得的营养盐，为水草的大量繁殖提供了良好的环境，通过明渠把这些上游来水蓄入水库，流动的活水变成了静止的死水，其自静能力会大大的降低，导致了水库水体富营养化，进而导致水库水草泛滥成灾。

2.2水草对水质的影响

（1）对PH值得影响

水草在生长初期对水质的稳定具有益处的，PH处于正常范围，但当水草生长到中后期，水中二氧化碳被吸收殆尽，水体中后碳酸盐、重碳酸盐背景值较低， 缓冲能力差，酸碱平衡被打破，水体呈碱性，造成PH值升高。由此可见尔王庄水库水质PH升高的主要原因是4～6月份，水草大量繁殖造成的，次要原因是在上游来水本身PH值就偏高，而导致上游来水本身的PH值偏高的原因是于桥水库水草大量繁殖造成的。

（2）水草对水工建筑物的影响

尔王庄管理处辖区各用水单位的泵站多，取水口门多，不包括明渠泵站共有暗渠泵站、入塘泵站、入含泵站、入开泵站、入聚酯泵站、入港泵站和入逸仙园泵站共七座泵站。如果上有明渠停水，就得采用水库放库供水的方式供天津市区及周边泵站用水，水草会随水流雍赌在各泵站取水口栏污栅前，如果水草进入水泵内会对泵站运行机组的设备安全构成严重威胁，导致引滦无法正常输水。

2.3对水草的控制措施

（1）密切监视，提早动手，科学防治

根据对水草多年的监测经验得出结论，应当在每年的3月中旬提早对水库水草进行监测工作。首先确定水草生长的重点部位，尔王庄水库水草根据其地理位置和当地的气候条件，形成水草最严重的部位，在水库1号闸和水库半岛湾道、西杜庄湾道、2号闸湾道，针对重点部位重点防范的原则，每周利用水底视频监测仪到库区查看水草的长势情况及水草密度，并判断出其生长趋势，提早布防。

一是加强水质监测工作。针对4、5、6月份水库水草生长和烂根情况，水质化验人员除完成临时监测和常规监测外，应当对水库水质加密测次，增加具有代表性的取样点，将监测结果和PH值的变化曲线与往年同期进行比较，判断出水质的变化趋势。尤其是水草生长的中后期水草断根腐烂有异味，更要采取跟踪化验随时掌握水质变化的数据，还要定期化验青龙湾故道、北京排污河故道的周边水环境，防治对辖区水源的污染，为水草治理提供科学的数据。

二是水草生物治理。生物去除水草就是向水库水体内投放食草性鱼类，就是我国主养的四大家鱼之一的草鱼，用草鱼去除水草有非常好的效果，水库水草控制应以投放适度草鱼为主，因为水草（菹草）是草鱼的天然饵料，这样不仅节约大量的人力、物力、财力，还能收获到有很高经济价值的鱼产品。

2.4水库防治措施研究

主要是利用水生经济植物改善水质：

利用水培植物净化水体是一种低成本、易操作的生态修复技术，近年来在国内外已得到广泛应用。选用兼具较高净化效果和较高经济价值的植物进行水培净化，才能更有效地推广应用水培植物净化技术。有研究表明：水蕹菜（空心菜）（Ipomoeaaquatica）具有发达的根系，是一种理想的净化植物。空心菜在其生长过程中，吸收大量的氮、磷等营养元素，当从水环境移出时，被吸收的大量氮、磷等营养元素随之而带走，减轻了水体富营养化程度，使水质得到的净化。生物浮床技术是把高等水生植物或改良的陆生植物种植到富营养化水域水面上，其净化原理就是通过植物根部的吸收、吸附作用和对悬浮物的拦截作用来净化水质，富集水体中氮、磷及有害物质，同时能够影响水体不同层面中氮循环细菌和真菌的数量，使不同类群的微生物共存于同一水层，促进了物质循环，提高了系统的净化能力，从而达到净化水质的效果。

3 总结与展望

3.1结论

（1）水库处于中-富营养程度，水库水在5～10 月份营养盐明显升高，正值水库中无菹草的时期，这证明菹草对吸收、降解水体营养盐起到了很好的作用。分析结果表明：每公斤菹草（鲜重）总氮、总磷的含量为2.37g、0.42g，有着显著的脱氮、脱磷效果。

（2）底泥中全氮、有机质含量较高。底泥中的磷和化学需氧量一直处于释放过程，对水体的富营养化造成影响。上游黎河河道尾矿砂中的铁元素，随着引滦输水，大量沉积在水库底泥中，夏季水华发生时有助于底泥向水体释放磷。

3.2后续研究工作及展望

（1）选择适应水库生境的沉水植物与菹草进行营养竞争，保持库区水生植物群落的多样性。尔王庄水库菹草盖度应保持在20～30%，同时，选择从2月中下旬开始割草。

（2）菹草死亡后，只在水库1#区域（进水口）种植空心菜浮床。

参 考 文 献

[1] 黄文钮，吴延根，舒金华，中国主要湖泊水库的水环境问题与防治建议，第10卷第3期1998年9月

[2] 孙韧，张淑娜，张震，尔王庄水库水质污染特征和主要问题分析，干旱环境监测，2006 年3 月，第20 卷第1 期

[3] 贺锋，吴振斌，邱东茹，东湖围隔中菹草与藻类生化他感作用的初步研究，水生生物学报，2002 年7 月，第26 卷第4 期