荷花種植對水庫水質(zhì)的影響與分析

王省山

(遼寧省大伙房水庫輸水工程建設(shè)局，遼寧沈陽 110166)

1 工程概況及實施目的

1.1 水庫及荷花種植工程概況

石佛寺水庫壩址位于沈陽市新城子區(qū)黃家鄉(xiāng)和法庫縣依牛堡鄉(xiāng)，庫區(qū)淹沒范圍50.41km2，回水范圍21.17km2。水庫地處沈陽市郊，距離沈陽市僅47km，距離鐵嶺市40km。依據(jù)《遼河干流河道生態(tài)建設(shè)實施方案》要求，《石佛寺水庫庫區(qū)生態(tài)建設(shè)荷花種植工程實施方案》于2010年3月編制完成。石佛寺水庫庫區(qū)生態(tài)建設(shè)荷花種植工程總面積2.67km2，其中2010年實施 1km2，2011年實施 1.67km2。工程概算投資2397.49萬元。

1.2 荷花種植工程實施目的

實施石佛寺水庫庫區(qū)生態(tài)建設(shè)荷花種植工程，主要目的是改善庫區(qū)水質(zhì)，為庫區(qū)周邊各種動、植物提供良好的生存空間，使整個區(qū)域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)良性循環(huán)發(fā)展，建設(shè)水庫庫區(qū)及周邊水清、草綠、花美的自然生態(tài)環(huán)境，使水庫發(fā)展成為功能多樣、自然和諧、生態(tài)優(yōu)美的現(xiàn)代化水庫。

2 項目實施前水庫水質(zhì)

2010年，水庫建設(shè)管理單位在水庫庫區(qū)布置監(jiān)測斷面5個，共計13個監(jiān)測點，實時監(jiān)測庫區(qū)水質(zhì)。監(jiān)測指標(biāo)包括水溫、pH值、溶解氧、高錳酸鹽、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、揮發(fā)酚、氰化物、汞、砷、銅、鋅、鉛、鎘、石油類、總磷、總氮、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽氮、鐵、錳23項。其枯水期(2010年4月)與豐水期(2010年8月)具體監(jiān)測數(shù)據(jù)見表1。

表1 石佛寺水庫2010年水質(zhì)監(jiān)測情況 單位:mg/L

3 項目實施后水庫水質(zhì)

水庫蓄水以后，每月對石佛寺水庫入庫、庫中及出庫水質(zhì)進(jìn)行實時監(jiān)測，共3個監(jiān)測點。2014年具體監(jiān)測數(shù)據(jù)見表2。

表2 石佛寺水庫2014年水質(zhì)監(jiān)測情況 單位:mg/L

4 對比分析

依照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)，采用單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法和綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法對2010年水庫水質(zhì)進(jìn)行評價，其中單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)評價因子選取高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總磷、揮發(fā)酚等8項。綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)由單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)總和的平均值、代表水質(zhì)類別與功能區(qū)劃設(shè)定類別比較結(jié)果及參加整體水質(zhì)評價的指標(biāo)中劣于功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)指標(biāo)個數(shù)組成。評價結(jié)果為:石佛寺水庫水質(zhì)屬于Ⅲ類，水質(zhì)類別與功能區(qū)劃設(shè)定類別相同或者好于功能區(qū)類別。通過對單因子水質(zhì)標(biāo)識法結(jié)果的分析，普通超標(biāo)項目主要為化學(xué)需氧量、生化需氧量、總磷。從監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出:石佛寺水庫豐水期(8月)水質(zhì)較枯水期(4月)為好。

將2014年水質(zhì)數(shù)據(jù)與2010年相比較可以看出:化學(xué)需氧量、生化需氧量、總磷3項超標(biāo)數(shù)據(jù)中，化學(xué)需氧量、生化需氧量數(shù)值變化趨于平穩(wěn)，介于Ⅱ～Ⅲ類水之間;總磷、總氮數(shù)值仍超過Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)值，但均有所下降。此外，其他指標(biāo)如鐵、錳等均有下降。

5 種植荷花對于改善水質(zhì)的作用

目前，石佛寺水庫總用地面積23.0681km2，其中水域16.6504km2，占水庫總淹沒面積的32%，生態(tài)治理面積達(dá)22.6km2，水庫庫容1882萬m3。荷花種植對于改善石佛寺水庫庫區(qū)水質(zhì)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

a.對氮、磷的清除。水生植物可調(diào)節(jié)溫度適中的淺水湖中水體的營養(yǎng)濃度［1］，水庫庫區(qū)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)對比表明:荷花種植使庫區(qū)水質(zhì)總磷、總氮數(shù)值降低。

b.對重金屬的清除。石佛寺水庫庫區(qū)內(nèi)主要為棕壤土，分布草甸土、潮土和水稻土。由于當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件與地層關(guān)系，致使鐵、錳含量較高，直接影響庫區(qū)水質(zhì)。眾多研究表明:環(huán)境中的重金屬含量與植物組織中的重金屬含量成正相關(guān)，水生植物對重金屬Zn、Cr、Pb、Cd、Co、Ni、Cu 等有很強的吸收積累能力。［2］水庫庫區(qū)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)對比顯示:荷花種植使水質(zhì)中鐵、錳元素含量明顯降低。

c.改善水庫富營養(yǎng)化狀況。荷花種植有效改善了水庫富營養(yǎng)化狀況。對水生植物每年秋季進(jìn)行及時、徹底的收割，不僅增加了經(jīng)濟(jì)收入，同時也是減輕庫區(qū)水質(zhì)富營養(yǎng)化的有效手段之一。

6 經(jīng)驗與建議

a.水生植物日常管理與水庫防汛管理相結(jié)合。每年汛期前，應(yīng)及時清理庫區(qū)荷花、蘆葦和蒲草葉、莖，防止其分蘗生長過快導(dǎo)致種植區(qū)域逐漸擴大，影響水庫行洪安全。

b.庫區(qū)水質(zhì)管理。每年夏季庫區(qū)水溫較高時，應(yīng)注意庫內(nèi)穩(wěn)水區(qū)和緩水區(qū)易出現(xiàn)水質(zhì)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。

c.定期監(jiān)測。根據(jù)季節(jié)氣候變化及時監(jiān)(觀)測庫區(qū)水質(zhì)及荷花生長趨勢，并做好記錄。

d.荷花種植初期，由于對地表的擾動和肥料的使用，在短期內(nèi)對庫區(qū)水質(zhì)可能會產(chǎn)生一定程度的不利影響;同時，荷花生長期庫區(qū)內(nèi)由于局部水力條件變化、上游來水污染物匯入等因素，可能發(fā)生局部富營養(yǎng)化等不利現(xiàn)象。為此，除嚴(yán)格肥料品種和用量的管理外，還應(yīng)加強水庫的合理調(diào)度運用，并適時采取清理庫區(qū)內(nèi)污染物等保護(hù)水質(zhì)措施。

e.荷花種植面積較大，越冬問題成為養(yǎng)護(hù)管理的關(guān)鍵問題。入冬前把枯黃葉片及時剪除，可使第2年生長茂盛。冬季必須保持設(shè)計庫水位，否則會產(chǎn)生凍害。要使荷花地下莖安全越冬，關(guān)鍵是要保證最厚冰層之下仍維持20cm左右的水層，再下面是泥土。為保證水庫冬季調(diào)節(jié)庫水位，需盡快實施防冰泵或泄洪閘改造等工程。

f.水庫水位調(diào)度問題。庫區(qū)栽植荷花面積大、范圍廣，加之石佛寺水庫泄洪閘閘門較大，還要兼顧此前實施的蘆葦、蒲草及目前庫區(qū)內(nèi)其他工程的施工對庫水位的要求，增加了管理難度。隨著荷花種植后浮葉的長出，可逐漸加高水位，待立葉大量長出后，可將水深保持在40～60cm之間。夏季應(yīng)防止水位突然上升，提前做好排水防淹準(zhǔn)備。

7 結(jié)語

目前，庫區(qū)內(nèi)種植蘆葦1.43km2、蒲草0.322km2，荷花2.67km2。經(jīng)過幾年的發(fā)展，包括漂浮型、挺水型、沉水型和浮水型植物在內(nèi)的水庫生態(tài)群落基本形成。由于生態(tài)環(huán)境逐步改善，優(yōu)良的環(huán)境引來大量水鳥在此安家落戶，已經(jīng)形成了一個系統(tǒng)、完整的濕地生態(tài)系統(tǒng)。荷花種植在石佛寺水庫庫區(qū)取得的成功經(jīng)驗，希望能對同類水利樞紐設(shè)施的管理工作提供參考?！?/p>

[1] 林鴻，金晶，姚雄，張晶晶，陶秋蓮.水生植物對水體的處理作用及應(yīng)用［J］.園林科技，2010(3).

[2] 李君俐.基于水生植物對污染物的清除及其應(yīng)用研究［J］.湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2007(1).