新安江水庫水環境主要問題及保護對策

吳志旭 蘭 佳

(淳安縣環境保護監測站，杭州 311700)

水庫（人工湖泊）及其流域水系是淡水生態系統的重要組成部分，也是人類生產、生活和社會發展所需的重要水資源，隨著周邊社會經濟的發展，水庫所受的污染越來越嚴重，水環境質量日益惡化，水體富營養化進程加速[1-5]，已成為制約社會經濟可持續發展的限制因素。我國是水資源短缺的國家，越來越多城市供水依賴于水庫供水，在很多省份，水庫成為了主要的供水水源，水庫功能由防洪、發電轉向供水已成為世界性的趨勢[6]。我國社會經濟的發展對水的需求仍在不斷增加，無論水量還是水質保護，都迫切需要技術和管理方面的提高。系統的開展水庫生態學和水質管理研究，全面推動我國水庫水環境保護和改善工作已是當務之急。

新安江水庫（千島湖）是地處浙江西部（29°22′～29°50′N，118°34′～119°15′E）的大型深水人工湖，是1959年新安江上游攔壩建水電站后所形成，其水位108m時的水域面積為583km2，相應庫容達1.78×1010m3，大壩以上控制流域面積10442 km2，其中60%位于安徽省境內，40%位于浙江省境內。新安江水庫水資源量約占錢塘江流域水資源量的30%，是錢塘江的重要水源，對保障錢塘江中下游的生態安全和水體功能起著舉足輕重的作用，甚至影響著長三角地區社會經濟的可持續發展。近些年來，隨著庫區及上游流域社會經濟的不斷發展和資源的不合理開發利用，新安江水庫庫區水環境質量有所下降，富營養化程度明顯加劇，局部水域出現藍藻的某些種屬（主要是魚腥藻）異常繁殖，影響新安江水庫的水質狀況，導致湖水和水產品出現異味。因此對新安江水庫歷年的水生態環境監測資料、浮游生物群落結構及其變化及水域生態災變事件資料進行了研究分析，以期能闡明新安江水庫水環境存在的主要問題、保護關鍵點及下一步保護對策，為政府科學保護新安江流域水資源和預防水體營養化決策提供技術支撐和理論依據，最終有利于促進新安江水庫飲用水安全保障及構建健康水域生態系統。

1.水環境主要問題

1.1 上游來水污染風險

在新安江流域中，安徽境內的流域面積占整個流域面積的60%左右，人口占到77%，入湖水量占總入湖水量的60%。安徽上游的新安江是千島湖入湖的最大河流，全長293km，流域面積11850km2，主要涉及安徽省黃山市休寧縣、徵州區、屯溪區、歙縣全境、黟縣一部分、祁門縣少量地區和宣城市績溪縣的部分。

從長期監測數據分析，2000年以來街口斷面的氮、磷濃度總體水平要低于20世紀八九十年代，但街口斷面一直是庫區12個監測斷面中水質最差的。從2000年以來，總氮從1.09mg/L上升到2010年的1.11 mg/L、總磷從0.018 mg/L上升到2010年的0.026 mg/L、葉綠素a從2000年的0.0082 mg/L上升到0.0169 mg/L、高錳酸鹽指數從2000年的1.63 mg/L上升到1.89 mg/L，水質呈明顯的下降趨勢。另根據《黃山市化工行業2009～2013年安全發展規劃報告》內容，黃山市將建設3.89km2的精細化工園區，并著力打造全國最大的固體環氧樹脂生產基地。新安江水庫面臨上游來水中有機物污染風險正在加大，這將對以飲用水為主導功能的千島湖水質安全構成重大潛在危脅。

1.2 藻類生物量增長過快，營養程度加重

水庫富營養化問題在我國變得越來越普遍， 2009年10月17日我國著名魚類學專家曹文宣院士在“全國水庫養魚技術問題與發展交流研討會”上指出，我國53%的水庫水質處于中度富營養化狀態。新安江水庫目前存在的突出問題也是富營養化，藻類生物量增長過快。

1992～1993年全湖平均浮游植物密度為45.05×104cells/L；1998年全湖平均浮游植物密度為108.51×104cells/L；2010年達到1152.50×104cells/L，同1992年相比藻類密度上升了25倍。根據新豐江水庫相關研究[7]，2004年新豐江水庫平均浮游植物密度為41.4×104cells/L，同期新安江水庫浮游植物密度已經達到290.4×104cells/L。從營養水平看，2006年以前，千島湖的營養水平為貧營養，但2006年以后一直處在中營養，且浮游植物密度、初級生產力水平和營養狀態指數均呈現逐年上升的趨勢。

1.3 生態系統脆弱，局部區域藻類異常頻發

新安江水庫成庫時間僅50年，水庫生態系統不是很健壯，特別是近年來局部水域頻發藻類異常增殖事件。繼1998年、1999年發生大范圍的魚腥藻異常增殖，其后在2004～2005年威坪庫灣出現曲殼藻異常增殖，2007年在坪山水域出現水華束絲藻異常增殖，2009年安陽水域出現曲殼藻異常增殖，2010年發生較大范圍的魚腥藻異常增殖。從對發生藻類異常增殖區域的水質跟蹤監測結果看，這些區域的水質并沒有出現急劇惡化，但藻類卻大量繁殖。因此，藻類異常增殖不是水質的問題，而是典型的水域生態問題。對飲用水功能越來越來突顯的新安江水庫，一旦發生產毒藍藻增殖，將給水環境帶來嚴重影響。

1.4 漁業生產的問題

新安江水庫的漁業生產主要有網箱養殖和大水面養殖（保水漁業）兩種形式。根據《淳安縣“十二五”漁業發展規劃（2011～2015）》內容，“十二五”期間新安江水庫還將保留33.3hm2網箱養殖。在大庫漁業方面，“十二五”期間將年投放12尾/kg以內的大規格鰱、鳙魚種6×105kg以上，投放魚種比例為鰱魚50%，鳙魚48%，草魚、青魚為2%。無論經典和非經典生物操縱理論的共同之處都肯定上行效應，也就是說控制營養鹽輸入是水庫水質治本之策。對新安江水庫而言，從水質保護而非漁業經濟的角度上，除了盡可能控制面源污染和污水入湖外，投餌性網箱養殖必須取締，特別是如投餌量非常大的鱘魚、鮰魚養殖。大庫的“保水漁業”的理論基礎是非經典生物操縱，中國科學院水生生物研究所謝平博士和劉健康院士在《鰱、鳙與藻類水華控制》一書中明確提出“…… 經典的生物操縱在那些營養鹽富集不多、藻類由小型種類組成的湖泊中也許會有效，而在那些藻類趨向大型、有時浮游動物又為小型的超富營養湖泊中則可能難以奏效”、“非經典生物操縱的核心目標定位在控制藍藻水華……”。因此，利用鰱、鳙控制藻類的非經典生物操縱理論相對更適用于有藍藻水華的超富營養湖泊，也就是在水體浮游植物高存量的情況下非經典理論更加有效。新安江水庫的水質目前介于貧營養向中營養過渡階段，水體浮游植物的生物量還不很高，這就給以水質為目標的漁業管理提出了新的挑戰。

2.保護關鍵點

2.1 有效控制流域污染

控制新安江水庫富營養化的關鍵是下行效應和上行效應的協同作用，上行效應也即控制營養鹽輸入水平。對于換水周期相對較短的新安江水庫而言，流域外源輸入對水庫水質起著決定性的作用。在新安江流域中，安徽省境內面積占整個流域面積的60%左右，因此新安江水庫水質的好壞在很大程度上取決于安徽上游來水的好壞。其次，浙江境內流域上的土地利用變化、開發對新安江水庫水質的影響也不容忽視。盡管浙江境內占新安江全流域的40%，但是由于面源污染的入庫路徑短，同樣的面源污染對水庫水質的影響會大于安徽的面源污染。近年來淳安境內的流域開發也呈不斷增大的趨勢。建設用地、旅游面積不斷擴大。尤其是臨湖面茶園、果園的開發，對于水庫水質影響更大。

2.2 控制藻類生物量，降低初級生產力

新安江水庫水質問題中受公眾最關注的是水體透明度下降，根據數據分析，影響新安江水庫水體透明度的主要因素是浮游植物的生物量。因此，控制浮游植物生物量已成為解決千新安江水庫水環境問題的核心。水庫中浮游植物生物量受制于水體營養鹽濃度（上行效應）和魚類、浮游動物牧食（下行效應）的雙重控制。上行和下行力量共同控制浮游植物生物量的觀點已被廣泛接受。因此，要控制新安江水庫水體浮游植物生物量就必須控制氮、磷等營養鹽向水庫的輸入，同時要通過魚類結構調整等食物網調控技術進一步壓制浮游植物的過度生長。

2.3 減少藻類異常增殖影響

2007年太湖發生藍藻水華，最終導致無錫貢湖水廠發生水污染事件，一時間人們談藻色變，巨大的輿論壓力和社會抱怨，使人們忽然感受到藻類爆發的后果是如此恐怖。新安江水庫近些年來局部水域還是出現藻類異常增殖現象，隨著千島湖知名度和關注度不斷上升，面臨的輿論和社會的壓力是空前的。實際上需要用新的科學視野去客觀看待藻類異常這一問題。藻類動態變化是生態系統對環境變化的正常響應，藻類異常增殖是生態系統啟動的一種自我修復過程，藻類的生長繁殖過程將消耗水體中的大量營養物質，是最有效的移出已輸入營養鹽的途徑。因此，出現藻類的異常增殖并非一定是壞事，只要不出現產毒、產異味的藍藻，如一些硅藻短期的異常，可能會帶來水色上的一些不悅，并不會造成生態安全方面重大風險，但如果發生產藻毒素和藻源異味異嗅物質的有害藻類水華（HAB）則需另當別論。

2.4 確定科學合理養魚模式

魚與水體水質的關系是個爭議極大的議題。爭議的根源在于水體食物鏈的復雜性以及由此而產生的不同水庫生態響應。水庫的流域不同、氣候不同、形態不同、水文過程不同、水質本底不同、食物網結構不同、管理方式不同，漁業生產與水質的狀況就不同。千島湖網箱養魚中投放的人工餌料和養殖漁業的排泄等代謝產物會大大增加水庫的氮、磷等營養鹽濃度，對水庫的水質惡化貢獻很大。因此，投餌網箱養殖必須堅決取締，但實際上按照《淳安縣“十二五”漁業發展規劃（2011～2015）》內容，投餌網箱（鱘魚、鮰魚）還將各自保留60畝。具有“保水”功效的千島湖鰱、鳙魚養殖模式運行也有近20年，其鰱、鳙魚放養模式依據的是超富營養的武漢東湖放養量的1/7、庫容不足1億立方的東周水庫放養量的十1/10推斷而來，正確與否，也有待科學論證。鰱、鳙投放比例，在淳安縣“十二五”漁業發展規劃中雖優化調整為5∶5，但與比較合理的6∶4或7∶3的結構還有很大差距，同時由需要產生漁業效益的新安江開發總公司負責鰱魚、鳙魚投放比例控制，顯然存在制度設計上的缺陷。

3.保護對策

3.1 管理層面

新安江水庫水環境發展到目前這個現狀，保護目標僅僅考慮水質是不夠的，因為Ⅰ-Ⅱ類水體一樣可以發生藻華生態災害事件，其保護目標應上升為保持新安江水庫水域生態系統健康安全。水庫的功能也由過去的發電、防洪、航運、養殖為主，演變成飲用水源地、防洪、休閑旅游和調節性發電，隨著“千島湖引水工程”的啟動，飲用水將是其主要功能。

3.1.1 建立流域綜合管理機構

現有的流域管理多采取分散管理，不同的資源類型隸屬不同的業務部門管理，完整的生態環境被劃分給不同的行政轄區管理，因此造成流域管理職能與權限的脫節，并割裂了流域內水文特征、生態系統固有的完整性。新安江流域涉及浙江和安徽兩個省，管理部門有環保、水利、漁業、旅游、建設、華東電網等等，新安江水庫保護的問題首先是個流域保護的問題。應建立統一的流域水資源和水環境管理機構，將治理、開發與保護作為一個完整的系統，統一協調管理。

3.1.2 編制流域保護規劃

隨著上游安徽和浙江境內淳安的社會經濟的發展，跨省的新安江水庫水環境的保護必須要通過流域規劃來約束，要在流域規劃中確立流域發展分區、明確禁止開發區、保護性開發區、旅游開發區的范圍，明確流域發展行業準入條件。

3.1.3 頒布一部法規

對新安江水庫這樣一個目前環境仍處于優良狀態的大型湖泊，生態保育比污染治理更有意義，也更能見效，這時法規就很重要了。要建立一部一定層面上的新安江水庫保護條例，并在這部法規中明確新安江水庫的保護目標、功能定位及對地方政府發展的約束內容。

3.2 技術層面

3.2.1 加強磷元素控制

目前新安江水庫水體TP濃度水平在0.01～0.02 mg/L，從水質管理角度考慮，Ⅱ類和Ⅲ類水質TP分界濃度為0.025 mg/L，如果新安江水庫TP濃度超出0.025 mg/L，其將無法滿足水環境功能區要求。另外從富營養化防治角度考慮，要促進生物生長，各種必需因子缺一不可。然而，要限制生物生長，必需因子控一即可。對于藻類生長而言，N、P均為必需生源要素，二者控一即可控制富營養化。由于自然界氮循環的復雜性，目前新安江水庫TP平均濃度在0.8～0.9 mg/L，根據OECD的要求[8]TN要控制在0.2mg/L以下，TP在0.02mg/L以下，TN已經很難降到該水平，TP處在控制濃度附近。因此，新安江水庫富營養化治理應優先控磷。

3.2.2 科學認識鰱、鳙魚控藻問題

基于上下行效應理論，近些年來能過食物網調控控制藻類已成為湖沼學研究的熱點，基本上形成“經典生物操縱”和“非經典生物操縱”兩種方法，實際上兩種生物操縱方法都有成功和失敗的案例，其復雜性和爭議性超乎人們的想象。

鰱、鳙魚控藻適用在富營養化湖泊且需要控制大型絲狀藍藻水華，對營養水平不高，小型藻類占優勢的湖泊，浮游動物可能有更多的機會控制藻類。新安江水庫采用鰱、鳙魚控藻的“保水漁業”還有很多科學問題需要論證解決。

3.2.3 重視和加強基礎科學研究

如果我們在理性的思維中將科學技術作為新安江水庫水環境保護的基石，那么，對于新安江水庫而言，這個基石還需要進一步夯實。我們現在遇到的問題之所以眾說紛紜，關鍵在于決策的科學技術依據仍然不足，我們的基礎研究和技術研究都還不能全面、完整、及時地為重大決策提供扎扎實實的支撐。因此，保護新安江水庫水環境的歷史性任務既是經濟建設和社會發展的需求，也是科技進步的需求。

目前，新安江水庫很多研究關注點還集中在水質理化指標演變，而對生態系統演變研究十分薄弱，建議未來重點在以下領域進行深入研究：一是由于氣候變化對水資源、水環境造成很大影響，因此研究氣候變化下水庫生態系統演變規律和發展趨勢的影響具有重要意義，并開展水庫生態安全評估。二是水利工程可通過調節湖庫生態水位、減少水庫泥沙淤積及降低水庫發生水質惡化和富營養化風險。因此，通過研究水利調度導致水位調整對區域水動力學條件、營養物輸送過程的影響及評價水利調對水庫重要環境因子和生態系統影響作用具有重要意義。三是研究漁業養殖對水環境的影響，特別是鰱、鳙魚大面積養殖對水庫生態系統的影響作用。四是研究流域入湖氮磷通量，篩選面源上輸入途徑，并研究相應的治理、截斷技術。

3.3 工程建設層面

3.3.1 建立藻類預警監測系統

新安江水庫整體水質優異，但從在生態系統方面，發生藻類異常增殖的風險一直存在，如何減輕藻類異常影響將是下一步現實需要。新安江水庫水面583 km2，采用人工巡查基本不現實，要充分運用自動監測儀器的趨勢分析和預警功能，通過在不同湖區布設8～10 個浮標站，配置能反映藻類異常的監測指標，如pH 值、溶解氧、葉綠素，最終通過系統集成到一個預警監測平臺，實現實時自動預報新安江水庫各湖區藻類生長情況。

3.3.2 改進自來水廠制水工藝

藻類爆發除影響水域生生態系統外，影響最大是對老百姓飲用水安全產生威脅，如果發生產毒藍藻水華，就出現藻毒素污染問題，自來水廠需要在去除藻毒素方面準備一些工程建設。一是在藻類暴發時深層取水，取溫躍層以下的水，減少藻類影響；二是需要在制水工藝中貯備去除藻藻毒素的應急工程，如增加氣浮池、活性碳粉末投放系統及膜處理工程等等。

[1].劉健康.東湖生態與研究(二)[M].北京: 科學出版社, 1995.

[2].金相燦等著.中國湖泊環境(第一冊至第三冊)[M].北京:海洋出版社, 1995.

[3].舒金華, 黃文鈺.中國湖泊營養類型的分類研究[J].湖泊科學, 1996, 8(3):193-200.

[4].王蘇民, 竇鴻身.中國湖泊志[M].北京: 科學出版社, 1998.

[5].黃文鈺, 吳延根, 舒金華等.中國主要湖泊水庫的水環境問題與防治建議[J].湖泊科學, 1998,10(3): 83-89.

[6].韓博平.中國水庫生態學研究的回顧與展望[J].湖泊科學, 2010, 22(2): 151-160.

[7].胡韌, 雷臘梅, 韓博平等.南亞熱帶貧營養水庫浮游植物群落結構與季節變化——以新豐江水庫為例[J].生態學報, 2008, 28(10): 4652-4664.

[8].世界經濟合作與發展組織.水體富營養化監測、評價與防治[M].北京: 中國環境科學出版社, 1989.