珊溪水库_水华_事件评估及应对
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第12卷 第9期 中 国 水 运 Vol.12 No.9 2012年 9月 China Water Transport September 2012收稿日期:2012-05-29作者简介:施前伟(1977-),男,浙江金华人,温州市珊溪水利枢纽管理局工程师。
珊溪水库“水华”事件评估及应对施前伟(温州市珊溪水利枢纽管理局,浙江 温州 325000)摘 要:珊溪水库作为温州市主要饮用水源,在建成蓄水第十年头就在库区内多个支流内发生较大规模的蓝藻“水华”事件,引起温州市社会的一定恐慌,也暴露出了珊溪水库水体富营养化趋势的加剧,文中从“水华”事件成因、经过、应对三方面深入分析,为全面认识“水华”事件和提高地区蓝藻治理水平提供一点经验。
关键词:珊溪水库;蓝藻;水华;成因;应对;经验中图分类号:X824 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2012)09-0142-02珊溪水库于2000年建成蓄水,其水域总面积为35.4km 2,最大库容为18.24亿m 3,水库功能除了防洪、发电、灌溉外,主要承担供应温州市80%左右的生活生产用水总量和每年温瑞塘河治理冲於任务,年供水量12亿m 3,是温州市最主要的供水水源。
2010年4月,珊溪库区首次在黄坦坑、莒江、岩门、新浦等多个水域出现较大面积的蓝藻“水华”,引起了市政府和全市的高度关注,积极采取措施及时应对。
一、“水华”成因分析蓝藻“水华”是水体藻类在一定时间内、一定水温和日照条件下飘浮与积聚,最终形成大面积藻类聚集至肉眼可直接辨识,其本质上是适当条件下蓝藻异常增殖的表现形式,但其水体藻类生物量并未发生巨变。
水体富营养化是内因。
氮和磷是藻类生长和繁殖的重要元素,藻类细胞里的磷直接参加光合作用和呼吸、酶系统的活性化、能量转化以及氮、碳水化合物和脂类化合物的交换等过程.而氮是藻类自身的组成元素。
农业的畜禽养殖的粪便以及生活污水含有丰富的氮磷元素,为蓝藻提供充分的营养物质。
这在珊溪水库体现尤为明显,以水华最严重的黄坦坑支流为例,上游黄坦镇和富岱乡的生猪畜禽养殖约14,039头母猪,单此一项每年排放约15万居民的正常生活污水,对这条不足5km 2的小支流造成集中、高密度的富营养化污染,使该部分水域水质多年维持在劣Ⅴ类水平。
表1列出2008年统计前几年珊溪饮用水源取水口以上控制流域污染情况。
表1 珊溪饮用水源取水口以上控制流域污染情况(2008年)BOD5(kg/d)CODCR (kg/d)TN (kg/d)TP(kg/d)农药(t/a)畜禽养殖污染量 7214 3561 38.4 生活污水污染量 5248 10496 1410 109 农田污染量822110152适宜的外界环境为外因。
蓝藻为中温性微生物,水华多发生在夏季6~9月,有明显的季节性,受温度、阳光等外界环境影响。
在水华潜伏期,适宜的水温是蓝藻快速生长、繁殖的必要条件;水华一旦形成,维持水华的蓝藻种群密度也需要稳定、适宜的水温,此事如果水温发生剧烈变化,将会立刻打破水体中蓝藻疯长的格局,引起藻类数量骤减,水华消失。
根据珊溪水库这两年水华发生时段统计,蓝藻形成水华时间去年为4月~7月,今年由于地区气温过低,5月底才发现岩门水域稀薄的水华。
蓝藻水华发生的成因指标量性分析:充分的N、P 营养,N>2.0mg/l;P>0.02mg/l;蓝藻生长最适的温度是25℃~35℃;适宜的pH 是7.5~9.0。
二、蓝藻的特性和危害 1.蓝藻的特性蓝藻属于原核生物,是目前地球大气圈的主要缔造者和地球最古老的物种之一,据美国科学家爱尔索·巴格霍恩(Elso SterrenbergBarghoon)在南非特兰斯尔的无花果树群浅燧石岩中发现的类似细菌和蓝藻微化石测定,蓝藻出现在距今约31亿年前左右。
蓝藻是一个成员众多的大家族。
在蓝藻门下,分有三到五个目,150个属,共包括大约1,500种藻类。
在珊溪水库发现的蓝藻主要是铜绿微囊藻和鱼腥藻。
2.蓝藻的危害蓝藻异常增殖的危害主要有三方面:限制水体生物生存空间、破坏水域生态景观和威胁人类身体健康。
限制水体生物生存空间。
密集的浮游藻类会阻挡阳光的光线透射,遏制水中浮游生物的生长繁殖、减少鱼类的生存空间。
底栖的水生植物因得不到充足的太阳光合速率降低,光合产物的产量减少,进而影响其正常的生长发育,甚至可能因不能足够合成本身所需要的营养物而死亡,从而导致水体微生态系统的破坏。
破坏水域生态景观。
浮游藻类的大量繁殖往往密集在水面形成一层薄皮或泡沫,水体颜色变绿,加之死亡的浮游生物和鱼类漂浮在其中,不仅使原来干净、清澈、透明的水体变得色泽混杂,浮游藻类死亡后沉入水底并堆积使水体变浅,加速了湖泊水库的沼泽进程,破坏了原有的生态景观。
威胁人类身体健康。
位于江河上游的湖泊、水库等大型水体若发生有害水华,浮游藻类释放的毒素和死亡的浮游生物污染了水源,导致水质下降,影响下游城乡居民生活用水质量,造成用水不便与困难。
最新研究表明,它还是一种强烈的促癌剂,长期饮用含有该毒素的水可引发肝癌。
另外,第9期 施前伟:珊溪水库“水华”事件评估及应对 143浮游藻类的生命活动会产生亚硝酸盐类致癌物质,也可使水体pH 值升高促进霍乱弧菌的生长与繁殖,危害人体健康。
三、蓝藻治理措施自上世纪以来,国内一些重要湖泊都出现大规模的蓝藻污染水环境事件,如南京玄武湖的“黑水”事件,1999年云南滇池蓝藻水华事件,安徽巢湖的蓝藻“冻湖”事件,无锡太湖“饮用水危机”事件,武汉东湖和南湖的蓝藻事件等等,针对日益严峻的景观湖和饮用水源地藻类污染防控问题,国内外政府和科研机构经过几十年研究与实践,初步形成了以下七种水源地原位控藻技术,分别是扬水筒技术、生态浮岛技术、改性粘土及植物浸出液控藻技术、渔业生物控藻技术、遮光控藻技术、机械打捞以及搅动物理治理技术等,在实际运用中取得较好的治理效果。
通过比较以上主流蓝藻治理技术,珊溪水库在加强防污控源和环境治理的工作力度外,主要采取渔业生物控藻技术和机械打捞治理技术,通过简捷可靠的物理方式从水源地水体中抽取N、P 元素,有效保护水生态的同时最大限度遏制水体富营养化趋势,抑制蓝藻大规模暴发。
四、珊溪水库治理工作现状珊溪水库自2006年以来,每年4月~6月间黄坦坑支流均呈现不同程度水体墨绿情况,同时散发一定腥臭味道,2010年4月的“水华”事件发生后给珊溪饮用水源保护工作敲响了警钟,为科学治理珊溪水库的蓝藻问题,我市珊溪水利枢纽管理局、市水利局和市环保局多次赴江苏太湖、昆明滇池进行考察学习,提高对蓝藻问题的认识和学习治理蓝藻的宝贵经验。
通过综合分析两地治藻模式优劣,结合珊溪水库实际,采用生物控藻和机械打捞相配合的系统治藻方案,现就这两方面的工作现状简述如下:1.生物控藻技术通过实行滤食性鱼类的放养消减水体磷、氮含量,实现控制藻类增殖,水库管理单位科学规划水生态修复工程,大力发展珊溪水库生态保水渔业。
为此,2010年,市珊溪水利枢纽管理局专门委托浙江省淡水水产研究所修订完成了《温州市珊溪水库“保水渔业”规划(2011~2020)》,科学制订放养捕捞计划,强化保水渔业资源管理,目标是通过三年的封库禁捕休整,确保珊溪水库水体生物量达到800t 左右,自2015年起实施轮捕轮放,实现调控水库生物量满足生态修复和生物控藻的最终目标。
2.机械打捞治理技术2011年4月,借鉴江苏太湖蓝藻打捞的先进经验和设备,为满足库区蓝藻打捞实际需要,经科学论证和认真研究,珊溪水库购置的四艘专业蓝藻打捞船。
功能如下:(1)多功能吸取型蓝藻打捞船(温珊水藻001),长6.8M,可直接将高浓度蓝藻大流量从水体中吸取到采集舱内或驳运岸上,用于水面厚度为20~200mm 蓝藻和生活垃圾、水生植物等的打捞,具有吃水浅、操作灵活的特点。
(2)振动滚动筛分离型蓝藻打捞船(温珊水藻001),长10.8m,用于水面大面积较高浓度(厚度为5~20mm)蓝藻的打捞,除了藻水采集外,更具有藻水浓缩的功能。
(3)移动式藻水分离处理船(温珊水藻001),长15.6M,用于水面较高浓度(厚度为1~20mm)蓝藻的打捞作业,具有藻水采集、藻水浓缩、减容干化的功能,另外可兼作水质监测、调查使用。
(4)藻泥运输船,长12.8m,配合上述三艘打捞船舶用于藻水、生活垃圾、水生植物的运输。
通过相互配合使用,有效对珊溪水库蓝藻的及时、高效处理,实现机械打捞的目的。
五、结语珊溪水库的蓝藻水华事件是在水库形成后的十年内发生的,这也引起了社会对人类活动对新建水库水体污染加剧的重视和关注,纷纷寻找各种措施进行防控和治理,然而效果并不明显。
就珊溪水库而言,水体富营养化的趋势仍在继续,无论是生物控藻还是机械打捞,都无法从根本上解决上游失控排放造成的污染趋势。
因此,根治蓝藻还需水源地各级政府提高认识,从政府组织体制上创造节污控源的良好环境,才能彻底解决地区水质性缺水的问题。
(上接第186页)桩芯混凝土标号为C30海工砼,底高程为-12.0m,下钢筋笼前将桩内海水抽净,用清水冲洗。
混凝土采用干施工方法,但考虑安全因素,混凝土配比采用免振混凝土设计,浇注时桩内加减压导管,以防砼落差大而离析,确保质量。
③承台混凝土承台高2.8m,混凝土方量约200m 3,C40高性能海工混凝土,一次浇筑成功。
承台浇筑混凝土前,用淡水清洗套箱。
套箱制作时在内侧壁涂刷一层脱模防锈剂,以便拆模及保证混凝土外观。
因安装、封底历时较长,海水锈蚀严重,必要时套箱内壁进行二次打磨。
混凝土浇筑分层布料,每层最大厚度不超过40cm,每层浇筑时先浇筑钢管桩周边,再浇筑中间地带。
振捣采用插入式振捣器,要布点均匀,时间充分,不漏振或过振,确保混凝土密实,尤其注意钢管桩周围及墩身预留槽模板底处要采取二次复振。
振捣要注意对冷却水管的保护。
浇筑完成后蓄30cm 淡水养护。
④承台的质量要求如下表1所示。
表1承台的质量要求项次检查项目 规定值或允许偏差 检查方法1混凝土强度(Mpa)在合格标准内按JTJ071-98附录D 检查 2尺寸(mm) ±30 用尺量长、宽、高各2处 3顶面高程(mm)±20 用GPS、水准仪测量5点 4轴线偏差(mm)50用GPS、经纬仪检查纵横向各2点五、结束语(1)杭州湾跨海大桥承台施工经过几次方案的优化,施工工艺和施工技术已趋于成熟。
对于钢套箱的设计仍有优化的空间,钢套箱的制作和安装,钢套箱封底砼和承台砼的施工是关键。
(2)高性能海工混凝土施工尽管采取了很多技术措施,但已施工完毕的承台表面仍存在少量的裂纹,没有彻底消除,该问题设计和施工单位仍作为课题进一步研究。