（环境科学专业论文）长春市石头口门水库水源地水质污染成因及防治对策研究.pdf

本人郑重声明 得的成果。据我所 经发表或撰1 ；过的 中作了明确的说明 学位论文作者 本学位论文作 东北师范大学有权 允许论文被查阅和 编入有关数据库进 论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 日期： 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 指导教师签名：红 e t期：砷型二“乡 电话： 邮编： 笺 0 1 在石头口门水库水源地污染治理工程基础上，本论文提出了进一步的污染治理对策 建议，主要建议包括：取消湿地工程中拟布置2 0 0 口管井、抽取地下水对芦苇进行灌溉 的工程内容，而应从石头口门水库中抽取库水灌溉芦苇，工程中应增加灌溉渠道，增加 移动式柴油抽水机。流域内村屯、乡镇生活垃圾应采用定点堆放，设置垃圾收集箱。为 流域内村屯居民修建砖砼结构厕所及集粪池。石头口门水库管理局应对水源地保护区区 划进行复核和修编，对于修编后仍位于二级保护区内的污染源进行拆除或者关闭。此外， 提出了有关环境管理方面的建议。 关键词：面源污染、环境容量、总氮、总磷、石头口门水库、防治对策 a b s t r a c t t h ep o l l u t e df a c t o r so fs h i t o u k o u m e nr e s e r v o i rb a s i nw a si n v e s t i g a t e d a c c o r d i n gt ot h e w a t e rq u a l i t ym o n i t o r i n ga n de v a l u a t i o nr e s u l t so f2 0 0 5t o2 0 0 8e a c hm o n t h , s h i t o u k o u m e n r e s e r v o i rd a ma n dm i d - s t r e a mc a nn o tm e e tt h eg b 38 38 2 0 0 2 ( ( s u r f a c ew 缸e re n v i r o n m e n t a l q u a l i t ys t a n d a r d s ) ) o fc l a s si if u n c t i o n a lc r i t e r i ar e q u i r e m e m s ，n a m e l y , s t a n d a r do fd r i n k i n g w a t e rs o u r c e 1 1 1 em a i np o l l u t a n t st h a te x c e e d i n gt h es t a n d a r dw e r e p e r m a n g a n a t e i n d e x 、t o t a ln i t r o g e n ，a m m o m an i t r o g e n ，t o t a lp h o s p h o r u s h o w e v e r , a l le v a l u a t i o nf a c t o r s h a v er e a c h e dt h eg b 3 8 3 8 2 0 0 2 ( ( s u r f a c e 鼢f e re n v i r o n m e n t a lq u a l i t ys t a n d a r d s ) ) o f c l a s s 1 1 1w a t e rs t a n d a r d s ，a n dt h ew a t e rq u a l i t yw a sw e l l n l ee n v i r o n m e n t a l c a p a c i t yo fm a j o rp o l l u t a n t ss u c ha st o t a lp h o s p h o r u sa n dt o t a l n i t r o g e no fs h i t o u k o u m e nr e s e r v o i rw a sc a l c u l a t e d ，i nw h i c hu n i t so fe n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y o f t o t a lp h o s p h o r u si s1 9 1 t aa n dt o t a ln i t r o g e ni s3 8 2 0 t a o nt h eb a s i so fp o l l u t i o nc o n t r 0 1p r o j e c t so fs h i t o u k o n m e nr e s e r v o i rw a t e rs o u r c e ，t h i s a r t i c l ep u t sf o r w a r da d v i c e s m a i nr e c o m m e n d a t i o n si n c l u d e ：t oa b o l i s ht h e2 0 0t u b e w e l l st o b ea r r a n g e da n dt h ei r r i g a t i o no ft h er e e dt h r o u g hg r o u n d w a t e rp u m p i n go ft h ew e t l a n d s p r o j e c t ；1 1 1 ea d m i n i s t r a t i o no fs h i t o u k o u m e nw a t e rs o u r c e ss h o u l dt a k ear e v i e wa n dr e v i s i o n o nw a t e rr e s e r v ed i s t r i c t s ，t a k i n gm e a s u r e st oc u r et h e p o l l u t i o ni nt h es e c o n dl e v e la n d p r e p a r a t i v ep r o t e c t e da r e aa c t i v e l y i na d d i t i o n ，t h i sa r t i c l ep u t sf o r w a r dt h es u g g e s t i o n sa b o u t e n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n t g a r b a g ep i l es h o u l db ef e d a n dw es h o u l dp r o v i d es o m e d u s t b i n sa n db u i l ds o m eo u t d o o rt o i l e t st or e s i d e n t so ft h eb a s i n k e y w o r d s ：n o n p o i n ts o u s ep o l l u t i o n ；e n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y ；t n ；t n ； s h i t o u k o u m e nr e s e r v o i r ；c o u n t e r m e a s u r e s - ， 1 1 2 水污染逐年加重的原因2 1 1 3 水污染防治现状2 1 2 我国水源地保护现状及问题3 1 2 1 我国水源地污染现状及成因3 1 2 2 水源地保护现状4 1 3 水源地环境保护国内外研究进展5 1 3 1 国外研究现状与进展5 1 3 2 国内研究现状与进展6 1 3 3 国内外水源地保护方面存在的主要问题6 1 4 选题依据及研究内容、方法及目标7 1 4 1 选题依据7 1 4 2 研究内容8 1 4 3 研究方法8 1 4 4 研究目标8 1 4 5 本论文的创新之处9 第二章研究区概况及水源地污染成因分析。 2 1 石头口门水库环境状况1 0 2 1 1 水库流域范围。1o 2 1 2 地形地貌1 1 2 1 3 流域土地利用现状概况1 1 2 1 4 社会经济状况n 2 1 5 石头口门水库水文情况1 4 2 2 石头口门水库流域水污染影响因素调查1 5 第三章石头口门水库水质现状评价与污染趋势分析1 8 3 1 评价方法1 8 3 2 评价标准1 9 i i i 3 3 监测结果1 9 3 4 评价结果及其分析2 0 3 5 主要指标污染趋势分析3 6 第四章主要污染物环境容量及流域允许纳污量估算 3 9 4 1 水库环境容量计算模式3 9 4 2 石头口门水库环境容量计算结果3 9 4 3 石头口门水库氮磷削减量估算4 0 第五章石头口门水库污染防治对策与建议4 1 5 1 石头口门水库水源地污染治理工程情况4 1 5 2 流域面源污染治理措施与建议4 2 5 2 1 筑坝壅水、筑堤造苇的湿地净化地表径流水一4 2 5 2 2 流域内农村生活污染源治理措施与建议。4 3 5 2 3 流域内畜禽养殖业污染源防治措施与建议。4 3 5 2 4 流域内农田化肥污染防治措施与建议。4 3 5 2 5 流域内农田农药污染防治措施与建议4 4 5 3 芦苇湿地净化工程的有关建议4 4 5 4 复核、修编水源地保护区区划的建议4 5 5 5 建立健全水质监测体系的建议4 6 第六章结论和建议。4 7 6 1 结论4 7 6 2 建议。4 7 参考文献 j 致谢 i v 5 1 东北师范大学硕士学位论文 第一章绪论弟一早珀下匕 1 1 我国水环境污染和治理状况 1 1 1 我国水污染状况和影响因素 水体污染是指由于人们的生产和其他活动，使污染物或者能量进入水环境，导致其 物理、化学、生物或者放射性等方面特性的改变，造成水质恶化、影响水体的有效利用， 危害人体健康、生命安全的现象。造成水体污染的污染物主要来源于工业废水、生活污 水、农田排水，以及通过其他途径进入水体的有毒、有害物质。2 0 世纪9 0 年代以来， 中国经济进入快速发展时期，科技不断创新，随着社会经济的高速发展和人类活动影响 的加剧，工业废水和城镇生活污水过度排放，中国主要水系的水体都遭到了不同程度的 污染，中国当前正面临着严峻的水环境污染问题【卜2 1 。 根据2 0 0 1 2 0 0 7 年中国环境质量状况公报统计资料【3 1 ，2 0 0 1 2 0 0 7 年长江、黄河、 珠江、松花江、淮河、海河和辽河七大水系重点监测断面水质量类别变化见下图。2 0 0 1 年度七大水系监测的重点断面中，i - i i i 类水质占2 9 5 ，i v 类和v 类水质断面占 2 6 5 ，劣v 类水质占4 4 0 。2 0 0 7 年1 9 7 条河流4 0 7 个断面中，i - - i i i 类断面比例上 升为4 9 9 。整体来看，2 0 0 1 2 0 0 7 年七大水系水环境质量略有好转，水污染程度在逐 年降低，但是仍有2 3 6 断面为劣v 类水质，污染程度依然比较严重。如图3 2 所示， 其中，珠江、长江总体水质良好，松花江为轻度污染，黄河、淮河为中度污染，辽河、 海河为重度污染。 置i l 映口r v 萸、v 樊劣、，关比铡- i 暌陬v 樊- 当v 娄 2 0 0 l 2 0 0 2 2 0 0 32 0 0 4 - 2 0 0 52 0 0 62 0 0 7 图12 0 0 1 2 0 0 7 年七大水系水质类别 j ，一 _h 一| 擤i ：，蚕hill； 一 ：霭 l i广意。 l霎囊i囊鍪霪 |鞠 图22 0 0 7 年七大水系水质类别 目前我国的水污染具有以下特点： ( 1 ) 流域水污染危害的整体性。流域水资源具有整体流动的自然属性，流域水污染对 于水资源的破坏或不良影响会跨行政区域在整个流域范围内显现。 ( 2 ) 水污染污染源的多样性。水体污染源主要有两种形式，一种是点源，另一种是非 点源即面源。点源主要是指工业废水和生活污水。面源涉及面广，污染源来源途径多， 0 东北师范大学硕士学位论文 主要有水土流失、化肥、农药、禽畜粪便、垃圾、水陆交通中的油污等。因此，污染源 的多样性决定了流域水污染防治的多部门参与的必要性。 ( 3 ) 水污染的差异性。中国的水污染具有鲜明的流域性特点。中国的七大流域中，有 着以耗氧有机物为主要污染物，水体黑臭为主要特征的共性污染现象。同时，由于自然 条件和经济发展水平的差异，水污染也有各自的特点1 4 j 。 1 1 2 水污染逐年加重的原因 我国水污染的加剧，主要有以下几方面的原因： ( 1 ) 水资源短缺和不合理利用。水资源短缺使水污染形势显得更为严峻。同时，水资 源观念淡漠、水资源价格不合理造成水资源的极大浪费，我国农业用水占全国总用水的 7 5 - - 7 8 ，而平均用水效率仅为3 0 左右，与发达国家7 0 - - 8 0 的利用率相差甚远 【5 1 。我国工业用水的重复利用率不超过5 0 ，工业万元产值用水量近2 0 0 m 3 ，而发达国 家工业用水的重复利用率已超过8 0 ，工业万元产值耗水量不足3 0 m 3 。 ( 2 ) 生产方式粗放、产业结构和布局不合理。我国目前粗放型的高速经济增长模式仍 占据着重要地位，工农业结构不合理，生产工艺技术落后，使污染物排放总量居高不下， 同时，城市污水处理厂和污水管道建设相对落后，加剧了水环境污染。 ( 3 ) 由于自然条件和经济发展水平的差异，水污染有各自的特点，差异显著的流域水 污染也加剧了治理难度。 ( 4 ) 水污染防治法律体系、制度不完善，水污染防治体制不合理，法律上缺少对市场 机制的保障j 。 1 1 3 水污染防治现状 2 0 世纪8 0 年代以来，特别是1 9 9 4 年以来，面对流域水污染不断加剧的严重局面， 我国开展了大规模的流域水污染治理工作，学习许多国外的水处理技术和经验【7 8 】，把 流域水污染防治作为环境保护工作的一个重点，并对水污染最严重的“三河三湖”( 淮河、 海河、辽河、巢湖、滇池、太湖) 实施了重点治理，水污染防治工作有了较大进展，主 要有以下几个方面： ( 1 ) 初步建立了环境保护法、水污染防治法、水法等法律为主的水污染防治 的法律体系； ( 2 ) 建立了重点污染物排放总量控制制度、城市污水集中处理制度、生活饮用水地表 水源保护等一系列水污染防治制度； ( 3 ) 水污染防治的投入不断增加，水污染得到一定程度的遏制。“九五”期间( 1 9 9 6 - 2 0 0 0 年) ，全国环保投入3 4 6 0 亿元，占同期g d p 的0 9 3 ，比“八五”期间增加了1 5 倍；“十五”期间( 2 0 0 1 - 2 0 0 5 年) ，环保投入7 0 0 0 亿元，占同期g d p 的1 3 ，比“九 五”期间增加1 倍多，其中与水污染有关的投资约2 7 0 0 亿元，占环保总投资的3 8 6 一j 。 2 东北师范大学硕士学位论文 1 2 我国水源地保护现状及问题 1 2 1 我国水源地污染现状及成因 我国饮用水源地环境污染的问题已经成为人们关注的焦点问题。2 0 0 7 年夏天，中国 的太湖、巢湖，以及滇池蓝藻成患。不久之后，洞庭湖也出现供水危机。环保部门的解 读是，中国的三湖( 太湖、巢湖、滇池) 四河( 淮河、海河、辽河、松花江) 生病了。这些 湖泊和流域，是周边人口赖以生存的水源地。太湖水域蓝藻爆发，导致无锡大部分城区 自来水水质发生变化、变臭，致使无锡3 0 0 万人守着太湖没水吃；其后湖北宜昌、山东 济南、广东北江、湖南冷水江、新化和江苏沭阳等地饮用水告急纷至沓来。 区别于供水系统引发的饮用水危机，由水源地污染导致的水患，并不是一两个应急 方案可以应付的，如果没有根治之法，如果周边城市各自为政，自私发展，那么，水危 机的大规模爆发将难以避免【l o 1 。 分析全国饮用水源地环境污染的成因，发现有许多地方有相似的。总结起来有以下 几点： ( 1 ) 资源性缺水和水质性缺水并存 许多城市水源地面临水量减少，水质下降等问题，形成了资源性缺水和水质性缺水 并存的局面，有些甚至造成人们饮水的困难【1 2 “】。 ( 2 ) 水源地生态环境破坏严重 森林植被破坏，涵养水源能力降低 许多水源地上游均在山间密林中，有良好的森林覆盖率。但近年来，由于森林资源管 理不严、保护不利。森林资源过伐、乱砍盗伐、扩大耕地、旅游设施建设、开矿、采石 及其尾矿物侵占破坏林草植被屡禁不止，使森林覆盖率迅速下降【1 4 】，森林生态系统处于 退化或不成熟阶段，稳定性变差，抗破坏干扰能力低。 水土流失仍在加重 多数水源地上游水土流失严重。黑龙江宾县二龙山水库水土流失面积占总面积的 4 2 1 1 ；有大小侵蚀沟9 8 9 条；1 9 9 5 年以来，开矿、旅游区开发建设等破坏植被，新增 水土流失面积6 5 0 4 h m 2 ；由于侵蚀强度加大，近几年平均入库泥沙量达6 0x1 0 4 m 3 a 等等 【1 3 】 o ( 3 ) 点源和面源污染加剧，不可忽视 水源地大多数为国家级风景旅游区，但许多地方在旅游区进行大力的开发建设，游乐 项目和游人迅速增加，宾馆、饭店、游人与游船等排弃的污水、废物、垃圾等直接排放 进入水源地污染水源。水源地上游农地长期大量使用化肥、农药等有毒害物质累积残留 逐渐增多，农村的畜禽养殖粪便、农业化肥农药的流失、生活垃圾、有机废弃物等乱堆 乱弃，一遇大雨或暴雨，上述有毒害的污染物常随地表径流进入河沟，流进水源地污染 水源。据有关化肥资料，在农业生产中氮肥在环境中损失最大，其损失率在3 0 5 0 之间，因此不容忽视i l 5 。 除草剂的使用使作物或果树下及周围的土壤裸露出来，受到雨水的冲刷很容易引起 东北师范大学硕士学位论文 水土流失。 ( 4 ) 旅游区开发与旅游活动对水源的影响 旅游开发活动的负面影响主要有：设施建设使山体地貌、天然植被和人工植被遭 受破坏，使水源地原本稳定的生态环境失去植被保护；建设施工过程中的山体开挖、 采石取土、乱堆乱弃、材料运输等由于没有及时采取相应地保护防范措施，产生严重的水 土流失，淤积水源地，污染水质；游人洗车、洗浴、洗衣物、投饵料、抛食物、随地便 溺等不良行为也对水源水质形成污染。 1 2 2 水源地保护现状 我国水源地保护的问题已经提到议事日程上来。周生贤部长在2 0 0 9 年全国环境保 护工作会议上指出，今年要切实加强饮用水水源地保护工作，扎实推进环保重点城市饮 用水源地保护，进一步维护群众的饮水安全【1 6 1 。 我国水源地保护工作主要集中在以下几个方面： ( 1 ) 制定了饮用水源保护相关的法律法规及标准 相关的法律法规 我国自1 9 9 7 年开始制定了一系列有关饮用水源保护的法律法规。包括1 9 9 7 年颁布 的生活饮用水卫生监督管理办法、1 9 8 9 年颁布的饮用水水源保护区污染防治管理 规定以及2 0 0 2 年颁布的中华人民共和国水法和中华人民共和国水污染防治法 ( 2 0 0 8 年6 月1 日起实施) 中针对饮用水源保护的条款等。这些法律法规从明确相关政 府在饮用水源保护方面的职能、饮用水源地保护的具体实施细则、划定饮用水源保护区 以及检测监督措施和应对突发性事故的措施等多个方面给与了指导和规定。 相关的技术标准 1 9 8 5 年颁布的生活饮用水卫生标准、1 9 9 3 年实施的生活饮用水水源水质标准 和2 0 0 7 年替代1 9 8 5 年实施的生活饮用水卫生标准都提出生活饮用水水源的水质指 标、水质分级、标准限值、水质检验以及标准的监督执行等；2 0 0 2 年实施的地表水环 境质量标准以及2 0 0 7 年2 月原国家保护总局发布的h j f f 3 3 8 2 0 0 7 饮用水水源保护 区划分技术规范规定了集中式生活饮用水地表水源地一级保护区和二级保护区要分别 达到其规定的i i 类和类水质标型1 7 j 。 ( 2 ) 加大水源地上游生态环境的修复和管理 水源地上游水土流失、森林砍伐等，加大了自然灾害的发生率，对河流湖泊造成污 染。水源地的生态环境保护工作在这方面已经出现了一些可喜的成果。 一些地方林业局规划水源地水源涵养林建设工程，争国家的退耕还林和天然林保护 资金，全面停止水源地的林砍伐。建设优质水源涵养林，在河流沿线种植防护林l l 引，提 高水源地森林覆盖率，保护水源地 1 9 j 。 ( 3 ) 水源地周边面源污染的治理悄然兴起 治理水源地面源污染的重要环节是整治人居环境。从治理脏、乱、差入手，通过修 建垃圾转运场、砼化粪池及排污管道，制订环境卫生保洁制度，推广无磷洗涤剂措施， 4 东北师范大学硕士学位论文 实现生活垃圾集中管理、人畜禽粪便无害化处理、生活污水初步处理后达标排放等等措 施，促进村容村貌的改善，构建人居与水环境和谐的社会主义新农村，解决农村面源污 染问题【2 0 】。 ( 4 ) 建立应急管理机制和配套措施 目前许多专家都呼吁应该建立真正完备的应急预警制度。要能够实现操作简便、信 息采集处理和传输快速准确、水污染预报及时准确、有一定的预见期、能提供多套决策 方案；拥有强大的信息数据库，能够模拟事故发生情况，并且提出处理解决方案。同时 预警应急制度不光是指突发事故发生后的解决措施，还包括在灾前的防范监测和在灾后 的恢复总结【2 1 1 。 1 3 水源地环境保护国内外研究进展 1 3 1 国外研究现状与进展 水体污染尤其是水源地污染一直是世界瞩目的环境问题。由于城市化进程的加快， 资源的不合理利用等因素，城市地表饮用水源受到不同程度的影响。7 0 年代，发达国家 纷纷制定水源保护条例，强调严格控制点源污染，削减非点源，保护地表饮用水源。地 表饮用水源保护研究工作也逐步展开。 许多国家的水源保护条例明确规定禁止污染物直接排入地表饮用水源。因此，非点 源污染研究成为城市地表饮用水源保护研究的主要内容。非点源污染研究在发达国家、 特别是美国研究历史较长且非常活跃。由7 0 年代初进行的非点源污染特征、影响因素、 污染负荷输出等方面的初步研究n 8 0 年代后期的非点源污染因素分析和污染物迁移机 理的探讨愈加深入。9 0 年代，以g i s 与w e e p 、a g n p s 、u s l e 等非点源污染模型的结合 显示了新技术在该领域的应用1 2 2 】。 多数地表水源地是湖泊和水库，湖库的富营养化问题就成为人们关注的重点。日本 早在3 0 年代就对水体富营养化进行了影响因子等方面的探讨，美国对湖泊富营养化的大 规模研究起始于6 0 年代末湖泊富营养化与土地利用调查【2 3 】。生物操纵技术【2 4 】成为1 9 8 5 年之后湖泊生态修复研究的重点( 1 9 8 5 年之前多以工程措施、化学措施为主) 。 湖库的富营养化、酸化也可能通过饮用水直接、间接地对人体产生某些近期、远期 的影响。有关污染物对水源水质、净化处理、人体健康的影响研究【2 5 1 、毒性污染物【2 6 】 的主要源区分析与污染物处理效果评价研究成为9 0 年代以来水源卫生健康研究的热点。 丹麦、瑞典等西欧国家以及美过都广泛开展【2 7 】了水体酸化敏感性的评价。 发达国家的地表饮用水源管理强调流域管理、地表饮用水源保护和净水处理三者的 有机结合，比较成功的典型是美国。美国流域计划管理机构【2 8 】由供水企业工作人员、地 方规划部门、政府咨询机构人员和顾问共同组成。该机构对流域数据进行统一汇集，鉴 别污染物及其来源，制定管理目标和流域管理条例，选定管理措施，对流域点源和非点 源进行管理，实现流域污染总量控制和污水处理。同时，定期监测水质变化，反馈流域 管理效果。国家环保局设专款支持州和地方政府提出水源保护项目【2 9 】，企业、财团也提 东北师范大学硕士学位论文 供经济支持。为了配合流域饮用水源的管理，国家环保局还设置了土地利用与水源水质 监测参考项目表，用于水质检测【2 3 】。 1 3 2 国内研究现状与进展 我国于1 9 8 9 年颁布饮用水水源保护区污染防治管理规定，开始开展饮用水源的 保护研究工作。 根据水源地的不同用途制订相适应的保护法规，划分保护区范围，明确保护区内允 许及禁止的各种活动，确定奖惩办法。这是我国多年来实施的卓有成效的一项水源地保 护措施。如北京市制订的密云水库怀柔水库和京密引水渠水源保护管理条例，明确 一级保护区为非建设区和非旅游区，禁止新建、改建、扩建除水利或供水工程以外的工 程项目；还规定了由市人民政府帮助库区农民在保护水源的前提下发展经济等【3 。 我国2 0 0 1 年6 月以卫生部卫法监发 2 0 0 1 】1 6 1 号文发布了生活饮用水卫生规范。 包括七个部分：生活饮用水水质卫生规范；生活饮用水输配水设备及防护材料卫生 安全评价规范；生活饮用水化学处理剂卫生安全评价规范；生活饮用水水质处理器 卫生安全与功能评价规范；生活饮用水集中式供水单位卫生规范；涉及饮用水源卫 生安全产品生产企业卫生规范；生活饮用水检验规范。新的生活饮用水卫生标准 ( g b 5 7 4 9也发布。使生活饮用水源水质应符合下列基本要求：水的感官性状良2006) 好；水中不得含有病原微生物，防止介水传染病的发生；水中所含化学物质及放射 性物质不得危害人体健康1 3 。 我国现行法律法规对饮用水源的管理体制没有做出具体而明确的规定，现行饮用水 源管理适用水资源的管理体制。同样是实行将“统一管理与分级、分部门管理相结合 统一改为“实行流域管理与行政区域管理相结合 的管理体制。这种管理体制在实行之 初确实对饮用水源的保护发挥了一定的作用，但随着饮用水源保护中新问题、新情况的 不断涌现，还需要进一步完善和修订。 近年来，我国饮用水源地保护工程得到极大的发展。主要有：隔离防护工程( 建立 卫生防护带) 、污染源综合治理工程、泥沙和面源污染控制工程、生态修复与保护工程 笙0 2 1 口o 1 3 3 国内外水源地保护方面存在的主要问题 发达国家的地表饮用水源流域管理有其成功之处，但也存在很多管理和运行中的问 题。由于供水企业不能全权拥有流域土地，流域内土地、水源多有从属性开发、利用现象 ( 美国达到8 4 ) ，与土地利用开发有关的非点源污染问题比较突出【2 3 j 。 我国的地表饮用水源没有实现流域管理，缺乏水源有效保护的宏观大背景，水源地 划而不保、缺乏明确管理界限。中小点源污染还较突出，非点源污染又没有引起足够的 重视，水源污染问题都还比较严重。 ( 1 ) 水源地功能区划分 水功能区划针对全国主要地表水体，依据其水资源条件及水环境现状综合考虑社会 6 东北师范大学硕士学位论文 经济发展状况、需求及相关规划提出水功能区划方案( 包括水功能区名称、起止范围、 目标水质、功能类型等) 。在水源地功能区划分方面许多地方存在划而不保的问题。中 小点源没有得到有效控制，面源污染没有得到足够的重视。由于历史遗留的包袱和城市 规划安排不当，目前不少城市的饮用水水源地布局不合理【3 3 1 ，加剧了水源地的水污染， 增加了水源保护的难度。 ( 2 ) 功能区内退耕补偿 水源地上游的植被恢复与重建工作中实行陡坡退耕还林，并进行补偿是水源地保护 的重要工作。水源地内退耕补偿的主要问题在于补偿政策和措施的制定与实施。补偿政 策对于农村居民的利益至关重要，不能忽视。因此，要因地制宜地制定政策，合理补偿 促进退耕。 另外，我国多数流域对水源地的生态补偿机制尚未建立，少数流域建立的以财政转 移支付为主要形式的政府补偿机制存在着诸多问题，如以财政转移支付为主的政府补偿 对财政政策的依赖性大、补偿数量小且具有不确定性【3 0 】。 ( 3 ) 其他问题 水源地保护工作还有大量工作需要做，许多问题有待解决。尤其是水源地日常监测 和突发事件应急机制、措施的建立，迫在眉睫。 城市供水管理体系不完备，应对突发事故的能力较弱。现阶段，很多城市供水部门 没有应对突发事件的应急预案体系阶3 5 1 。发生饮用水水源污染事故后，供水部门缺乏应 变能力，无法采取正确的处理手段，最大限度地减少突发事件带来的损失。一些地方没 有高度重视对突发环境污染事故的预警防范工作，环境应急监测能力和处置能力明显不 足【3 6 1 。 1 4 选题依据及研究内容、方法及目标 1 4 1 选题依据 水资源是重要的自然资源，是人类赖以生存的基础。随着社会的进步、人口的增长、 工业生产发展和人民生活水平的提高，人类对水的需求越来越多，供水任务不断增加， 导致水资源短缺情况日益加剧，同时随着人类活动的影响，水质污染问题也日趋严重。 水资源量的多少和水质的优劣，都将制约着国民经济和社会发展，影响人民的身体健康 和生活质量。水源地作为供水工程的源头，其保护工作的重要性也日趋凸现，备受人民 群众和社会各界的关注。 石头口门水库是长春市最重要的供水水源地，年设计向长春市供水1 6 8 亿m 3 ，已 成为关系长春市经济发展和2 7 0 万人口饮水安全的重要水源地。近年来，石头口门水库 水源地保护区范围内出现了诸多污染水质的现象【37 1 ，存在的主要问题有：( 1 ) 近水居民生 活垃圾、城镇生活污水污染问题；( 2 ) 保护区内工矿企业对水源地的污染；( 3 ) 农药、化肥 面源污染问题；( 4 ) 水土流失问题。这些问题的存在，对水源造成了直接的污染，也直接 构成了对松花江水质的极大威胁【3 8 3 9 1 。 7 东北师范大学硕士学位论文 许多学者在水源地的环境问题和保护问题方面做过大量工作m 4 5 j ，但针对长春市的 水源地一石头口门水库的水质监测和分析工作还鲜见报道。因此，选择该课题作为学位 论文，系统的进行石头口门水库水源地近年来水质监测数据的统计和分析，探讨其环境 保护和生态修复的对策和措施。为水源地环境保护工作提供依据。 1 4 2 研究内容 ( 1 ) 石头口门水库水源地流域污染因素情况调查 ( 2 ) 石头口门水库水质状况、污染趋势分析 ( 3 ) 石头口门水库主要污染物( 总氮和总磷) 环境容量估算与分析 ( 4 ) 石头口门水库水源地污染防治工程措施与对策研究。 ( 5 ) 水源地保护的环境管理对策研究。 1 4 3 研究方法 ( 1 ) 现场调研 主要是石头口门水库近水居民生活垃圾、城镇生活污水、保护区内工矿企业、上游 流域农田的农药和化肥面源污染、水土流失等主要环境影响和污染问题的现场调研。 ( 2 ) 资料收集 石头口门水库的水文趋势数据，主要是入库河流流量等； 主要是长春市环境监测中心站的石头口门水库水源地水质监测资料和数据的收 集；监测断面：2 个，即水库中游和大坝；饮用水水源地监测项目共1 5 项，主要有p h 、 溶解氧、氨氮、硝酸盐氮、总氮、高锰酸盐指数、b o d 5 、砷、挥发酚、六价铬、汞、 铅、镉、总磷、氰化物指标。监测时间：2 0 0 5 年至2 0 0 8 年，每年1 月至1 2 月( 监测频 率为全年1 2 次) 。 现状评价方法单因子评价法 指用水体中感观性、毒物和生物学等单因子的监测结果对照各自评价标准，确定各 项目的水质类别，在所有项目水质类别中选取水质最差类别作为水体水质类别，是现行 国家水质标准中确定的评价原则。 ( 3 ) 控制措施设计 根据石头口门水库水源地的主要污染因素，提出适合该流域的污染控制措施与建 议。 1 4 4 研究目标 通过石头口门水库2 0 0 5 2 0 0 8 年监测数据来评价其水质污染变化趋势，结合水源地 流域范围内污染源调查，探讨造成污染的原因；针对水库近水居民生活垃圾、城镇生活 污水、保护区内工矿企业、上游流域农田的农药和化肥面源污染、水土流失等主要环境 影响和污染问题，提出切实可行的污染防治措施与对策。 8 东北师范大学硕士学位论文 1 4 5 本论文的创新之处 本论文是首次提出了石头口f - j 库主要污染物( 总氮和总磷) 容量总量控制目标 值，并提出有针对性的污染防治对策与建议。 9 东北师范大学硕士学位论文 第二章研究区概况及水源地污染成因分析 2 1 石头口门水库环境状况 2 1 1 水库流域范围 石头口门水库位于吉林省长春地区九台市境内，水库坝址在九台市西营城镇石头口 门村西南约5 0 0 m 处，地理位置位于东经1 2 5 。4 57 ，北纬4 3 。5 87 ，是松花江一级支流 饮马河中游的一座大型水库。 水库始建于1 9 5 8 年，1 9 6 5 年建成，1 9 9 1 年完成防洪抗震安全加固。是一座以防洪除 涝为主，结合灌溉、发电和养鱼的综合利用水利枢纽。近年来，由于长春市城市用水紧 张，1 9 7 9 年起水库开始承担一部分向城市供水的任务。水库工程原设计防洪保护面积 4 2 1 x 1 0 5 h m 2 ，灌溉水匪i 3 x 1 0 5 h m 2 ，旱田3 6 x 1 0 5 h m 2 。城市供水保证率按9 5 核定，年供 水量0 8 x 1 0 8 m 3 ；限制灌溉水田1 8 x 1 0 8 m 3 ，用水量1 2 x 1 0 8 m 3 ，灌溉保证率7 5 。水库设 计防洪标准五百年一遇，万年一遇洪水校核，坝址以上多年平均径流量8 2 6 x 5 i n 3 ，扣除 上游水利工程拦蓄减少入库流量，多年平均入库径流量6 4 6 x 1 0 8m 3 ，设计水位正常下库 容为2 2 2 x 1 0 8 m 3 ，死库容0 4 4 x 1 0 5 m 3 。 为提高饮马河水资源利用率，最大限度地向城市供水，并提高水库下游农田灌溉保 证程度，2 0 0 0 年1 1 月完成石头口f - j t g 库兴利增容工程初步设计。兴利增容工程已于2 0 0 2 年完成，水库的任务是以防洪、城市供水、灌溉为主、兼顾发电、养鱼。在坝址以上沿 土地淹没线修筑围堤4 3 9 2 k m ，强排站1 4 座。石头口门水库防洪除涝面积2 8 1 x 1 0 4 h m 2 ， 保护下游4 2 x 1 0 4 h m 2 农田、1 2 6 个村屯、2 2 万人口及京哈铁路、长吉高速公路、长吉北线 的安全，是德惠、九台、农安等县市的重要防洪屏障。 水库坝址以上集水面积4 9 4 4k m 2 ，占饮马河流域面积的6 0 ，上游有大、中、小 型水库及塘坝1 0 0 余座，其中岔路河上星星哨水库控制面积8 4 5 k m 2 ，黄河水库控制面 积7 8 4 k m 2 ，双阳河上双阳水库控制面积2 2 5 k m 2 ，以上三座水库控制面积占石头口f - jt g 库以上流域面积的3 7 6 。库区沿岸群山环绕，丛林覆盖，水库在永吉县官厅乡和万昌 乡、双阳区四家乡、九台市波泥河乡、西营城镇和放牛沟镇的环抱之中。水库最狭窄处 仅有3 6 0 m 左右，宛如一瓶口。向南逐渐开阔，最宽处达6 k m 。水库大坝为均质坝，坝 长4 4 5 m ，最大坝高2 1 5 m ，溢洪道最大泄流量18 3 9 m s 。水库上游，有饮马河干流及其 支流岔路河和双阳河注入水库。其中，饮马河从发源地到烟筒山镇河段：两岸为连绵起 伏的低山丘陵，灌木和杂草丛生。 沿河两岸有l k m 之多的平川河谷，多为水田。该段河道弯曲，河槽窄深，呈“v ”形。 河岸多为沙土，较陡立，易坍塌。河底为夹杂卵石的砂或细沙。河段平均坡降为1 7 1 o ， 洪水涨落快。主要支流有小黄河。烟筒山到水库入口断面河段：河两侧为平缓低丘及台 1 0 东北师范大学硕士学位论文 地，多呈微波状，中下游洼地及沼泽较多。河段平均坡降为0 5 8 0 o o ，河道较弯曲，河槽 呈“u ”形。河岸多由沙土或沙壤土组成，河底多由沙或细沙组成。总流域面积4 9 4 4 k m 2 ， 其地理位置及河网分布见图2 1 【4 6 1 。 2 1 2 地形地貌 石头口门水源地保护区位于大黑山脉低山丘陵与松辽平原台地之间的过渡带，地势 呈南高北低，相对高度4 0 , - - 一6 0 m 。水系的流向由南向北。水库库区坝址至四家子乡、波 泥河子镇段为低山丘陵区，坝址下游1 5 k m 为松辽平原东部边缘，库尾为第四系断陷盆 地，可分为堆积地形、剥蚀堆积、构造剥蚀三个大类型和四种形态单元。 本地区地层主要以侏罗系凝灰岩为主，其次有二迭系板岩，局部有大理岩和海西期 花岗岩、第四系松散层广泛覆盖其上。 2 1 3 流域土地利用现状概况 土地利用方式主要有旱地、水田、林地、草地、园地、农村居民点、城镇建设和工 业用地等。其中面积最大的为丘陵区旱地，占总面积的3 2 3 8 ，其次是有林地，占总 面积的3 1 7 0 ，林地广泛分布于山区半山区，是流域区内的另一主要土地利用类型， 主要为次生林，在林地之间夹杂分布大小不等的草地。受自然条件和认为活动的影响， 区内植被分布不均，土地利用分布见图2 2 。 2 1 4 社会经济状况 石头口门水库总集水面积4 9 4 4 k m 2 ，占整个饮马河流域的6 0 ，上游有双阳河、岔 路河等支流汇入。水库流域涉及长春市、吉林市两市的二道区、双阳区、九台市、永吉 县、磐石市五个县( 市、区) ，含2 7 个乡镇街道，近4 0 0 个村，2 0 0 8 年总人口8 4 万。 水库在大黑山低山一丘陵山间河谷盆地和伊舒地堑北缘，故而水库上宽下窄，上游 周边以淤积平原为主，下游周边以山地为主，整体地形复杂。与长春市、吉林两市的九 台、双阳、二道永吉四县( 市、区) 的东湖镇、四家乡、新安镇、万昌镇、官厅乡、波泥 河乡、西营城镇等7 个乡镇相邻。流域内行政区划详见表2 1 。 一一 查! 皇堕苎奎兰堕主堂垡笙窒 一 - _ _ _ _ - - - _ i _ _ i _ l _ - _ - _ - _ - - - - _ 一一 图2 - 1 石头口门水库地理位置及流域河网分布图【拍l 1 2 ， 图2 2 石头口门水库流域土地利用类型分布图【4 6 】 东北师范大学硕士学位论文 麦2 ：! 互达旦c 速壁缝亟区型盎 县 乡镇 人口总面积 所辖村数 市 ( 市、区)街道 ( 人)( k m 2 )( 人) 二道区四家1 1 9 7 81 1 0 6 8 平湖 5 5 9 2 27 8 11 0 云山 5 5 2 0 27 8 3 39 奢岭 2 7 2 2 11 4 21 1 山河 6 1 1 9 73 0 62 5 太平 4 2 1 4 93 2 22 2 双阳区 新安 2 2 0 0 41 2 31 2 长春市 鹿乡 4 7 6 5 92 7 01 8 齐家 2 7 8 3 01 3 41 2 长岭2 3 6 4 31 4 2 9 双营子1 3 9 4 96 25 西营城2 4 6 3 93 0 7 51 7 九台市东湖 2 2 0 1 8 3 81 6 波泥河3 5 8 2 8 1 4 91 2 万昌5 3 4 4 7 1 1 4 21 6 双河 2 8 8 6 63 1 6 0 42 0 岔路河 4 7 0 3 42 1 62 3 黄榆 1 8 5 5 61 5 6 0 41 5 永吉县 大岗子 1 5 2 0 02 1 2 1 41 4 金家 2 2 8 1 21 5 2 1 81 2 吉林市 官厅 1 2 1 1 17 4 7 88 三家子 2 1 0 7 91 0 7 1 41 6 驿马 1 3 7 4 72 0 6 31 1 取柴河 1 7 9 3 62 8 7 41 4 磐