[生物净化水质技术在大浪淀水库中的应用]大浪淀水库开放吗

　　摘要 针对大浪淀水库水质恶化现状，分析了地表饮用水水源地产生富营养化的原因及危害，阐述了生物净化水质的机理，确立了利用生物技术净化水库水质的生物链，将生物净化水质技术应用到大浪淀水库中，以期为利用生物净化水质技术改善水体环境和促进水生生态系统的良性循环、保护供水水源地水质提供参考。
　　关键词 生物净化水质；大浪淀水库；机理；应用
　　中图分类号 X524；X171 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）03-0303-02
　　河北省沧州市是全国严重缺水的地区之一，全市水资源总量12.64亿m3，人均水资源占有量192 m3，仅相当于全国平均水平的8%，全省平均水平的61%。为了解决该地区人们的生存与发展问题，1996年底修建了大浪淀水库，并投入运行蓄水。6年来，已累计引水入库3亿m3，有效缓解了沧州水资源严重短缺的现状，每年向市城区提供1.53亿m3的生活用水，结束了城区人民长期饮用高氟水的历史。该水库担负着沧州市55万人民的生活用水和近2.67万hm2农田的灌溉任务。自1996年投入运营后，库内水生浮游动、植物大量滋生，水体富营养化严重，水质败坏，超出国标《地表水环境质量标准》Ⅲ类水标准。1997年11月7日，水库停止向外供水，严重影响了人民的正常生活和沧州市经济发展，沧州市政府只能紧急启用备用水源向市区供水。为此，笔者针对水库水环境恶化问题利用生物措施对水库水质进行净化，使水质得到了明显改善。
　　1 大浪淀水库基本概况
　　大浪淀水库位于南皮、沧县、孟村3个县交界处，距沧州市以南22 km，中心位置坐标为东经116°55′，北纬38°6′。该水库设计库容1.003亿m3，蓄水面积16.89 km2，属大Ⅱ型平原水库。水库主体工程于1996年底建成，从1997年1月19日开始，每年的11月至翌年2月，通过明渠从黄河调水，1997年2月开始对外供水。大浪淀水库是以解决沧州市城区生活用水为主，兼顾工农业生产用水的重要地表水源地。由于该水库系农田和天然洼地改建而成，水中营养物质含量丰富，此外引黄河水途中又带入了较多有机质。
　　2 生物净化水质机理及技术
　　2.1 生物净化水质机理
　　生物在水体富营养后的自净过程中起主要作用。水体的自净，是由于水体自身物理、化学及生物等过程的作用使水体得到净化。生物净化就是生物在其生命进程中，经过氧化还原、吸收、分解等生命活动，使水体得到净化，在消耗水中营养物质的同时满足了生物自身生命活动的需要。生物净化水质是以生物链中各因子之间的相互依存、相互利用为基础，以水生态环境为条件，以水生生物学和水化学等理论为依据；利用生物调控的方法来净化水体水质，从而提高水的利用功效，改善淡水生态环境。笔者针对大浪淀水库存在的水质污染和富营养问题，通过对大浪淀水库的水质和水生生物进行定性、定量监测与分析，依据生态系统中物质循环、能量转换的法则和水体中主要水生动物食性的特点，找出影响水质主要因子的变化规律，确定消耗水体营养物质、净化水质的最佳生物配比，从而达到改善水质、促进水体生态系统良性循环的目的。
　　2.2 生物净化水质技术
　　自1998年开始，笔者对大浪淀水库的水质、生物、初级生产力以及鱼类资源等进行了定性、定量监测和调查，并取得了大量的基础资料。对比分析结果表明，有多个因子影响水库水质，主要包括高锰酸盐指数、pH值、溶解氧、透明度、总磷、总氮、硝酸盐氮、氨氮、水生生物等。根据生物净化水质机理，通过研究和对比水库营养成分以及浮游生物的种类和数量，分析得出2条食物链对水库水质起主导作用。
　　（1）水体中的有机碎屑、腐尸等，经过菌类分解后，一部分被小杂鱼、虾、鲤鱼、鲫鱼、幼鱼所摄食，从而又为肉食性鱼类提供了食物，其他被底栖动物、浮游动物所摄取，完成能量相互转换的循环过程；一部分返回水体中进行下一次的能量转换。
　　（2）在二氧化碳、阳光、温度等环境条件下，水体中的磷、氮等营养物质，经光合作用为浮游植物提供了营养，使其生长繁衍；这些浮游植物又为浮游动物、底栖动物等提供了食物，浮游动物、底栖动物又为鳙鱼、幼鱼、虾、小杂鱼及鲤鱼、鲫鱼提供了食物，其中小杂鱼、虾、幼鱼又为肉食性鱼类提供食物。各种水生生物的粪便和残体等有机物质，包括浮游动物、底栖动物、鱼类、水生维管束植物、浮游植物等经真菌、细菌等菌类分解后，营养物质又返回到水体中，从而使水体得到净化，完成初次能量转换的循环过程。
　　根据上述原理，建立了大浪淀水库生物净化水质模型，具体见图1。
　　3 生物净化水质技术在大浪淀水库中的应用
　　生物净化水质调控技术通过合理调控和配置生物种群数量和组成结构的方法净化水质[1-3]。该技术能够有效抑制浮游植物过量的繁衍，主要是调控鱼类规格、品种、种群及组成结构等，使其在满足牧食性鱼类生长、发育对水生植物的需要的同时，有利于浮游动物适量发展，并且能调整水生维管束植物生产量，降低水体中的营养物质含量，从而达到净化水质的目的[4-10]。
　　3.1 鱼类投放
　　鱼类投放的品种、规格、密度和数量是生物调控技术“调”的主要方式。根据大浪淀水库浮游动物生产力大于浮游植物生产力的现状，经对比分析研究决定：投放品种主要以鳙鱼、鲢鱼为主，少量搭配鲤鱼、鲫鱼、草鱼、银鱼等；投放规格以鳙鱼50~100 g/尾、鲢鱼50~100 g/尾、草鱼100~200 g/尾、鲫鱼30~50 g/尾、鲤鱼50~150 g/尾为宜；投放密度以鳙鱼84尾/hm2为宜、鲢鱼117尾/hm2、草鱼82.5尾/hm2，鲤鱼和鲫鱼靠自生繁殖，以捕捞的方式适当调控；投放数量以鳙鱼15万~18万尾、鲢鱼20万~25万尾为宜。
　　3.2 鱼类捕捞
　　鱼类的捕捞规格、数量和时间是生物调控技术“控”的主要方式。根据大浪淀水库浮游动物和浮游植物生产力的现状，经对比分析研究决定确定如下：捕捞规格应以鳙鱼3.0~4.0 kg/尾、鲢鱼1.5~2.0 kg/尾、鲤鱼1.0~5.0 kg/尾、鲫鱼0.15~1.50 kg/尾，草鱼2.5 kg/尾以上，银鱼4~6 g/尾为宜。捕捞时间以鲢鱼3~5龄后，鳙鱼2~3龄后，草鱼2龄后，即在其度过生活史中生长最快的发育阶段以后为最佳捕捞时机。鲤鱼、鲫鱼、银鱼等产卵孵化后即可捕捞。水库年捕捞量应以鳙鱼70~80 t、鲢鱼50~60 t，鲤鱼、鲫鱼、杂鱼、虾类等120 t，银鱼10 t为宜。
　　4 大浪淀水库水质净化结果评价
　　通过利用水质指数法对水库水质进行计算及评价，自利用生物净化水质技术对水库的水质进行净化后，水体的营养化程度由1997年的严重富营养净化至现在的中度营养，大浪淀水库的水质指数（WQI）由1997年的100调节为目前的18.6~30.7，即由Ⅴ类水净化为现在的Ⅱ类或Ⅰ类水。因此，大浪淀水库通过利用生物净化水质技术进行水质调控处理，已成为水质优良的饮用水水源地。
　　5 结语
　　几年来，为了使水库运行管理得到有效技术保证，大浪淀水库通过利用生物净化水质技术处理，其水质净化效果明显。为使水库水质长期保持最佳状态，并保持良好的生态环境，让水库发挥更大的经济、社会和生态效益，特提出如下建议：一是植树种草，改善库区生态环境。因地制宜，合理规划，有目的的在坝外肩及坝坡、滩地上种植花草树木，既能增加库区景观，美化环境，又可防冲固坡，保护堤坎，还能利用花草树木吸尘、吸毒，改善水体环境，对水质起到良好的净化作用。二是适当增加滤食性、杂食性鱼类的投放数量，增大草食性鱼类、小杂鱼的捕捞数量，用以控制浮游生物过量繁衍，并促进水生维管束植物对磷、氮等元素的吸收利用，降低水中营养物质含量，保护有益鱼类尽快形成优势种群。三是应进一步加大科研力度，对水库进行长期的水质、生物等方面的监测和应用研究。使用一些高科技及自动化的技术手段对现有库存鱼类进行准确监测。四是建设水质远程在线式实时监测系统，便于水库水质的准确控制[11-12]。同时，建立、健全水库水质的定期实验室化验机制。
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