南方山区饮用水源水库蓝藻爆发的成因机制研究

南方山区饮用水源水库蓝藻爆发的成因机制研究陈文龙，杨芳，罗欢，崔树彬，徐礼强(珠江水利委员会珠江水利科学研究院，广东广州510610)摘要:南方山区饮用水源水库蓝藻水华成为影响当地居民生活的重要问题之一。现以我国南方江西省寻乌县九曲湾水库为例，在水库水质及纳污现状、水库水生态环境现状调查与评价、水生态系统健康状况评估的基础上，对山区饮用水源水库蓝藻暴发的成因与机制进行研究，系统总结和分析其蓝藻爆发的成因机制，以期为今后的治理提供必要的依据。关键词:饮用水源;水库;蓝藻;江西中图分类号:X524文献标识码:B文章编号:1001-9235(2015)01-0116-050前言我国南方的许多水体已受到富营养化的严重威胁，且水华的影响范围和程度有加重的趋势。蓝藻作为河湖水华中常见优势种群，引起的蓝藻事件是目前社会普遍关注的问题，近年来南方山区饮用水源水库蓝藻水华成为影响当地居民生活的重要问题之一。研究蓝藻水华的形成机制，对于科学预测湖泊中蓝藻水华的产生，并采取相应措施减少其带来的影响具有重要的生态和环境意义［1］。所谓蓝藻是淡水湖泊中比较常见的一种浮游植物种类，在适宜的气象条件和营养盐浓度下，就会爆发性地生长，形成蓝藻水华［2］。“水华”是指内陆水域中一些浮游生物的暴发性繁殖引起水色异常的现象。形成蓝藻水华的藻类包括微囊藻、鱼腥藻、节球藻、鞘丝藻、颤藻和束丝藻等，有时直链硅藻也伴随蓝藻大量滋生［3］。认识藻类水华的形成原因，并寻求有效的防治措施刻不容缓。目前水华发生的机理尚未被人们充分认识，多数蓝藻水华确切的诱发因子并不十分清楚［4］。藻类水华的暴发涉及物理、化学、生物等因素。水华形成机理十分复杂，至今还在探索阶段。但相关学者普遍认为，促进水华发生的因子主要有充足的营养盐、缓慢的水流流态和适宜的气象条件。只有这3个方面条件都比较适宜的情况下，才会出现某种优势藻类疯长的水华现象［5］。水华从表观现象上看是瞬时的“暴发”，但是其本质是藻类生物量在水体中的逐渐增加的一个缓慢过程，而非藻类在短时间内连续的快速生长所致［6］。一般来说，氮和磷营养盐是藻类生长和水华暴发中不可缺少的，国内外对此有大量的研究［7］。虽然氮磷是限制藻类增长的两个主要元素，但许多研究证明藻类生长同样需要微量元素，像铁、钼等微量元素可以单独或是与氮或磷共同限制藻类的增长。从国内一些湖泊水库富营养化调查资料来看，水库发生富营养化与气候变化关系很大，气候条件能促成藻类水华的发生［8］。藻类为中温性微生物。在环境因子中，水温、气温和光照是藻类进行光合作用的必要条件。水文因子主要有流量、流速和水位等，目前研究较多的是水流流速对藻类生长的影响，流量部分也有相应的研究，但不是很成熟。现以我国南方江西省寻乌县九曲湾水库为例，系统总结和分析其蓝藻爆发的成因机制，以期为今后的治理提供必要的依据。1研究区域现状江西省寻乌县九曲湾水库位于珠江流域东江上游寻乌水马蹄河中游，是寻乌县城区居民的唯一供水水源地。水库除供水外，兼有防洪、发电等综合利用效益。水库总库容415万m3，可调节库容231万m3，水库集雨面积为71km2，设计基金项目:水利部公益基金《华南农村池塘污染的EST水体修复技术研究》(项目编号:VK914005)收稿日期:2014-11-06作者简介:陈文龙，男，福建龙岩人，主要从事水生态修复研究及水利管理工作檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶。(上接第115页)［7］郭志学，曹叔尤，刘兴年，等.泥石流堵江影响因素试验研究［J］.水利学报，2004，(11):39－45.［8］梁志勇，刘峡，徐永年，等.泥石流入汇对河流河床演变的影响［J］.自然灾害学报，2001，10(1):45－50.［9］韦方强，胡凯衡，崔鹏，等.蒋家沟泥石流堵江成因与特征［J］.水土保持学报，2002，16(6):71－75.(责任编辑:李泽华)611人民珠江2015年第1期·PEAＲLＲIVEＲdoi:10.3969/j.issn.1001-9235.2015.01.030日供水能力近期为1．5万m3/d(中远期为3．0万m3/d)，设计灌溉面积320km2，设计装机容量1000kW。九曲湾水库大坝坝顶高程为357．5m，汛期限制水位为348m，水库正常水位为352m。九曲湾水库位于寻乌县城以北9km，距离东江源头发源地———桠髻钵山(东经115°32'54″，北纬25°12'09″，海拔高程为1101．9m)28km。流域内涉及三标、文峰2个乡7个行政村1．5万余人口，流域经济以种植果树、蔬菜等农业经济为主，无工业企业和规模化的养殖业分布。库区上游已种植果树2467km2，由于果树的种植造成的森林植被破坏、水源涵养功能下降和水土流失、农业面源污染问题比