油車水庫富營養(yǎng)化及水質(zhì)評價分析

楊鵬程 徐強(qiáng) 劉耿煒 席澤超 楊銳

摘 要：油車水庫是宜興市重要的水體資源。根據(jù)油車水庫2017～2020年水質(zhì)監(jiān)測資料，選取Chl-a、TN、TP、COD、SD5個參數(shù)作為評價指標(biāo)，利用評分法分析評價水體富營養(yǎng)化程度、單因子評價法評價水質(zhì)狀況。結(jié)果表明：油車水庫2017～2020年主要水質(zhì)污染因子為總磷;油車水庫水體屬于中營養(yǎng)、水質(zhì)總體達(dá)到Ⅱ～Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。為更好地保護(hù)水體健康，提出了相應(yīng)的防治建議。

關(guān)鍵詞：油車水庫;富營養(yǎng)化;水質(zhì)評價;水體治理

中圖法分類號：X824? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

水庫是陸地水文系統(tǒng)中重要的淡水蓄積體，具有防洪、蓄水灌溉、供水、發(fā)電、養(yǎng)魚等功能，與人類生活密切相關(guān)。根據(jù)油車水庫2017—2020年水質(zhì)監(jiān)測資料，分析評價水體富營養(yǎng)化程度及水質(zhì)狀況，并結(jié)合其影響因素，提出治理建議。

1? 油車水庫概況

油車水庫是宜興區(qū)域供水的第二水源地（第一水源地為橫山水庫），位于江蘇省宜興市湖父鎮(zhèn)洑西澗中游，分別距下游湖滏鎮(zhèn)和丁蜀鎮(zhèn)4km和8km。該水庫所在地屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，溫和濕潤、四季分明、日照充足、無霜期長，春夏多東南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)。流域內(nèi)植被茂密，水土保持良好。

油車水庫始建于2009年12月份，主體工程于2012年建成投運(yùn)，集水面積37.4km2，總庫容3 324

萬m3，年可供水量1 748萬m3，水庫大壩全長1 591m，壩頂高程44.6m，設(shè)計常水位38.3m，是一座以防洪和城鎮(zhèn)生活供水為主的中型水庫。

2? 評價方法

2.1? 富營養(yǎng)化評價

2.1.1? 評價指標(biāo)的選取

湖泊（水庫）的富營養(yǎng)化狀況主要取決于湖泊（水庫）中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)含量。Chl-a 是直接反映藻類現(xiàn)存量的指標(biāo)，被稱為基準(zhǔn)因子，TN、TP 作為藻類增殖的主要限制因子，被稱為重要因子。在進(jìn)行湖泊（水庫）富營養(yǎng)化綜合評價時，Chla、TN、TP是必須強(qiáng)制進(jìn)入評價模式的指標(biāo)[1]。根據(jù)我國湖泊（水庫）的實(shí)際情況，按照相關(guān)性、可操作性和科學(xué)性相結(jié)合的原則，一般選擇與湖泊（水庫）富營養(yǎng)狀況直接有關(guān)的Chl-a、TN、TP、COD、SD這5個基本參數(shù)作為主要湖泊（水庫）富營養(yǎng)化評價的指標(biāo)[2]。

2.1.2? 評價方法

油車水庫采用評分法進(jìn)行富營養(yǎng)化評價。評價方法分以下2個步驟[3]：

（1）采用線性插值法將水質(zhì)項(xiàng)目濃度值轉(zhuǎn)換為賦分值（見表1）。

（2）按式（1）計算營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù) EI，其值越高，表明富營養(yǎng)化程度越嚴(yán)重（見表2）。

式中：EI為營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);En為評價項(xiàng)目賦分值;N為評價項(xiàng)目個數(shù)。

2.2? 水質(zhì)評價

評價項(xiàng)目：pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、揮發(fā)酚、氰化物、砷、銅、鉛、鋅、鎘、汞、六價鉻、氟化物、總磷等17項(xiàng)。另外把總氮設(shè)為參考指標(biāo)。

評價標(biāo)準(zhǔn)：《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）。

評價方法：《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程》（SL 395—2007）。

斷面水質(zhì)定性評價見表3。有兩個或兩個以上代表斷面時，以兩個或兩個以上的代表斷面水質(zhì)濃度的算術(shù)平均值作為評價代表值。

水質(zhì)類別評價對照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）采用單因子評價法，即根據(jù)參評指標(biāo)中類別最高的一項(xiàng)來確定。

3? 評價結(jié)果及變化趨勢

3.1? 富營養(yǎng)化評價結(jié)果及變化趨勢

選取油車水庫2017～2020年共4年的水質(zhì)監(jiān)測資料年均值進(jìn)行年際富營養(yǎng)化評價，評價指標(biāo)為總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、透明度和葉綠素a，具體評價結(jié)果見表4。

2017—2020年，油車水庫各年份營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)介于46.9～48.4，屬于中營養(yǎng)，水體營養(yǎng)狀態(tài)良好。

從表4數(shù)據(jù)可以看出，油車水庫營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)逐年略有上升，但變化幅度很小，均屬于中營養(yǎng)。

評價指標(biāo)分值變化情況：總氮分值介于65.1～67.6，均大于60，可見總氮為影響油車水庫營養(yǎng)化程度的最主要指標(biāo)，但從年際變化來看，呈逐年下降趨勢?？偭追种抵鹉曷杂猩仙~綠素a、高錳酸鉀指數(shù)、透明度分值較為穩(wěn)定。2017—2020年油車水庫營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)及各評價項(xiàng)目賦分值變化趨勢見圖1。

3.2? 水質(zhì)評價結(jié)果及主要污染物變化趨勢

選取油車水庫2017—2020年共4年的水質(zhì)監(jiān)測資料年均值進(jìn)行年際水質(zhì)評價，具體評價結(jié)果見表5。

從表5可以看出，2017～2020年油車水庫的pH值、溶解氧、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、揮發(fā)酚、氰化物、砷、銅、鉛、鋅、鎘、汞、六價鉻、氟化物年均值均達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn);高錳酸鹽指數(shù)年均值均達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn);總磷年均值達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中Ⅱ—Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，其中2019年和2020年為Ⅲ類。由表5可見，總磷的類別直接影響了油車水庫總體水質(zhì)類別：2017—2018年總體水質(zhì)類別為Ⅱ類，水質(zhì)狀況優(yōu);2019—2020年總體水質(zhì)類別為Ⅲ類，水質(zhì)狀況良好。

由上可得2017—2020年油車水庫單因子評價結(jié)果：水質(zhì)主要污染因子為總磷，水質(zhì)指數(shù)中污染物排序?yàn)榭偭?gt;高錳酸鹽指數(shù)>氨氮。

值得注意的是未參與評價的參考指標(biāo)總氮，2017—2020年年均值均為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。因此，總氮仍是影響油車水庫水體健康的最主要指標(biāo)。在分析數(shù)據(jù)過程中發(fā)現(xiàn)，2017年3月、4月和2018年1月、2月、3月、4月這6個月的總氮劣于Ⅴ類，具體數(shù)據(jù)及評價結(jié)果見表6。

由表6可知，總氮劣于Ⅴ類的這6個月，其他指標(biāo)類別基本穩(wěn)定。并且這6個月均為非汛期，降水量較小，水庫水位或者庫容較低。由此可以推出，水庫水位或者庫容較高的時候，會起到“稀釋”的作用，包括對來自外源污染物以及庫區(qū)底泥污染物釋放的稀釋[4]。

總磷為油車水庫單因子評價的主要污染物。2017～2020年總磷濃度年均值呈上升趨勢，評價結(jié)果由Ⅱ類變成Ⅲ類。

從每年月份的數(shù)據(jù)看來，2017年總磷（Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)）超標(biāo)率為16.7%;2018年總磷（Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)）超標(biāo)率為33.3%;2019年總磷（Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)）超標(biāo)率為66.7%;2020年總磷（Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)）超標(biāo)率為91.7%?？梢姡?017—2020年油車水庫總磷含量不斷上升，需要警惕。

未參與評價的參考指標(biāo)總氮，2017～2020年4年的年均值均穩(wěn)定在Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，但其濃度數(shù)值呈逐年下降趨勢，并且2018年4月后就不再出現(xiàn)劣于Ⅴ類的情況。2017年總氮（Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)）達(dá)標(biāo)率為16.7%;2018年總氮（Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)）達(dá)標(biāo)率為33.3%;2019年總氮（Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)）達(dá)標(biāo)率為25.0%;2020年總氮（Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)）達(dá)標(biāo)率為41.7%?？梢姡?017～2020年油車水庫總氮含量穩(wěn)步下降。

2017—2020年油車水庫總磷、總氮月度變化趨勢見圖2。

4? 結(jié)論與建議

根據(jù)油車水庫2017～2020年的監(jiān)測資料，其富營養(yǎng)化及水質(zhì)狀況綜述如下：

（1）油車水庫上述年份營養(yǎng)狀態(tài)均屬于中營養(yǎng)，水體營養(yǎng)狀態(tài)良好;各年份水質(zhì)總體達(dá)到Ⅱ—Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)（2017—2018年為Ⅱ類，水質(zhì)狀況優(yōu);2019—2020年為Ⅲ類，水質(zhì)狀況良好）;

（2）油車水庫水質(zhì)主要污染因子為總磷，屬于一般物化指標(biāo)。水質(zhì)指數(shù)中污染物排序?yàn)榭偭?gt;高錳酸鹽指數(shù)>氨氮。另外值得注意的是，未參與評價的參考指標(biāo)總氮，年均值均為Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。

（3）油車水庫營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)逐年略有上升，但變化幅度很小;上述年份油車水庫總磷含量不斷上升，需要警惕;同年份總氮含量穩(wěn)步下降。

為了油車水庫能夠更好地發(fā)揮其重要作用，從改善水體狀況方面提出以下建議：

（1）更加嚴(yán)格地控源截污。完善污水處理能力，建設(shè)更加完備的污水收集管網(wǎng)，處理標(biāo)準(zhǔn)基本達(dá)到一級A，大幅削減生活污染負(fù)荷;治理規(guī)模畜禽養(yǎng)殖，通過調(diào)整規(guī)模和養(yǎng)殖布局，科學(xué)合理處置養(yǎng)殖污水和廢棄物，減少畜禽污染負(fù)荷;嚴(yán)格控制各類生活點(diǎn)源;控制其它各類面源，包括種植業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、廢棄物和地面徑流等，減少氮、磷等污染物入庫。

（2）建立飲用水源地隔離防護(hù)工程。通過在保護(hù)區(qū)邊界設(shè)立物理或生物隔離設(shè)施，防止人類活動等對水源地保護(hù)和管理的干擾，攔截污染物直接進(jìn)入水源保護(hù)區(qū)。

（3）加大水庫水體的監(jiān)測力度。建立水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)，定時上報監(jiān)測數(shù)據(jù)，提高突發(fā)污染事故的預(yù)警反應(yīng)能力，確保水質(zhì)安全。

（4）合理投放食草性魚類和藻食性魚類。降低藍(lán)藻生物量，從而對改善水質(zhì)起到積極作用。

（5）加強(qiáng)宣傳教育。利用廣播、電視、報紙等新聞媒體，開展警示教育，通過典型事例剖析，發(fā)揮新聞輿論的引導(dǎo)和監(jiān)督作用，并且定期定點(diǎn)的廣泛開展水源地保護(hù)宣傳教育活動。

參考文獻(xiàn)：

[1]金相燦.中國湖泊富營養(yǎng)化[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1990.

[2]夏婷婷，尚廣萍.基于地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的富營養(yǎng)化評價方法[J].皖西學(xué)院學(xué)報，2010，26（5）：98-101.

[3]魏華.基于綜合指數(shù)法和狀態(tài)評分法對干旱區(qū)域水體營養(yǎng)化評價對比分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2015（5）：31-32.

[4]華幸超，陳淑云，陳 靜，等.橫山水庫水質(zhì)歷史演變特征及其水文影響因素[J].江蘇水利，2021（7）：34-36，40.

Eutrophication Evaluation and Water Quality Analysis of Youche Reservoir

Yang Pengcheng1 Xu Qiang1 Liu Gengwei2 Xi Zechao1 Yang Rui1

（1.Wuxi Hydrology and Water Resources Investigation Bureau of Jiangsu Province，Wuxi 214063，Jiangsu;2.Yancheng Hydrology and Water Resources Investigation Bureau of Jiangsu Province，Yancheng 224600，Jiangsu）

Abstract：Youche Reservoir is an important water-body resource in Yixing City.Based on the water quality monitoring data of Youche Reservoir from 2017 to 2020，this paper analyzes and evaluates the degree of eutrophication and water quality of the waters.The results show that the waters of Youche Reservoir is under mesotrophication condition and the water quality generally meets the standard of Class II to III. In order to better protect the health of the waters，some suggestions corresponding prevention and treatment are put forward.

Key words：Youche Reservoir;eutrophication;water quality;evaluation;prevention and treatment

3097500338284