陳立國(guó)，鄭英，付川

（山東省膠東調(diào)水局，山東濟(jì)南250100）

棘洪灘水庫(kù)水質(zhì)變化分析及富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)

陳立國(guó)，鄭英，付川

（山東省膠東調(diào)水局，山東濟(jì)南250100）

依據(jù)棘洪灘水庫(kù)2010年至2014年5年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，對(duì)水庫(kù)的總磷、總氮、葉綠素及營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。論述了變化規(guī)律及其成因。

棘洪灘水庫(kù)；水質(zhì)分析；富營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

棘洪灘水庫(kù)是山東省引黃濟(jì)青工程的調(diào)蓄水庫(kù)，總庫(kù)容1.568億m3，調(diào)蓄庫(kù)容1.102億m3，自工程建成通水以來(lái)共向青島市累計(jì)供水22億m3。

棘洪灘水庫(kù)設(shè)置進(jìn)水口和出水口2個(gè)取樣點(diǎn)，采集水面以下0.5 m和4 m處的混合水樣，2010年1月至2014年12月青島市環(huán)境監(jiān)測(cè)站及青島市水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心每月對(duì)上述2個(gè)采樣點(diǎn)測(cè)定，各項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)分析均采用標(biāo)準(zhǔn)分析方法。

1　水質(zhì)變化分析

1.1總氮

棘洪灘水庫(kù)TN含量變化范圍為1.3～5.04mg/L，最小值是在2014年10月出口監(jiān)測(cè)值，最大值是在2010年10月入口監(jiān)測(cè)值，平均值為2.82 mg/L（以N計(jì)），超出地表水Ⅴ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（2.0 mg/L，以N計(jì)）。近5年水庫(kù)總氮呈下降趨勢(shì)。

從圖1看出，TN含量呈現(xiàn)季節(jié)變化：1、4季度有一個(gè)階段性上升過(guò)程，2、3季度有一個(gè)階段性下降過(guò)程，分析原因主要是，棘洪灘水庫(kù)通常是在冬季和春季引水，給水庫(kù)帶來(lái)了外源性含氮營(yíng)養(yǎng)鹽，同時(shí)冬春季節(jié)水溫低，水中浮游植物進(jìn)入休眠或死亡狀態(tài)，TN的消耗量小，引起總氮含量指標(biāo)上升，夏秋季節(jié)溫度升高，浮游植物生長(zhǎng)旺盛，藻類(lèi)急劇地消耗無(wú)機(jī)氮，使TN含量下降。

水體中含氮營(yíng)養(yǎng)鹽的主要存在形態(tài)有氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮和有機(jī)氮。對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，氨氮占TN的4%，亞硝酸鹽氮占TN的1%，硝酸鹽氮占TN的75%，有機(jī)氮占TN的 22%。

1.2總磷

水庫(kù)TP含量變化范圍為0.005～0.05 mg/L，平均值為0.024 mg/L，從圖2可以看出，自2010—2013年開(kāi)始水庫(kù)總磷呈上升趨勢(shì)后保持穩(wěn)定。

從TP含量季節(jié)變化趨勢(shì)如圖3，從中可以看出，TP含量1、2季度基本保持穩(wěn)定略有下降，3季度明顯上升，4季度成下降趨勢(shì)。

圖2　棘洪灘水庫(kù)總磷出口和入口年際趨勢(shì)圖

1.3葉綠素

水庫(kù)Chla含量變化范圍為1.36～36.8 μg/L，平均值為5.02 μg/L。由年際變化圖4可以看出水庫(kù)Chla含量在2010—2012年緩慢上升，2013年出現(xiàn)快速上漲，2014年回落到平均值以下水平，其主要是2013年9、10月葉綠素含量快速上升，達(dá)到36.8、28.7 μg/L，說(shuō)明水庫(kù)藻類(lèi)在這兩個(gè)月快速生長(zhǎng)。藻類(lèi)快速生長(zhǎng)是因?yàn)楫?dāng)年8月份從大沽河進(jìn)行引水，源水總磷含量較高，均值為0.1 mg/L，造成水庫(kù)總磷含量均值為0.05 mg/L，加上氣溫、水溫適合藻類(lèi)生長(zhǎng)，導(dǎo)致藻類(lèi)的大量繁殖。

從Chla含量季節(jié)變化趨勢(shì)如圖5，從中可以看出，Chla含量1、2季度基本保持穩(wěn)定，3季度明顯上升，4季度成下降趨勢(shì)。

圖3　棘洪灘水庫(kù)總磷年內(nèi)季節(jié)趨勢(shì)圖

圖4　棘洪灘水庫(kù)Chla出口和入口年際趨勢(shì)圖

圖5　棘洪灘水庫(kù)Chla年內(nèi)季節(jié)趨勢(shì)圖

2　水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)

棘洪灘水庫(kù)2010—2014年富營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)采用葉綠素a評(píng)價(jià)、生物指標(biāo)評(píng)價(jià)及水體富營(yíng)養(yǎng)化綜合評(píng)價(jià)。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)水體中Chla的含量與富營(yíng)養(yǎng)化水平之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，提出了如下標(biāo)準(zhǔn)：Chla含量在0.1～2.0 μg/L之間，水體為貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；在2.0～10.0 μg/L之間，水體為中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；在10.0～100.0 μg/L之間，水體為富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；大于100.0 μg/L，水體為超富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。

水體富營(yíng)養(yǎng)化生物評(píng)價(jià)法選取浮游植物細(xì)胞密度和浮游植物優(yōu)勢(shì)種兩個(gè)指標(biāo)。目前依照浮游植物細(xì)胞密度劃分湖泊水庫(kù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)報(bào)道，一般認(rèn)為當(dāng)藻類(lèi)細(xì)胞密度小于3×105cells/L時(shí)，水體處于貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；當(dāng)藻類(lèi)細(xì)胞密度為3×105～5×105cells/L，水體處于中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；當(dāng)藻類(lèi)細(xì)胞密度大于1×106cells/L時(shí)，水體處于富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。

水體富營(yíng)養(yǎng)化綜合狀態(tài)指數(shù)評(píng)分法選用5項(xiàng)評(píng)價(jià)參數(shù)，即Chla、TN、TP、SD和CODMn，根據(jù)評(píng)價(jià)參數(shù)對(duì)應(yīng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)求得評(píng)分值，并按照計(jì)算公式求得湖泊或水庫(kù)的評(píng)分指數(shù)值，然后根據(jù)該評(píng)分指數(shù)值的大小求得水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。

結(jié)果表明：2010—2014年棘洪灘水庫(kù)Chla含量年平均值與浮游植物細(xì)胞密度年平均值見(jiàn)表1，根據(jù)生物指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，2010—2013年棘洪灘水庫(kù)水體為富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，2014年為中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；根據(jù)葉綠素a評(píng)價(jià)法，2010—2014年棘洪灘水庫(kù)水體為中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；按照綜合評(píng)價(jià)法，結(jié)果表明2010—2014年棘洪灘水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)指數(shù)分別為：40.73、42.83、43.73、44.73和40.14，數(shù)據(jù)表明水體富營(yíng)養(yǎng)程度均為中營(yíng)養(yǎng)，見(jiàn)表2。該結(jié)果與葉綠素a評(píng)價(jià)法一致。

表1　棘洪灘水庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化生物評(píng)價(jià)指標(biāo)及葉綠素a評(píng)價(jià)指標(biāo)

表2　棘洪灘水庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

3　結(jié)論與建議

1）近五年總氮含量呈下降趨勢(shì)，季節(jié)變化為1、4季度呈上升趨勢(shì)，2、3季度呈下降趨勢(shì)。近五年總磷含量呈上升趨勢(shì)，季節(jié)變化為1、3季度呈上升趨勢(shì)，2、4季度呈下降趨勢(shì)。

2）近五年葉綠素葉綠素表現(xiàn)為2010年至2012年基本保持穩(wěn)定，2013年明顯上升，2014年回落到正常年份水平。季節(jié)變化為3、4季度呈上升趨勢(shì)1、2季度呈下降趨勢(shì)。

3）富營(yíng)養(yǎng)化分析，水庫(kù)呈中富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。

［1］郭小雅.引黃濟(jì)青工程安全保障措施及對(duì)策［J］.中國(guó)農(nóng)村水利水電，2010，2：45－47.

［2］金相燦，屠清瑛．湖泊富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范（第2版）［M］．北京：中國(guó)科學(xué)出版社，l995：211－230.

［3］屠清瑛，顧丁錫，尹澄清，等.巢湖富營(yíng)養(yǎng)化研究［M］．合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1990：37－41．

（責(zé)任編輯遲明春）

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2016-08-12

陳立國(guó)（1981—），男，工程師