田巍

（寧夏回族自治區(qū)水利科學研究院，寧夏 銀川750021）

寧夏引黃灌區(qū)是我國四大古老灌區(qū)之一，已有兩千多年的灌溉歷史，素有“塞上江南”之美譽，是寧夏經濟集中和人口聚集區(qū)。寧夏引黃灌區(qū)開發(fā)了大規(guī)模的引黃灌溉渠道，形成了集渠道、溝道、水庫以及魚塘等人工水文網，自然環(huán)境和人類活動的相互作用形成許多湖泊濕地，灌區(qū)內絕大部分湖泊濕地都依賴于引入的黃河水，通過渠道、農田滲漏為地下水的補給，以及黃河河床水流對地下水的側向補給（孫勝民等, 2012）。近些年隨著寧夏經濟的發(fā)展，農業(yè)面源污染、水產養(yǎng)殖排水、工業(yè)排水以及生活污水排放等，都對寧夏引黃灌區(qū)湖泊水質、水環(huán)境造成了一定的威脅。

水環(huán)境質量評價是水環(huán)境管理的一項基礎性工作，合理的評價方法可以準確描述河流的水質狀況，以滿足水環(huán)境管理和決策需要（尹海龍等, 2008;陸衛(wèi)軍等, 2009; 陳艷卿等, 2011）。在我國城市河流水質評價研究中，綜合水質標識指數(shù)法具有較好的評價效果和應用前景（徐祖信, 2005; 周密等,2017）。本文對湖泊不同時段進行水質評價、富營養(yǎng)化評價，充分了解湖泊水質變化情況，提出相應的對策，為湖泊管理者提供科學依據。

1 寧夏引黃灌區(qū)湖泊概況

寧夏引黃灌區(qū)主要包括銀川市三區(qū)兩縣、石嘴山市全部及靈武市、沙坡頭區(qū)、中寧縣、青銅峽市及利通區(qū)的引黃灌區(qū)部分和黃河左岸部分，總面積168萬hm2，約占全區(qū)面積的29%。根據2010年寧夏回族自治區(qū)濕地資源調查結果，寧夏引黃灌區(qū)涉及到的市、縣共有濕地15.8萬hm2，占寧夏濕地資源的76%，其中湖泊濕地面積3.35萬hm2。根據《寧夏回族自治區(qū)河湖管理“十三五”規(guī)劃報告》，寧夏引黃灌區(qū)常年水面面積大于100 hm2的湖泊有26個，水面面積總和為25 056 hm2，水面面積小于100 hm2的重要湖泊有15個,水面面積總和為783 hm2。

2 評價方法

2.1 水質評價方法

水質評價采用綜合水質標識指數(shù)法（徐祖信,2005），標識指數(shù)由整數(shù)位和三位或四位小數(shù)位組成，其結構為：

式中：IWQ為綜合水質標識指數(shù)；X1.X2由計算獲得；X3和X4根據比較結果得到；X1為湖泊總體的綜合水質類別；X2為綜合水質在X1類水質變化區(qū)間所處位置；X3為參加整體水質評價的指標中，劣于水功能區(qū)標準的水質指標個數(shù)，X4代表水質類別與功能區(qū)劃設定類別比較結果，視綜合水質的污染程度，X4為一位或兩位有效數(shù)字。

通過綜合水質標識指數(shù)X1.X2，結合《國家地表水環(huán)境質量標準》的分類，可以判斷水體的水質類別和污染程度：當1.0≤X1.X2≤2.0時，水質狀況為Ⅰ類；當2.0＜X1.X2≤3.0時，水質狀況為Ⅱ類；當3.0＜X1.X2≤4.0時，水質狀況為Ⅲ類；當4.0＜X1.X2≤5.0時，水質狀況為Ⅳ類；當5.0＜X1.X2≤6.0時，水質狀況為Ⅴ類；當6.0＜X1.X2≤7.0時，水質狀況為劣Ⅴ類但不黑臭；當X1.X2＞7.0時，水質狀況為劣Ⅴ類且黑臭。

綜合水質標識指數(shù)的核心是綜合水質指數(shù)X1.X2的計算，單因子水質標識指數(shù)的權重分配對綜合水質指數(shù)有很大影響，參考張歡等（2012）研究成果，采用超標權重法計算X1.X2：

式中：Pi為超標指標的單因子水質標識指數(shù)（徐祖信, 2005），計算方法詳見文獻，每項指標各占一個權重；m為超標指標的數(shù)目；Pj為其他參與綜合評價的非超標指標的單因子水質標識指數(shù)，所有非超標指標共計一個權重，n為非超標指標的數(shù)目。

2.2 富營養(yǎng)評價方法

采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法（TLI（∑））（王明翠等, 2002），來評價湖泊的富營養(yǎng)狀態(tài)，計算方法詳見文獻。

根據綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TLI（∑），可以判斷湖泊的富營養(yǎng)狀況：TLI（∑）＜30時，水體為貧營養(yǎng)；30≤TLI（∑）≤50時，水體為中營養(yǎng)；50＜TLI（∑）時，水體為富營養(yǎng)，其中50＜TLI（∑）≤60時，為輕度富營養(yǎng)；60＜TLI（∑）≤70時，為中度富營養(yǎng)；TLI（∑）＞70時，為重度富營養(yǎng)。

3 研究結果

3.1 水質監(jiān)測

本文選取7個具有代表性的湖泊，分別為寧夏5A級旅游景區(qū)沙湖、引黃灌區(qū)北部水域面積較大的星海湖、銀川市最大湖泊閱海湖、西部地區(qū)黃河流域濕地公園鳴翠湖、面積小補水條件單一的寶湖、多水源補水的人工河道艾依河城市段、沙漠濕地騰格里湖，進行水質及富營養(yǎng)化評價。本文采用2016年基礎調研數(shù)據和寧夏水利廳公布的寧夏水體質量監(jiān)測數(shù)據，水質監(jiān)測值詳見表1。

表1 寧夏引黃灌區(qū)重點河湖2016年水質監(jiān)測值Table 1 2016 water quality monitoring values of key lakes

3.2 水質評價

根據2016年各湖泊水質監(jiān)測資料，公園湖泊水環(huán)境功能區(qū)目標執(zhí)行國家標準（GB-3838-2002）Ⅳ類 標 準， 選 取 DO、CODMn、BOD5、NH3-N、TP和TN 6個項目作為主要評價指標，對各湖泊的水質標識指數(shù)進行計算，詳細計算結果見表2。同時利用chla、TP、TN、SD和CODMm5個指標的監(jiān)測值，計算各湖泊綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，計算結果見表3。

3.3 結果與分析

（1）通過單因子水質標識指數(shù)計算結果可以看出，寧夏引黃灌區(qū)重點湖泊幾個評價指標中，主要超標因子為TP和TN，其余指標僅個別湖泊個別月份超標。TP和TN水質標識指數(shù)對比分析詳見圖1，其中星海湖、艾依河和騰格里湖超標較為突出。分析主要原因為星海湖和艾依河承接了部分農田排水溝的水，農田排水溝的水質均為劣Ⅴ類，從而導致湖泊水質受污染；騰格里湖內有封閉的魚塘，專門用來進行水產養(yǎng)殖，現(xiàn)場調研時發(fā)現(xiàn)魚塘水質較差，邊緣存在水華現(xiàn)象，魚塘每年會定期將水排放至主湖內，從而導致湖泊水質受到一定污染。

（2）通過各湖泊綜合水質標識指數(shù)對比分析（圖2），可以看出多數(shù)湖泊達到了水環(huán)境功能區(qū)目標Ⅳ類水標準，僅星海湖和騰格里湖水質個別月份接近或達到Ⅴ類水質，這得益于寧夏近些年水環(huán)境治理工作的大力開展。近些年，寧夏開展了湖泊水系連通工作，種植或投放水生動植物，水質污染較嚴重的湖泊截斷農田排水溝補水口，提高黃河水補水量等一系列水環(huán)境整治工作，取得了一定成效。

各湖泊水質隨季節(jié)變化呈現(xiàn)一定特征，沙湖、閱海湖、鳴翠湖、艾依河、寶湖，基本呈現(xiàn)冬季、春季水質情況較差，夏秋季節(jié)較好。分析主要原因與湖泊補水季節(jié)相關，寧夏引黃灌區(qū)湖泊主要依靠黃河水、農田排水溝水以及降水補水，黃河水和農田排水溝一般4-11月補水，期間9-10月黃河水停水；而寧夏降水量集中，主要分布在7、8、9三個月，約占全年降水量的70%左右。湖泊從11月到來年的4月前不進行補水，從而導致湖泊水量減少，污染物累積，湖泊水質變差。

表2 單因子和綜合水質標識指數(shù)評價結果Table 2 Evaluation results of single factor and comprehensive water quality labeling index

表3 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評價結果Table 3 Evaluation results of comprehensive nutritional status index

圖1 各湖泊TP和TN水質標識指數(shù)對比圖Fig.1 Comparison of water quality identif i cation index between TP and TN in lakes

圖2 各湖泊綜合水質標識指數(shù)對比圖Fig.2 Comparison of comprehensive water quality identif i cation index of each lake

圖3 各湖泊綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)對比圖Fig.3 Comparison of comprehensive nutritional status index of each lake

（3）通過各湖泊綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)對比分析（圖3），幾個重點湖泊中，除鳴翠湖和寶湖以外，其余湖泊均存在輕度至中度的富營養(yǎng)化狀況，富營養(yǎng)化狀況在夏季和秋季更為嚴重。主要原因是鳴翠湖和寶湖在湖泊管理上更為關注湖泊水環(huán)境健康發(fā)展，使湖泊水質保持在Ⅲ類水，如鳴翠湖采取了湖面游客觀光船禁用燃氣船、封閉農田排水溝補水口、種植水質凈化效果較好的水生植物等措施。

4 保護對策

通過上述分析可以看出，寧夏引黃灌區(qū)重點湖泊總體水質較好，水質超標因子主要為TP和TN，但湖泊富營養(yǎng)化現(xiàn)象較為普遍，加之寧夏引黃灌區(qū)湖泊流動性差，水源補給緊缺，湖泊自凈能力差，在今后的管理中，應加強水資源保護和全區(qū)內湖泊水質的監(jiān)測，采取合理的對策保護湖泊濕地生態(tài)健康，建立美麗宜居的生態(tài)環(huán)境。

（1）加強寧夏引黃灌區(qū)農業(yè)面源污染的管控。農業(yè)面源污染已成為寧夏引黃灌區(qū)水體污染的最主要來源（張愛平等，2010），而農業(yè)面源污染因涉及范圍廣、復雜性強與監(jiān)測難度大等特點，至今沒有采取有效的措施來控制。因此相關部門應當給予高度重視，出臺與農業(yè)生態(tài)環(huán)境保護與農業(yè)面源污染綜合防治相關的政策法規(guī)，從源頭、過程和末端等各個農業(yè)生產農資使用環(huán)節(jié)有效防治農業(yè)面源污染（趙欣，2017）。

（2）控制水體養(yǎng)殖污染排放。完善整個水產養(yǎng)殖管理體系，建立科學的水產養(yǎng)殖結構，將各種環(huán)境制約因素和對于環(huán)境造成影響的因素進行合理調控，避免水產養(yǎng)殖過程對環(huán)境的危害，并且有效保障水產養(yǎng)殖的綜合效能（陳研，2017）。

（3）加大工業(yè)污水、農村生活污水處理力度。加大工業(yè)園區(qū)污水處理廠的建設，同時加大農村生活污水集中處理設施的建設，全面提升引黃灌區(qū)排水溝道水質。

（4）多水源補水，增強湖泊流動性。寧夏引黃灌區(qū)內湖泊在20世紀初多依靠農田排水溝道補水，但近些年隨著農業(yè)面源污染、工業(yè)排污、生活排污等，造成排水溝道水質惡化，多數(shù)湖泊已經不采用排水溝道補水，完全依靠黃河水補水。由于黃河水供求緊張，湖泊補水已面臨非常嚴峻的形勢。因此，應擴寬湖泊補水渠道，保障湖泊置換水量，以增強湖泊自凈能力。

（5）加強湖泊科學管理。相關部門應加強湖泊水質及水環(huán)境監(jiān)測平臺建設（蓋世廣等，2017），加大環(huán)境保護重視及投資力度。對于旅游開發(fā)的湖泊濕地，應重視生態(tài)環(huán)境與經濟效益之間的平衡，保持湖泊水生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。