龔文娟 (安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司,安徽 合肥 230000)
沱湖,位于安徽省五河縣境內(nèi),淮河流域漴潼水系沱河下游潴水而成的湖泊,為天然淡水湖。沱湖北納沱河、北沱河、唐河、馬拉溝等來水,東接懷洪新河,由雙溝和下草灣引河泄入洪澤湖,總流域面積3060km。沱湖流域地處淮北平原,地形以平原為主,地勢(shì)總體由西北向東南傾斜,地面坡度平緩,地面高程在14~30m。由于沱湖為河跡洼地型湖泊,湖岸彎曲,湖底平坦,岸周坡緩,因此水面面積變化大且與水位高低關(guān)系密切,正常蓄水位為13.8m,相應(yīng)水面面積49.14km。遙感解譯分析顯示,沱湖流域最主要的土地利用類型是耕地,面積為2299.34km,占到流域總面積的74.87%;其次為建筑用地,面積為592.61km,占到流域總面積的19.30%,水域面積為126.33km,占到流域總面積的4.11%,林草地面積為52.86km,占到流域總面積的1.72%。
沱湖是安徽省沱湖省級(jí)自然保護(hù)區(qū)的重要載體,是五河縣的飲用水水源地,是眾多水鳥的越冬地和遷移途中停歇地,也是五河縣重要的水產(chǎn)、旅游、文化資源。隨著流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人口城鎮(zhèn)化趨勢(shì)的加強(qiáng),農(nóng)業(yè)種植污染、養(yǎng)殖污染、生活污染等對(duì)湖區(qū)水域的污染日益嚴(yán)重,生物多樣性減少,濕地功能下降等生態(tài)環(huán)境問題日益突出。
本研究于2018年5月~2019年2月,在沱湖具有代表性的采樣點(diǎn),采集表層水樣,對(duì)水樣進(jìn)行檢測(cè)分析和綜合評(píng)價(jià),以期為五河沱湖水體污染綜合防治提供參考依據(jù)。
沱湖水質(zhì)現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)共設(shè)置8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,詳見圖1沱湖監(jiān)測(cè)點(diǎn)位分布圖。監(jiān)測(cè)時(shí)段為2018~2019年,監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括地表水環(huán)境治理指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)。包含:水溫、pH、溶解氧、總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、透明度(SD)、SS、葉綠素a(Chla)等。
圖1 沱湖水質(zhì)調(diào)查樣點(diǎn)設(shè)置圖
分別在2018年5月、8月、11月和2019年2月對(duì)沱湖主要湖區(qū)開展了4期水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查,分別代表沱湖春、夏、秋、冬不同季節(jié)的水質(zhì)。采樣點(diǎn)分布如圖1及表1所示。
沱湖水質(zhì)調(diào)查采樣點(diǎn) 表1
①水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)
評(píng)價(jià)方法:采用單項(xiàng)污染指數(shù)法評(píng)價(jià)水環(huán)境現(xiàn)狀質(zhì)量,計(jì)算公式為:
一般水質(zhì)因子(隨水質(zhì)濃度增加而水質(zhì)變差的水質(zhì)因子)
式中:P—單項(xiàng)污染指數(shù),當(dāng)P>1時(shí),超標(biāo)倍數(shù)為P-1;
C—實(shí) 測(cè) 值,mg/L;C—標(biāo) 準(zhǔn) 值,mg/L。
②水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)
水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)采樣綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法,計(jì)算公式如下:
式中:TLI(∑)為綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);Wj為第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重;TLI(j)代表第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。
以chla作為基準(zhǔn)參數(shù),則第j種參數(shù)的歸一化的相關(guān)權(quán)重計(jì)算公式為:
式中:r為第j種參數(shù)與基準(zhǔn)參數(shù)Chla的相關(guān)系數(shù);n為評(píng)價(jià)因子的個(gè)數(shù)。
2.1.1 時(shí)間變化
①總氮:除冬季TN含量不超標(biāo)外,其余季節(jié)TN含量均超標(biāo),其中秋季超標(biāo)最多,均值為3.295mg/L,春季為3.285mg/L,夏季1.775mg/L,冬季最低為0.72mg/L。TN濃度最低點(diǎn)為冬季的7號(hào)點(diǎn),為0.30mg/L;濃度最高點(diǎn)為春季的8號(hào)點(diǎn),為4.97mg/L。
②總磷:各季度TP含量均超標(biāo),其中夏季超標(biāo)最多,均值為0.38 mg/L,春季為0.35 mg/L,秋季0.094 mg/L,冬季最低為0.08 mg/L。最接近標(biāo)準(zhǔn)值的點(diǎn)出現(xiàn)在冬季的5號(hào)點(diǎn),為0.06 mg/L,超標(biāo)最高的出現(xiàn)在春季的1號(hào)點(diǎn),為0.96 mg/L。
③高錳酸鹽指數(shù):夏季高錳酸鹽含量超標(biāo),均值為7.121 mg/L,春季為5.3 mg/L,秋 季5.88 mg/L,冬 季 最 低 為3.07 mg/L。夏季的8號(hào)點(diǎn)位超標(biāo)最嚴(yán)重,濃度為8.92 mg/L。
④氨氮:夏季氨氮超標(biāo),均值為1.2735 mg/L,春季、秋季分別為0.987 mg/L和0.614mg/L,冬季最低為0.33 mg/L。
⑤葉綠素a:葉綠素a含量春季最低,均值為2.30 ug/L;夏季、秋季各點(diǎn)位的葉綠素a含量變化趨勢(shì)相同,2號(hào)點(diǎn)位葉綠素a含量最低、7號(hào)和8號(hào)點(diǎn)位葉綠素a含量最高;冬季除7號(hào)點(diǎn)位外,其余點(diǎn)位與夏、秋季變化趨勢(shì)相同,7號(hào)點(diǎn)位葉綠素a含量最低,為2 ug/L??傮w來看,沱湖水質(zhì)夏季較差,各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)率較高,冬季水質(zhì)最好,各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)基本達(dá)標(biāo)。
⑥溶解氧:DO含量總體呈冬季>春季>夏季>秋季,評(píng)價(jià)期內(nèi),除夏季1號(hào)和2號(hào)點(diǎn)位DO含量低于III類水標(biāo)準(zhǔn)外,其余監(jiān)測(cè)值均達(dá)到III類水標(biāo)準(zhǔn)。溶解氧濃度最高值出現(xiàn)在春季的1號(hào)點(diǎn)位,達(dá)到19.54 mg/L,最低值出現(xiàn)在夏季的1號(hào)點(diǎn)位,為0.84 mg/L。
圖2 沱湖水體各指標(biāo)濃度變化情況及空間分布
圖3 沱湖主要水質(zhì)指標(biāo)年均值的空間變化
圖4 沱湖水體綜合富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)分布情況
2.1.2 空間變化
①總氮:8個(gè)采樣點(diǎn)4次總氮采樣均值中,7號(hào)點(diǎn)位超標(biāo)倍數(shù)最小,均值1.53mg/L;4號(hào)點(diǎn)位最差,均值2.83 mg/L,
②總磷:8個(gè)采樣點(diǎn)4次總磷采樣均值中,7號(hào)點(diǎn)位超標(biāo)倍數(shù)最小,均值0.12 mg/L;1號(hào)點(diǎn)位最差,均值0.39 mg/L。
③氨氮:8個(gè)采樣點(diǎn)4次氨氮采樣均值中,6號(hào)點(diǎn)位超標(biāo)倍數(shù)最小,均值0.705 mg/L,7號(hào)點(diǎn)位其次,0.712 mg/L;4號(hào)點(diǎn)位最差,均值1.163 mg/L。
④高錳酸鹽指數(shù):8個(gè)采樣點(diǎn)4次COD采樣均值中,7號(hào)點(diǎn)位平均濃度最低,均值為4.54 mg/L;8號(hào)點(diǎn)位和2號(hào)點(diǎn)位最差,均值為5.77 mg/L。
⑤葉綠素a:8個(gè)采樣點(diǎn)4次葉綠素a采樣均值中,2號(hào)點(diǎn)位平均濃度最低,均值為7.28 ug/L;8號(hào)點(diǎn)位最差,均值為25.27 ug/L。
⑥溶解氧:8個(gè)采樣點(diǎn)4次溶解氧采樣均值中,7號(hào)點(diǎn)位溶解氧含量最高,均值為13.15 mg/L,2號(hào)點(diǎn)最低,均值為9.39 mg/L。
根據(jù)水體綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法計(jì)算,對(duì)采樣點(diǎn)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)沱湖水體總體處于輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),綜合富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)為58.67。其中夏季及秋季富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)較高,水體總體處于中度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài);4號(hào)點(diǎn)位富營(yíng)養(yǎng)化水平最高;7號(hào)點(diǎn)(沱湖自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)、水源地取水口)富營(yíng)養(yǎng)化水平最低;冬季富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)最低,總體處于中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),7號(hào)點(diǎn)位富營(yíng)養(yǎng)化水平最低。
根據(jù)2018年~2019年沱湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),沱湖湖泊水質(zhì)整體較好,呈無污染型,夏季水質(zhì)較差,冬季最好,氮磷含量超標(biāo)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。7號(hào)點(diǎn)位(沱湖自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)、飲用水水源地)水質(zhì)較好,4號(hào)點(diǎn)位(湖泊開闊區(qū)域)和8號(hào)點(diǎn)位(湖心區(qū)域)水質(zhì)較差。沱湖水體營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)為58.67,水質(zhì)處于輕度富營(yíng)養(yǎng)水平。
沱湖的治理需要在現(xiàn)狀污染源調(diào)查分析和水環(huán)境容量計(jì)算的基礎(chǔ)上,制定流域水污染物總量控制和污染物削減方案,研究沱湖流域生活點(diǎn)源、工業(yè)點(diǎn)源和農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源等主要污染源的控制方案和技術(shù)方法。按照“分類、分區(qū)、分級(jí)、分期”的原則,針對(duì)上游淮河及其他入湖河流整治,重點(diǎn)以點(diǎn)源和面源污染控制措施為主實(shí)施流域水環(huán)境綜合治理。