西昌邛海水質富營養化狀態評價研究

劉 斌

(四川省西昌水文水資源勘測局，四川 西昌，615000)

1 引言

水體富營養化是指在人類活動的影響下，為生物所需的氮、磷等營養物質大量進入湖泊、水庫、河流和海灣等緩流水體，引起藻類及其他水生物異常繁殖，水體透明度和溶解氧下降，造成水質惡化，從而使水生態系統和服務功能受到阻礙和破壞。國家經濟與合作開發組織(OECD)把水體富營養化定義為水體營養鹽增加而引起的一系列征兆變化，浮游藻類和大型水生植物生產力的增加，水質惡化，破壞了水資源的價值。

近年來，我國湖泊富營養化問題日益突出，2009年《中國水資源公報》數據顯示，在評價的71個重點湖泊中，貧營養湖泊僅1個，中營養湖泊有24個，46個湖泊處于富營養狀態，占64.8%。城市湖泊，特別是大中城市周邊湖泊水質仍未得到明顯改觀，2009年《中國環境狀況公報》統計結果:監測的5個城市內湖中，東湖(武漢)和昆明湖(北京)為Ⅳ類水質，玄武湖(南京)為Ⅴ類水質，大明湖(濟南)和西湖(杭州)為劣Ⅴ類水質。昆明湖為中營養狀態，玄武湖、大明湖和西湖為輕度富營養狀態，東湖為中度富營養狀態。隨著湖泊富營養化的加劇，水華暴發頻繁發生，對野生動物、家畜及人體健康產生嚴重影響，也給水域生態環境、旅游觀光及水產養殖造成了嚴重危害，成為制約我國社會和國民經濟持續發展的重大環境問題。

本文以2010年邛海水質監測實測資料為基礎，分別采用綜合營養狀態指數法和評分法對西昌邛海水質的營養狀況進行綜合評價，以便掌握邛海營養現狀，為水環境開發、利用和保護提出合理措施，為西昌的科學發展、生態城市建設及保證城區安全供水提供科學建議。

2 邛海的基本情況

邛海屬長江流域雅礱江水系，地處E102°15′～102°28′和N27°42′～27°55′之間，位于四川省西昌市城東南約5km，是四川省第二大天然淡水湖。南北長10.3km，東西最寬處5.6km，平均湖寬3.8km，周長37.2km，按湖泊水位1510.3m計，湖面面積27.87km2，最大水深18.32m。多年平均湖面降水量2650×104m3，湖泊補給系數9.97，多年徑流深760㎜，多年平均徑流量1.2億m3，多年平均平均流量0.84m3/s，湖水滯留時間834d。湖泊東、南、西三面環山，北面與西昌市區相連。邛海被譽為西昌市的“母親湖”，她不僅擔負著西昌城區及邛海湖盆區居民的水源供給，而且兼具旅游、灌溉、養殖、凈化環境，調節氣候等諸多功能，對西昌的社會經濟發展具有十分重要的作用。邛海已被列為四川省飲用水源保護區、自然保護區和國家4A級風景名勝區，因此邛海水環境狀況備受關注。

3 水質富營養化評價

3.1 采樣點布設

根據邛海水域狀況，設置常規監測點兩處，分別是邛海水域湖中心大魚村(簡稱邛海中)和出口李家鋪子(簡稱邛海出)。在水下0.5m左右采集亞表層水樣，每月固定8日采樣，全年共計12次。

3.2 監測項目與分析方法

監測項目有水溫、電導率、pH值、透明度、溶解氧、葉綠素a、總磷、總氮、高錳酸鹽指數等29個指標。監測項目檢測方法按照《地表水環境質量標準》(GB3838－2002)以及《水和廢水監測分析方法》(第四版)中要求的方法測定。

3.3 監測結果

2010年邛海水質葉綠素(Chla)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)、高錳酸鹽指數(CODMn)等5個參數平均值見表1所示。

表1 2010年邛海部分水質監測數據

3.4 富營養化評價方法

目前我國湖泊富營養化評價的基本方法主要有營養狀態指數法(卡爾森營養狀態指數(TSI)、修正的營養狀態指數、綜合營養狀態指數(TLI))、營養度指數法和評分法。本文根據2010年水質監測成果，選取與富營養密切相關的葉綠素a(chla)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)和高錳酸鹽指數(CODMn)五個指標參與邛海富營養化的評價。其中，總磷、總氮是富營養化的原因變量，葉綠素a、高錳酸鹽指數、透明度是響應變量。分別依據中國環境監測總站《湖泊(水庫)富營養化評價方法及分級技術規定》，采用綜合營養狀態指數法及《地表水資源質量評價技術規程》(SL395－2007)對邛海的現狀水質進行營養化評價。

3.5 綜合營養狀態指數法

3.5.1 評價模式。綜合營養狀態指數采用卡爾森指數方法，計算公式如下:

式中，TLI(Σ)為綜合營養狀態指數;Wj為第j種參數的營養狀態指數的相關權重;TLI(j)為代表第j種參數的營養狀態指數。

以chla作為基準參數，則第j種參數的歸一化的相關權重計算公式為:

式中，rij為j種參數與基準參數chla的相關系數;m為評價參數的個數。

中國湖泊的chla與其它參數之間的相關關系rij及rij2見表2。

表2 部分參數與chla的相關關系值

營養狀態指數計算公式為:

式中，葉綠素a chl單位為mg/m3，透明度SD單位為m;其它指標單位均為mg/L。

3.5.2 營養狀態分級。采用0～100的一系列連續數字對湖泊營養狀態進行分級，包括貧營養、中營養、輕度富營養、中度富營養和重度富營養，與污染程度關系見表3。

表3 水質類別與評分值對應表

在同一營養狀態下，指數值越高，其營養程度越重。

3.5.3 綜合營養狀態指數法評價計算。根據邛海2010年全年水質監測平均數據，分別對兩個監測點進行綜合營養狀態評價，對表1中的數據進行計算，結果見表4。

表4 綜合營養狀態指數法計算結果

由表4得知，邛海中的營養評價值為34.23，邛海出為39.05。根據表3，邛海中和邛海出的營養狀態分級均為中營養。

3.6 評分法

3.6.1 評價模式及分級方法。根據《地表水資源質量評價技術規程》(SL395－2007)，湖庫營養狀態評價應采用評分法。其具體步驟為:

(1)采用線性插值法將水質項目濃度值轉換為賦分值;

(2)按下式計算營養狀態指數EI;

式中，EI為營養狀態指數;En為評價項目賦分值;N為評價項目個數。

(3)參照表5，根據營養狀態指數確定營養狀態分級。

表5 湖泊營養狀態評價標準及分級方法

3.6.2 評分法評價營養狀態計算。根據邛海2010年全年水質監測平均數據，分別對兩個監測點進行評分法評價，對表1中的數據進行計算，結果見表6。

表6 評分法計算結果

由表6得知，邛海中的營養狀態指數為39.3，邛海出為44.4。根據表5，邛海中和邛海出的營養狀態分級均為中營養。

4 建議

為保護邛海水環境，防止水體向富營養化發展，針對邛海水質現狀，提出以下建議:

4.1 加強宣傳和教育，提高全民的環保意識。通過宣傳使廣大公眾認識到污染或破壞邛海可能導致的嚴重后果，增強危機感，樹立共同保護和改善邛海水環境的良好社會氛圍，引導全社會都來關心和參與保護邛海工作。特別要強化各級領導干部對保護邛海重要性的認識，督促制定符合長遠利益的經濟與環境建設政策，確保相關環保政策和措施得到順利實施。

4.2 嚴格控制污染源。要進一步完善環湖地下管網配套工程，環湖截污工程，加大對邛海周邊各類污水的處理，治理農村面源污染，特別是要有效阻止總氮、總磷等污染物向邛海的排放，切實保護好邛海水體水質。

4.3 注重生態環境保護，實施生物治理工程。要重視整個流域的生態環境保護，嚴禁亂砍濫伐，加快退耕還林和退坡還草步伐，以保持邛海周圍良好的生態環境。完成邛海湖濱帶生態修復治理工程，大力推進人工濕地建設，著力推進天然濕地和水生植物恢復工程，進而恢復湖泊濕地生態平衡，增強水體自我修復能力。

4.4 加大環保執法力度，強化水環境管理。要進一步加大《邛海保護條例》、《邛海保護條例實施細則》的執行力度，嚴肅查處各類違法行為。

4.5 建立邛海環境管理信息系統。掌握氣候、水文、水質以及水生生物的動態變化資料，為水環境評價、富營養化趨勢預測、流域社會和經濟可持續發展評價等，提供技術信息支撐。

4.6 增加資金投入。多方籌措邛海生態環境建設工程資金，對機構建設、隊伍建設、監督監測、科研培訓、綜合治理在經費上給予保障。

〔1〕金相燦.中國湖泊富營養化［M］.北京:中國環境科學出版社，1990.2.

〔2〕金相燦，屠清瑛.湖泊富營養化調查規范(第二版)［M］.北京:中國環境科學出版社，1990:10～11.

〔3〕楊 鋼，張 晟，李崇明，張 勇，鄭 堅.重慶長壽湖水質富營養化的調查及評價［J］.西南師范大學學報(自然科學版).2003，28(3):492～495.

〔4〕王明翠，劉雪芹，張建輝.湖泊富營養化評價方法及分級標準［J］.中國環境監測，2002，18(5):47～49.

〔5〕中華人民共和國水利部.地表水資源質量評價技術規程(SL395－－2007)［M］.北京:中國水利水電出版社，2008:10～11. ■