山西引黃沿線水庫水質富營養化評價與分析

王 若 儀

(山東大學生命科學學院，山東 濟南 250100)

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山西引黃沿線水庫水質富營養化評價與分析

王 若 儀

(山東大學生命科學學院，山東 濟南 250100)

介紹了山西引黃沿線萬家寨水庫和汾河水庫的工程概況，采用營養分級評分法與綜合營養狀態指數法，對兩座水庫的水質富營養化進行了評價分析，指出兩座水庫均存在由中營養向富營養轉化的風險，應采取必要的措施防止水庫水質富營養化的發生。

水庫，水質，富營養化，引黃工程

0 引言

水庫富營養化是指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等一些營養物質大量地進入湖泊、河口、水庫、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡的現象。近年來，隨著經濟的發展，水污染物排放的增多，水庫富營養化問題也日益凸顯，成為水環境保護中突出的環境問題之一[1]。本文通過對山西引黃沿線水庫富營養化狀況的評價與分析，以期了解引黃沿線水庫水質的富營養化水平，為防治水庫富營養化提供科學依據。

1 引黃沿線水庫概況

山西省萬家寨引黃工程位于山西省中北部，西起晉蒙交界的黃河萬家寨水庫，南至太原市，東至大同市，是一項大型跨流域引水工程。該工程從黃河萬家寨水庫取水，分別向太原、大同、朔州三個城市供水，以解決其嚴重的缺水問題，工程包括總干線、南干線、聯接段、北干線四部分。輸水線路總長449.16 km，年輸水量12億m3，其中向太原市年供水6.4億m3，向大同、朔州供水5.6億m3[2]。工程分兩期建設，已完成的一期工程從主水源萬家寨水庫引水，經水工構筑物后經汾河81 km天然河道輸水至太原直接水源汾河水庫，再經預應力鋼筋混凝土管引水至太原。

本文引用2011年—2014年山西省環保廳引黃沿線水庫水質監測數據，對引黃沿線萬家寨水庫和汾河水庫水質富營養化狀況進行評價，兩座水庫基本情況見表1。

表1 引黃沿線水庫基本參數

2 評價方法

分別采用水利部SL 395—2007地表水資源質量評價技術規程[3]中的營養分級評分法和環保部《地表水環境質量評價辦法(試行)》中的綜合營養狀態指數法進行水質富營養化評價。評價項目為總磷、總氮、葉綠素a、透明度和高錳酸鹽指數5項。

2.1 營養分級評分法

水庫的富營養化評價采用百分制，評分值越高說明水體的富營養化程度越嚴重，各指標可單獨使用，或選取其中數項使用。首先用線性差值法求得各單項指標的評分值；然后將各項指標分值相加后計算算術平均值；對照評價標準，確定該水庫的營養狀況。營養化程度按貧營養、中營養和富營養三級評價(見表2)。

表2 湖泊、水庫富營養化評分與分類方法

其中，EI為營養狀態分值；En為評價項目的分值；N為評價項目的個數。

2.2 綜合營養狀態指數法

綜合營養狀態指數計算公式為：

其中，TLI(∑)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)為第j種參數的營養狀態指數。

各項目營養狀態指數計算：

TLI(chla)=10×(2.5+1.086lnchla)。

TLI(TP)=10×(9.436+1.624lnTP)。

TLI(TN)=10×(5.453+1.694lnTN)。

TLI(SD)=10×(5.118-1.94lnSD)。

TLI(CODMn)=10×(0.109+2.661lnCODMn)。

其中，chla單位為mg/m3;SD單位為m；其他指標單位均為mg/L。

采用0～100的一系列連續數字對湖泊(水庫)營養狀態進行分級：TLI(∑)<30屬貧營養，30≤TLI(∑)≤50屬中營養，TLI(∑)>50屬富營養，5070屬重度富營養。

3 評價結果

按照水利部SL 395—2007地表水資源質量評價技術規程中的營養分級評分法和環保部《地表水環境質量評價辦法(試行)》中的綜合營養狀態指數法分別對引黃沿線萬家寨水庫和汾河水庫2011年—2014年水質富營養狀況進行評價，評價結果如表3所示。

表3 2011年—2014年引黃沿線水庫水質富營養化評價結果

3.1 萬家寨水庫水質富營養狀況

2011年—2014年，萬家寨水庫葉綠素a的平均濃度有所上升，濃度范圍在8.91 mg/m3～10.62 mg/m3之間，2014年達到最高值10.62 mg/m3；其中，2011年—2012年為中營養水平，2013年—2014年屬輕度富營養?？偭诐舛人奖容^穩定，平均濃度為0.005 mg/L，處于中營養水平?？偟恢笔侵饕瑯酥笜?，濃度范圍在2.24 mg/L～3.77 mg/L之間，劣于Ⅴ類水質標準，屬中度富營養。透明度呈下降趨勢，范圍在0.73 m～1.00 m之間，2011年—2012年為中營養水平，2013年—2014 年屬輕度富營養。高錳酸鹽指數濃度范圍在1.09 mg/L～1.27 mg/L之間，屬中營養水平。2011年—2014年，萬家寨水庫營養分值在44.4～46.1之間，營養狀態指數在36.9～39.3之間，兩種方法評價結果均屬于中營養水平。

3.2 汾河水庫水質富營養狀況

2011年—2014年，汾河水庫葉綠素a的平均濃度有所上升，濃度范圍在3.21 mg/m3～6.18 mg/m3之間，屬中營養水平。總磷平均濃度有所下降，濃度范圍在0.015 mg/L～0.039 mg/L之間，屬中營養水平?？偟骄鶟舛扔兴仙?，濃度范圍在1.32 mg/L～2.355 mg/L之間，從2011年的Ⅳ類惡化到2014年的劣Ⅴ類，屬中度富營養。透明度呈上升趨勢，范圍在1.80 m～3.01 m之間，屬中營養水平。高錳酸鹽指數濃度范圍在1.55 mg/L～2.42 mg/L之間，屬中營養水平。2011年—2014年，汾河水庫營養分值在42.5～45.5之間，營養狀態指數在36.8～40.3之間，兩種方法評價結果均屬于中營養水平。

4 結論與建議

1)從以上評價結果看，兩種評價方法雖得出的兩座水庫具體營養化數值不同，但結論均為中營養狀態。營養分級評分法不僅可以得出幾項指標的綜合評價結果，而且可以對單項因子的富營養化水平單獨進行分析和評價；綜合營養狀態指數法通過幾項指標的綜合評價得出湖庫富營養化的綜合性結論，與營養分級評分法有較好的相關性。兩種方法結合使用，可以全面客觀地評價湖庫的營養化水平。

2)以上分析表明，近年來，引黃沿線兩座水庫總體上雖均為中營養，尚未達到富營養化程度，但仍存在由中營養向富營養轉化的風險。表現在萬家寨水庫的葉綠素a、透明度已達到輕度富營養水平，兩座水庫的總氮均已達到中度富營養水平。

3)引黃沿線的萬家寨水庫和汾河水庫分別是太原市的間接和直接飲用水源地，承擔著向太原市民供水的重要任務，其水質好壞關系到全體太原市民的飲水安全，必須引起高度重視。為防止水庫富營養化的發生，提出以下對策建議：

a.控制外源性氮、磷等營養鹽的輸入。對上游及周邊的工、農業污染點源、面源進行詳細排查，嚴格控制含氮、磷污染物的超限排入；加強對水庫支流排污企業和庫區周圍生活垃圾、工業垃圾的清查、監督和管理；加強對農村生活污水的治理力度。

控制農業面源污染。發展生態農業，控制農業施肥，提高肥料的吸收利用率，減少降雨后化肥的流失，防止氮磷養分隨雨水直排進入水庫。

b.加強對內源性營養物質的控制。開展庫區底泥監測，監控底泥中污染物的累積程度；通過底泥疏浚等方式減少底泥中污染物的累積和釋放；采用機械清除、生態控制等技術，控制庫區內藻類的繁殖和生長。

c.改善水庫周邊生態環境，大力實施退耕還林還草工程，禁止在水庫庫區發展水產養殖業和污染水環境的旅游項目。

d.加強庫區及入庫支流水質監測，實現實時動態監控，以便能及時發現水質異常情況，并迅速采取有效的防治措施，確保水庫水質安全。在萬家寨水庫入庫支流龍王溝、黑岱溝、紅河入庫口設立監測斷面，與內蒙等上游省份實施聯合監測，聯防聯控，確保入庫支流水質達標。

[1] 李佐榮，鮑素敏，黃祥明.水體的富營養化及其防治[J].安徽農學通報，2007，13(10):67-68.

[2] 王新義.山西省萬家寨引黃入晉一期工程 重視工程沿線環境治理和保護[J].中國水利，2006(12):51-52.

[3] 中華人民共和國水利部.地表水資源質量評價技術規程[M].北京：中國水利水電出版社，2008.

Evaluation and analysis of the water quality eutrophication of reservoirs along the Yellow River in Shanxi province

Wang Ruoyi

(LifeSciencesInstitute,ShandongUniversity,Jinan250100,China)

This paper introduced the engineering general situation of Shanxi along the Yellow River Wanjiazhai reservoir and Fenhe reservoir, using nutrient grading evaluation method and comprehensive nutrition state index method, evaluated and analyzed the water quality eutrophication of two reservoirs, pointed out that both reservoirs existed the risk of conversion from mid nutrition to eutrophication, should be taken necessary measures to prevent the happening of reservoir water quality eutrophication.

reservoir, water quality, eutrophication, Yellow River diversion project

1009-6825(2016)16-0212-02

2016-03-31

王若儀(1995- )，女，在讀本科生

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