油車水庫富營養化及水質評價分析

楊鵬程 徐強 劉耿煒 席澤超 楊銳

摘 要：油車水庫是宜興市重要的水體資源。根據油車水庫2017～2020年水質監測資料，選取Chl-a、TN、TP、COD、SD5個參數作為評價指標，利用評分法分析評價水體富營養化程度、單因子評價法評價水質狀況。結果表明：油車水庫2017～2020年主要水質污染因子為總磷;油車水庫水體屬于中營養、水質總體達到Ⅱ～Ⅲ類標準。為更好地保護水體健康，提出了相應的防治建議。

關鍵詞：油車水庫;富營養化;水質評價;水體治理

中圖法分類號：X824? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

水庫是陸地水文系統中重要的淡水蓄積體，具有防洪、蓄水灌溉、供水、發電、養魚等功能，與人類生活密切相關。根據油車水庫2017—2020年水質監測資料，分析評價水體富營養化程度及水質狀況，并結合其影響因素，提出治理建議。

1? 油車水庫概況

油車水庫是宜興區域供水的第二水源地（第一水源地為橫山水庫），位于江蘇省宜興市湖父鎮洑西澗中游，分別距下游湖滏鎮和丁蜀鎮4km和8km。該水庫所在地屬亞熱帶季風氣候區，溫和濕潤、四季分明、日照充足、無霜期長，春夏多東南風，冬季多西北風。流域內植被茂密，水土保持良好。

油車水庫始建于2009年12月份，主體工程于2012年建成投運，集水面積37.4km2，總庫容3 324

萬m3，年可供水量1 748萬m3，水庫大壩全長1 591m，壩頂高程44.6m，設計常水位38.3m，是一座以防洪和城鎮生活供水為主的中型水庫。

2? 評價方法

2.1? 富營養化評價

2.1.1? 評價指標的選取

湖泊（水庫）的富營養化狀況主要取決于湖泊（水庫）中氮、磷等營養物質含量。Chl-a 是直接反映藻類現存量的指標，被稱為基準因子，TN、TP 作為藻類增殖的主要限制因子，被稱為重要因子。在進行湖泊（水庫）富營養化綜合評價時，Chla、TN、TP是必須強制進入評價模式的指標[1]。根據我國湖泊（水庫）的實際情況，按照相關性、可操作性和科學性相結合的原則，一般選擇與湖泊（水庫）富營養狀況直接有關的Chl-a、TN、TP、COD、SD這5個基本參數作為主要湖泊（水庫）富營養化評價的指標[2]。

2.1.2? 評價方法

油車水庫采用評分法進行富營養化評價。評價方法分以下2個步驟[3]：

（1）采用線性插值法將水質項目濃度值轉換為賦分值（見表1）。

（2）按式（1）計算營養狀態指數 EI，其值越高，表明富營養化程度越嚴重（見表2）。

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。

2.2? 水質評價

評價項目：pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、揮發酚、氰化物、砷、銅、鉛、鋅、鎘、汞、六價鉻、氟化物、總磷等17項。另外把總氮設為參考指標。

評價標準：《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）。

評價方法：《地表水資源質量評價技術規程》（SL 395—2007）。

斷面水質定性評價見表3。有兩個或兩個以上代表斷面時，以兩個或兩個以上的代表斷面水質濃度的算術平均值作為評價代表值。

水質類別評價對照《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）采用單因子評價法，即根據參評指標中類別最高的一項來確定。

3? 評價結果及變化趨勢

3.1? 富營養化評價結果及變化趨勢

選取油車水庫2017～2020年共4年的水質監測資料年均值進行年際富營養化評價，評價指標為總氮、總磷、高錳酸鹽指數、透明度和葉綠素a，具體評價結果見表4。

2017—2020年，油車水庫各年份營養狀態指數介于46.9～48.4，屬于中營養，水體營養狀態良好。

從表4數據可以看出，油車水庫營養狀態指數逐年略有上升，但變化幅度很小，均屬于中營養。

評價指標分值變化情況：總氮分值介于65.1～67.6，均大于60，可見總氮為影響油車水庫營養化程度的最主要指標，但從年際變化來看，呈逐年下降趨勢。總磷分值逐年略有上升，葉綠素a、高錳酸鉀指數、透明度分值較為穩定。2017—2020年油車水庫營養狀態指數及各評價項目賦分值變化趨勢見圖1。

3.2? 水質評價結果及主要污染物變化趨勢

選取油車水庫2017—2020年共4年的水質監測資料年均值進行年際水質評價，具體評價結果見表5。

從表5可以看出，2017～2020年油車水庫的pH值、溶解氧、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、揮發酚、氰化物、砷、銅、鉛、鋅、鎘、汞、六價鉻、氟化物年均值均達到《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）中Ⅰ類標準;高錳酸鹽指數年均值均達到《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）中Ⅱ類標準;總磷年均值達到《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）中Ⅱ—Ⅲ類標準，其中2019年和2020年為Ⅲ類。由表5可見，總磷的類別直接影響了油車水庫總體水質類別：2017—2018年總體水質類別為Ⅱ類，水質狀況優;2019—2020年總體水質類別為Ⅲ類，水質狀況良好。

由上可得2017—2020年油車水庫單因子評價結果：水質主要污染因子為總磷，水質指數中污染物排序為總磷>高錳酸鹽指數>氨氮。

值得注意的是未參與評價的參考指標總氮，2017—2020年年均值均為《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）中Ⅴ類標準。因此，總氮仍是影響油車水庫水體健康的最主要指標。在分析數據過程中發現，2017年3月、4月和2018年1月、2月、3月、4月這6個月的總氮劣于Ⅴ類，具體數據及評價結果見表6。

由表6可知，總氮劣于Ⅴ類的這6個月，其他指標類別基本穩定。并且這6個月均為非汛期，降水量較小，水庫水位或者庫容較低。由此可以推出，水庫水位或者庫容較高的時候，會起到“稀釋”的作用，包括對來自外源污染物以及庫區底泥污染物釋放的稀釋[4]。

總磷為油車水庫單因子評價的主要污染物。2017～2020年總磷濃度年均值呈上升趨勢，評價結果由Ⅱ類變成Ⅲ類。

從每年月份的數據看來，2017年總磷（Ⅱ類標準）超標率為16.7%;2018年總磷（Ⅱ類標準）超標率為33.3%;2019年總磷（Ⅱ類標準）超標率為66.7%;2020年總磷（Ⅱ類標準）超標率為91.7%。可見，2017—2020年油車水庫總磷含量不斷上升，需要警惕。

未參與評價的參考指標總氮，2017～2020年4年的年均值均穩定在Ⅴ類標準，但其濃度數值呈逐年下降趨勢，并且2018年4月后就不再出現劣于Ⅴ類的情況。2017年總氮（Ⅳ類標準）達標率為16.7%;2018年總氮（Ⅳ類標準）達標率為33.3%;2019年總氮（Ⅳ類標準）達標率為25.0%;2020年總氮（Ⅳ類標準）達標率為41.7%。可見，2017～2020年油車水庫總氮含量穩步下降。

2017—2020年油車水庫總磷、總氮月度變化趨勢見圖2。

4? 結論與建議

根據油車水庫2017～2020年的監測資料，其富營養化及水質狀況綜述如下：

（1）油車水庫上述年份營養狀態均屬于中營養，水體營養狀態良好;各年份水質總體達到Ⅱ—Ⅲ類標準（2017—2018年為Ⅱ類，水質狀況優;2019—2020年為Ⅲ類，水質狀況良好）;

（2）油車水庫水質主要污染因子為總磷，屬于一般物化指標。水質指數中污染物排序為總磷>高錳酸鹽指數>氨氮。另外值得注意的是，未參與評價的參考指標總氮，年均值均為Ⅴ類標準。

（3）油車水庫營養狀態指數逐年略有上升，但變化幅度很小;上述年份油車水庫總磷含量不斷上升，需要警惕;同年份總氮含量穩步下降。

為了油車水庫能夠更好地發揮其重要作用，從改善水體狀況方面提出以下建議：

（1）更加嚴格地控源截污。完善污水處理能力，建設更加完備的污水收集管網，處理標準基本達到一級A，大幅削減生活污染負荷;治理規模畜禽養殖，通過調整規模和養殖布局，科學合理處置養殖污水和廢棄物，減少畜禽污染負荷;嚴格控制各類生活點源;控制其它各類面源，包括種植業、水產養殖業、廢棄物和地面徑流等，減少氮、磷等污染物入庫。

（2）建立飲用水源地隔離防護工程。通過在保護區邊界設立物理或生物隔離設施，防止人類活動等對水源地保護和管理的干擾，攔截污染物直接進入水源保護區。

（3）加大水庫水體的監測力度。建立水質自動監測系統，定時上報監測數據，提高突發污染事故的預警反應能力，確保水質安全。

（4）合理投放食草性魚類和藻食性魚類。降低藍藻生物量，從而對改善水質起到積極作用。

（5）加強宣傳教育。利用廣播、電視、報紙等新聞媒體，開展警示教育，通過典型事例剖析，發揮新聞輿論的引導和監督作用，并且定期定點的廣泛開展水源地保護宣傳教育活動。

參考文獻：

[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]夏婷婷，尚廣萍.基于地表水環境質量標準的富營養化評價方法[J].皖西學院學報，2010，26（5）：98-101.

[3]魏華.基于綜合指數法和狀態評分法對干旱區域水體營養化評價對比分析[J].科技創新導報，2015（5）：31-32.

[4]華幸超，陳淑云，陳 靜，等.橫山水庫水質歷史演變特征及其水文影響因素[J].江蘇水利，2021（7）：34-36，40.

Eutrophication Evaluation and Water Quality Analysis of Youche Reservoir

Yang Pengcheng1 Xu Qiang1 Liu Gengwei2 Xi Zechao1 Yang Rui1

（1.Wuxi Hydrology and Water Resources Investigation Bureau of Jiangsu Province，Wuxi 214063，Jiangsu;2.Yancheng Hydrology and Water Resources Investigation Bureau of Jiangsu Province，Yancheng 224600，Jiangsu）

Abstract：Youche Reservoir is an important water-body resource in Yixing City.Based on the water quality monitoring data of Youche Reservoir from 2017 to 2020，this paper analyzes and evaluates the degree of eutrophication and water quality of the waters.The results show that the waters of Youche Reservoir is under mesotrophication condition and the water quality generally meets the standard of Class II to III. In order to better protect the health of the waters，some suggestions corresponding prevention and treatment are put forward.

Key words：Youche Reservoir;eutrophication;water quality;evaluation;prevention and treatment

3097500338284