成都市城市靜態水體水質調研及富營養化評價

龔克娜 王家良 邱壯 曾麗竹 付韻潮 楊艷梅

摘要：隨著經濟社會的不斷發展，城市靜態水體水環境問題日益嚴峻。為了分析成都市城市靜態水體的水質狀況，并采取有效的措施對水體進行監測治理。文章通過調研成都市的典型靜態水體，分析不同類型湖泊其水質狀況，并選取綜合營養狀態指數法對調研水體水質進行營養化等級評價。靜態水體主要的水質問題為水體的富營養化，但自然湖泊相對人工湖具有更好的自凈能力，為成都市以及其它地區靜態水體的保護與治理提供了理論依據。

[基金項目]2018年度四川華西集團科技項目（項目編號：HXKY201904）。

[作者簡介]龔克娜（1989—），女，碩士，工程師，主要從事給排水及海綿城市設計工作。

隨著經濟社會以及工農業生產的不斷發展，城市規模和人口數量不斷擴大，城市靜態水體水環境問題日益嚴峻。根據《湖泊富營養化調查規范》對湖泊與水庫進行的富營養等級評價分析可知，國內參與評價的131個湖泊，有67個湖泊達到了富營養等級，比重占總調查湖泊的一半以上，為 51.3 %。研究表明，大多數城市靜態水體都受到了富營養化的威脅。水體的富營養化現象嚴重影響了城市靜態水體的水環境，旅游景觀價值大減，給水資源利用等帶來了巨大損失，已經成為各地政府部門和社會關注的焦點。因此，了解城市靜態水體的水質狀況，分析湖泊的富營養化程度，及時采取有效的措施對水體進行監測治理至關重要。

水體的營養狀態評價是湖泊水環境保護及水質控制的1項基礎性工作[1]，可以為城市靜態水體水環境改善提供診斷依據。目前，水體營養狀態評價的方法很多，國家生態環境部在《湖泊水體富營養化評價方法及分級技術規定》[2]的文件中，推薦運用綜合營養狀態指數法對我國富營養化湖泊進行評價。本文調研了成都市9個典型城市靜態水體湖泊的水質狀況，并選用綜合營養狀態指數法對其水樣水質進行營養化等級評價，期望能對成都市以及其它區域相關靜態水體的保護與治理提供理論依據。

1 成都市典型靜態水體水質調研

1.1 調研水體概括

本研究于2020年5月26—29日，調研了成都市的9個湖泊，基本情況如表1所示。其中江灘公園天鵝湖、興隆湖、交大犀浦校區景觀湖、文化公園內湖屬于人工湖，錦城湖、白鷺灣濕地公園、滄浪湖、東湖、青龍湖為自然湖泊，均屬于典型的城市靜態水體。文化公園內湖為混凝土硬質池底。

1.2 水樣采集、檢測方法以及指標濃度

本文選取綜合營養狀態指數法常用的5個指標：葉綠素a（ Chl.a）、總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數（CODMn）、透明度（SD）作為評價因子。水樣采集依據《湖泊富營養化調查規范》規定的湖泊布點采樣原則，水樣的處理及測定方法參照HJ/T91-2002《地表水和污水監測技術規范》，具體檢測方法詳見表2。

本次調研的9個典型湖泊的評價指標濃度詳見表3。

1.3 調研水體水質結果分析

根據水質調研結果，調研的9個湖泊中，總氮指標除錦城湖的濃度較低（地表水3類）外，其它湖泊的總氮濃度均較高，為4～5類水狀態，青龍湖和交大犀浦校區內湖甚至超過5類標準，呈劣5類?？偭字笜顺\城湖外，大多為3～4類，文化公園內湖達到5類。葉綠素a以及水體透明度除錦城

湖和浣花溪公園滄浪湖外，水質狀況均表現的不太理想。CODMn指標整體較好。根據調研的水質結果可知，城市靜態水體主要的水質問題為水體的富營養化，這與全國各地的城市靜態水體的水質特點較吻合。湖泊的健康監測、評價和治理，不僅要關注湖泊水質類別的變化，更要關注湖泊富營養化狀態的變化[3]。

2 水體富營養化評價

2.1 評價方法

目前，判別水體富營養化程度的方法多種多樣，主要有常用的方法包括特征法、參數法、營養狀態指數法、評分法、生物指標評價法、單一因子評價法、模糊評價法等[4]。本文采用的綜合營養狀態指數法具有指標簡單、反應靈敏等特點，且考慮了相關權重的差異，是開展富營養化狀態評價工作中較為認可的方法[5]。

綜合營養狀態指數法的計算公式為[2， 4]：

式中：TLI（∑）為綜合營養狀態指數;TLI（j）為第j種水質評價參數的營養狀態指數;Wj為第j種水質評價參數的營養狀態指數的相關權重;n為評價參數的個數。

以 Chl.a為基準參數，則第j種參數的營養狀態指數的相關權重Wj的計算公式[2， 5] ：

式中，rij2為第j種水質評價參數與同基準參數Chl.a的相關系數。

各水質評價參數與Chl.a的相關系數如表4所示。

各水質評價參數的營養狀態指數計算公式為[2， 4]：

式中：Chl.a單位為mg/m3（也可寫作μg/L）;TP、TN、CODMn的單位均為mg/L;SD的單位是m。Chl.a代表葉綠素濃度，TP代表總磷的濃度，TN代表總氮的濃度，SD代表透明度可見度，CODMn代表高錳酸鹽濃度。

2.2 營養狀態分級

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，綜合營養狀態指數越高，富營養狀態越高[2， 5]。詳見表5。

3 結果與討論

根據綜合營養狀態指數法，對實地調研的9個湖泊水樣中的水質評價因子濃度數據進行分析計算，得到各采樣點的營養狀態指數以及全湖平均營養狀態指數，如表6所示。

根據計算結果，調研的成都市9個湖泊中，錦城湖與浣花溪公園滄浪湖為中營養狀態，其它湖泊均處于富營養化的狀態，其中江灘公園天鵝湖、興隆湖、白鷺灣、東湖、青龍湖、交大犀浦校區內湖處于輕度富營養化狀態，文化公園內湖處于中度富營養化狀態。其中水質較好的錦城湖以及浣花溪公園滄浪湖均在近幾年內進行了水體水生態治理和修復，由此可見，打造穩定的水生態系統，恢復水體自凈能力，對改善水環境質量至關重要。從表6的營養狀態指數結果可知，混凝土硬質池底的文化公園內湖營養化程度更大，且人工湖整體的水質相對于自然湖泊更差，說明自然湖泊具有更好的自凈能力。

4 結論

（1）通過調研成都市9個典型城市湖泊的水質狀況可知，靜態水體主要的水質問題為水體的富營養化。

（2）選取綜合營養狀態指數法常用的5個指標：葉綠素a（ Chl.a）、總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數（CODMn）、透明度（SD）作為評價因子，對調研水體水質進行營養化等級評價，除近幾年內進行了水體水生態治理和修復的錦城湖與浣花溪公園滄浪湖外，其它湖泊均處于富營養化的狀態。

（3）人工湖整體的水質相對于自然湖泊更差，說明自然湖泊具有更好的自凈能力。

（4）本文的水質調研及水體富營養化評價，為成都市以及其它地區靜態水體的保護與治理提供了理論依據。

參考文獻

[1] 稅永紅，楊景富，蔣悅.景觀水體富營養狀況及水華防治技術研究]J].水土保持應用技術，2008（6）：40-43.

[2] 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[S].國家環境保護總局，2001.

[3] 熊昱，廖煒，李璐等. 湖北省湖泊污染現狀及原因分析[J].中國水利，2016（18）：54-57.

[4] 梁偉林.湖泊富營養化評價方法研究及其系統設計[D].成都： 電子科技大學. 2017.

[5] 白妙馨，楊芳，馮偉瑩.典型半干旱區內陸湖泊富營養化特征分析與評價——以岱海為例[J]. 環境工程，2019（37）：186-190.