西昌邛海水质富营养化状态评价研究

刘 斌

(四川省西昌水文水资源勘测局，四川 西昌，615000)

1 引言

水体富营养化是指在人类活动的影响下，为生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、水库、河流和海湾等缓流水体，引起藻类及其他水生物异常繁殖，水体透明度和溶解氧下降，造成水质恶化，从而使水生态系统和服务功能受到阻碍和破坏。国家经济与合作开发组织(OECD)把水体富营养化定义为水体营养盐增加而引起的一系列征兆变化，浮游藻类和大型水生植物生产力的增加，水质恶化，破坏了水资源的价值。

近年来，我国湖泊富营养化问题日益突出，2009年《中国水资源公报》数据显示，在评价的71个重点湖泊中，贫营养湖泊仅1个，中营养湖泊有24个，46个湖泊处于富营养状态，占64.8%。城市湖泊，特别是大中城市周边湖泊水质仍未得到明显改观，2009年《中国环境状况公报》统计结果:监测的5个城市内湖中，东湖(武汉)和昆明湖(北京)为Ⅳ类水质，玄武湖(南京)为Ⅴ类水质，大明湖(济南)和西湖(杭州)为劣Ⅴ类水质。昆明湖为中营养状态，玄武湖、大明湖和西湖为轻度富营养状态，东湖为中度富营养状态。随着湖泊富营养化的加剧，水华暴发频繁发生，对野生动物、家畜及人体健康产生严重影响，也给水域生态环境、旅游观光及水产养殖造成了严重危害，成为制约我国社会和国民经济持续发展的重大环境问题。

本文以2010年邛海水质监测实测资料为基础，分别采用综合营养状态指数法和评分法对西昌邛海水质的营养状况进行综合评价，以便掌握邛海营养现状，为水环境开发、利用和保护提出合理措施，为西昌的科学发展、生态城市建设及保证城区安全供水提供科学建议。

2 邛海的基本情况

邛海属长江流域雅砻江水系，地处E102°15′～102°28′和N27°42′～27°55′之间，位于四川省西昌市城东南约5km，是四川省第二大天然淡水湖。南北长10.3km，东西最宽处5.6km，平均湖宽3.8km，周长37.2km，按湖泊水位1510.3m计，湖面面积27.87km2，最大水深18.32m。多年平均湖面降水量2650×104m3，湖泊补给系数9.97，多年径流深760㎜，多年平均径流量1.2亿m3，多年平均平均流量0.84m3/s，湖水滞留时间834d。湖泊东、南、西三面环山，北面与西昌市区相连。邛海被誉为西昌市的“母亲湖”，她不仅担负着西昌城区及邛海湖盆区居民的水源供给，而且兼具旅游、灌溉、养殖、净化环境，调节气候等诸多功能，对西昌的社会经济发展具有十分重要的作用。邛海已被列为四川省饮用水源保护区、自然保护区和国家4A级风景名胜区，因此邛海水环境状况备受关注。

3 水质富营养化评价

3.1 采样点布设

根据邛海水域状况，设置常规监测点两处，分别是邛海水域湖中心大鱼村(简称邛海中)和出口李家铺子(简称邛海出)。在水下0.5m左右采集亚表层水样，每月固定8日采样，全年共计12次。

3.2 监测项目与分析方法

监测项目有水温、电导率、pH值、透明度、溶解氧、叶绿素a、总磷、总氮、高锰酸盐指数等29个指标。监测项目检测方法按照《地表水环境质量标准》(GB3838－2002)以及《水和废水监测分析方法》(第四版)中要求的方法测定。

3.3 监测结果

2010年邛海水质叶绿素(Chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)、高锰酸盐指数(CODMn)等5个参数平均值见表1所示。

表1 2010年邛海部分水质监测数据

3.4 富营养化评价方法

目前我国湖泊富营养化评价的基本方法主要有营养状态指数法(卡尔森营养状态指数(TSI)、修正的营养状态指数、综合营养状态指数(TLI))、营养度指数法和评分法。本文根据2010年水质监测成果，选取与富营养密切相关的叶绿素a(chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)和高锰酸盐指数(CODMn)五个指标参与邛海富营养化的评价。其中，总磷、总氮是富营养化的原因变量，叶绿素a、高锰酸盐指数、透明度是响应变量。分别依据中国环境监测总站《湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定》，采用综合营养状态指数法及《地表水资源质量评价技术规程》(SL395－2007)对邛海的现状水质进行营养化评价。

3.5 综合营养状态指数法

3.5.1 评价模式。综合营养状态指数采用卡尔森指数方法，计算公式如下:

式中，TLI(Σ)为综合营养状态指数;Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重;TLI(j)为代表第j种参数的营养状态指数。

以chla作为基准参数，则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为:

式中，rij为j种参数与基准参数chla的相关系数;m为评价参数的个数。

中国湖泊的chla与其它参数之间的相关关系rij及rij2见表2。

表2 部分参数与chla的相关关系值

营养状态指数计算公式为:

式中，叶绿素a chl单位为mg/m3，透明度SD单位为m;其它指标单位均为mg/L。

3.5.2 营养状态分级。采用0～100的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级，包括贫营养、中营养、轻度富营养、中度富营养和重度富营养，与污染程度关系见表3。

表3 水质类别与评分值对应表

在同一营养状态下，指数值越高，其营养程度越重。

3.5.3 综合营养状态指数法评价计算。根据邛海2010年全年水质监测平均数据，分别对两个监测点进行综合营养状态评价，对表1中的数据进行计算，结果见表4。

表4 综合营养状态指数法计算结果

由表4得知，邛海中的营养评价值为34.23，邛海出为39.05。根据表3，邛海中和邛海出的营养状态分级均为中营养。

3.6 评分法

3.6.1 评价模式及分级方法。根据《地表水资源质量评价技术规程》(SL395－2007)，湖库营养状态评价应采用评分法。其具体步骤为:

(1)采用线性插值法将水质项目浓度值转换为赋分值;

(2)按下式计算营养状态指数EI;

式中，EI为营养状态指数;En为评价项目赋分值;N为评价项目个数。

(3)参照表5，根据营养状态指数确定营养状态分级。

表5 湖泊营养状态评价标准及分级方法

3.6.2 评分法评价营养状态计算。根据邛海2010年全年水质监测平均数据，分别对两个监测点进行评分法评价，对表1中的数据进行计算，结果见表6。

表6 评分法计算结果

由表6得知，邛海中的营养状态指数为39.3，邛海出为44.4。根据表5，邛海中和邛海出的营养状态分级均为中营养。

4 建议

为保护邛海水环境，防止水体向富营养化发展，针对邛海水质现状，提出以下建议:

4.1 加强宣传和教育，提高全民的环保意识。通过宣传使广大公众认识到污染或破坏邛海可能导致的严重后果，增强危机感，树立共同保护和改善邛海水环境的良好社会氛围，引导全社会都来关心和参与保护邛海工作。特别要强化各级领导干部对保护邛海重要性的认识，督促制定符合长远利益的经济与环境建设政策，确保相关环保政策和措施得到顺利实施。

4.2 严格控制污染源。要进一步完善环湖地下管网配套工程，环湖截污工程，加大对邛海周边各类污水的处理，治理农村面源污染，特别是要有效阻止总氮、总磷等污染物向邛海的排放，切实保护好邛海水体水质。

4.3 注重生态环境保护，实施生物治理工程。要重视整个流域的生态环境保护，严禁乱砍滥伐，加快退耕还林和退坡还草步伐，以保持邛海周围良好的生态环境。完成邛海湖滨带生态修复治理工程，大力推进人工湿地建设，着力推进天然湿地和水生植物恢复工程，进而恢复湖泊湿地生态平衡，增强水体自我修复能力。

4.4 加大环保执法力度，强化水环境管理。要进一步加大《邛海保护条例》、《邛海保护条例实施细则》的执行力度，严肃查处各类违法行为。

4.5 建立邛海环境管理信息系统。掌握气候、水文、水质以及水生生物的动态变化资料，为水环境评价、富营养化趋势预测、流域社会和经济可持续发展评价等，提供技术信息支撑。

4.6 增加资金投入。多方筹措邛海生态环境建设工程资金，对机构建设、队伍建设、监督监测、科研培训、综合治理在经费上给予保障。

〔1〕金相灿.中国湖泊富营养化［M］.北京:中国环境科学出版社，1990.2.

〔2〕金相灿，屠清瑛.湖泊富营养化调查规范(第二版)［M］.北京:中国环境科学出版社，1990:10～11.

〔3〕杨 钢，张 晟，李崇明，张 勇，郑 坚.重庆长寿湖水质富营养化的调查及评价［J］.西南师范大学学报(自然科学版).2003，28(3):492～495.

〔4〕王明翠，刘雪芹，张建辉.湖泊富营养化评价方法及分级标准［J］.中国环境监测，2002，18(5):47～49.

〔5〕中华人民共和国水利部.地表水资源质量评价技术规程(SL395－－2007)［M］.北京:中国水利水电出版社，2008:10～11. ■