棘洪滩水库水质变化分析及富营养化评价

陈立国，郑英，付川

（山东省胶东调水局，山东济南250100）

棘洪滩水库水质变化分析及富营养化评价

陈立国，郑英，付川

（山东省胶东调水局，山东济南250100）

依据棘洪滩水库2010年至2014年5年的水质监测资料，对水库的总磷、总氮、叶绿素及营养状态进行分析评价。论述了变化规律及其成因。

棘洪滩水库；水质分析；富营养评价

棘洪滩水库是山东省引黄济青工程的调蓄水库，总库容1.568亿m3，调蓄库容1.102亿m3，自工程建成通水以来共向青岛市累计供水22亿m3。

棘洪滩水库设置进水口和出水口2个取样点，采集水面以下0.5 m和4 m处的混合水样，2010年1月至2014年12月青岛市环境监测站及青岛市水环境监测中心每月对上述2个采样点测定，各项目的监测分析均采用标准分析方法。

1　水质变化分析

1.1总氮

棘洪滩水库TN含量变化范围为1.3～5.04mg/L，最小值是在2014年10月出口监测值，最大值是在2010年10月入口监测值，平均值为2.82 mg/L（以N计），超出地表水Ⅴ类标准（2.0 mg/L，以N计）。近5年水库总氮呈下降趋势。

从图1看出，TN含量呈现季节变化：1、4季度有一个阶段性上升过程，2、3季度有一个阶段性下降过程，分析原因主要是，棘洪滩水库通常是在冬季和春季引水，给水库带来了外源性含氮营养盐，同时冬春季节水温低，水中浮游植物进入休眠或死亡状态，TN的消耗量小，引起总氮含量指标上升，夏秋季节温度升高，浮游植物生长旺盛，藻类急剧地消耗无机氮，使TN含量下降。

水体中含氮营养盐的主要存在形态有氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和有机氮。对监测数据进行分析，氨氮占TN的4%，亚硝酸盐氮占TN的1%，硝酸盐氮占TN的75%，有机氮占TN的 22%。

1.2总磷

水库TP含量变化范围为0.005～0.05 mg/L，平均值为0.024 mg/L，从图2可以看出，自2010—2013年开始水库总磷呈上升趋势后保持稳定。

从TP含量季节变化趋势如图3，从中可以看出，TP含量1、2季度基本保持稳定略有下降，3季度明显上升，4季度成下降趋势。

图2　棘洪滩水库总磷出口和入口年际趋势图

1.3叶绿素

水库Chla含量变化范围为1.36～36.8 μg/L，平均值为5.02 μg/L。由年际变化图4可以看出水库Chla含量在2010—2012年缓慢上升，2013年出现快速上涨，2014年回落到平均值以下水平，其主要是2013年9、10月叶绿素含量快速上升，达到36.8、28.7 μg/L，说明水库藻类在这两个月快速生长。藻类快速生长是因为当年8月份从大沽河进行引水，源水总磷含量较高，均值为0.1 mg/L，造成水库总磷含量均值为0.05 mg/L，加上气温、水温适合藻类生长，导致藻类的大量繁殖。

从Chla含量季节变化趋势如图5，从中可以看出，Chla含量1、2季度基本保持稳定，3季度明显上升，4季度成下降趋势。

图3　棘洪滩水库总磷年内季节趋势图

图4　棘洪滩水库Chla出口和入口年际趋势图

图5　棘洪滩水库Chla年内季节趋势图

2　水库富营养化评价

棘洪滩水库2010—2014年富营养评价采用叶绿素a评价、生物指标评价及水体富营养化综合评价。国内学者对水体中Chla的含量与富营养化水平之间的关系进行了研究，提出了如下标准：Chla含量在0.1～2.0 μg/L之间，水体为贫营养状态；在2.0～10.0 μg/L之间，水体为中营养状态；在10.0～100.0 μg/L之间，水体为富营养状态；大于100.0 μg/L，水体为超富营养状态。

水体富营养化生物评价法选取浮游植物细胞密度和浮游植物优势种两个指标。目前依照浮游植物细胞密度划分湖泊水库的营养状态尚无统一标准，根据报道，一般认为当藻类细胞密度小于3×105cells/L时，水体处于贫营养状态；当藻类细胞密度为3×105～5×105cells/L，水体处于中营养状态；当藻类细胞密度大于1×106cells/L时，水体处于富营养状态。

水体富营养化综合状态指数评分法选用5项评价参数，即Chla、TN、TP、SD和CODMn，根据评价参数对应的评分标准求得评分值，并按照计算公式求得湖泊或水库的评分指数值，然后根据该评分指数值的大小求得水体营养状态。

结果表明：2010—2014年棘洪滩水库Chla含量年平均值与浮游植物细胞密度年平均值见表1，根据生物指标评价标准，2010—2013年棘洪滩水库水体为富营养状态，2014年为中营养状态；根据叶绿素a评价法，2010—2014年棘洪滩水库水体为中营养状态；按照综合评价法，结果表明2010—2014年棘洪滩水库富营养指数分别为：40.73、42.83、43.73、44.73和40.14，数据表明水体富营养程度均为中营养，见表2。该结果与叶绿素a评价法一致。

表1　棘洪滩水库水体富营养化生物评价指标及叶绿素a评价指标

表2　棘洪滩水库水体富营养化综合评价结果

3　结论与建议

1）近五年总氮含量呈下降趋势，季节变化为1、4季度呈上升趋势，2、3季度呈下降趋势。近五年总磷含量呈上升趋势，季节变化为1、3季度呈上升趋势，2、4季度呈下降趋势。

2）近五年叶绿素叶绿素表现为2010年至2012年基本保持稳定，2013年明显上升，2014年回落到正常年份水平。季节变化为3、4季度呈上升趋势1、2季度呈下降趋势。

3）富营养化分析，水库呈中富营养状态。

［1］郭小雅.引黄济青工程安全保障措施及对策［J］.中国农村水利水电，2010，2：45－47.

［2］金相灿，屠清瑛．湖泊富营养化调查规范（第2版）［M］．北京：中国科学出版社，l995：211－230.

［3］屠清瑛，顾丁锡，尹澄清，等.巢湖富营养化研究［M］．合肥：中国科学技术大学出版社，1990：37－41．

（责任编辑迟明春）

TV697

B

1009-6159（2016）-10-0017-02

2016-08-12

陈立国（1981—），男，工程师