刘家峡水库水质理化指标监测分析及评价

/王晓 张瑛珑 杨娟 高祥云 张国维

刘家峡水库位于黄河上游，水域面积约120km2，不仅是甘肃省最大的水产养殖水域，也是西北重要的冷水鱼类养殖基地，还是周边城市重要的核心水源地。本研究通过监测刘家峡水库24项地表水水质理化指标，分析掌握各项理化指标四季变化情况，并应用CODCr、BOD5、TN、TP和DO理化单因子评价法，对刘家峡水库进行水质评价，提出合理的渔业发展及水质保护措施。

刘家峡水库作为黄河上游重要的生态屏障，具有丰富的水资源，为渔业发展提供了良好的生产条件。在长期进化过程中，刘家峡遗存了大量宝贵种质资源，蕴藏着丰富的鱼类基因库，是兰州鲶、似鲶高原鳅、花斑裸鲤、极边扁咽齿鱼、厚唇重唇鱼、黄河高原鳅等珍稀土著鱼类的集中分布区域。为贯彻新时期生态优先理念，大力发展大水面生态渔业，加强渔业水域环境保护，养护水生生物资源，合理利用宜渔水域，探索刘家峡水库渔业绿色高质量发展新模式，根据甘肃省农业农村厅下发的《2020年现代丝路寒旱农业科技支撑项目》，结合刘家峡水库现有状况，对刘家峡水库水质进行了监测研究，掌握库区水质理化状况，以期为刘家峡水库大水面生态渔业养殖技术集成提供理论支撑。

一、刘家峡水库水质现状调查监测

（一）调查监测方法

1.采样点布设

图1 采样点布设

根据水库渔业资源调查规范要求，结合刘家峡水库周围环境状况和汇入水源情况，在刘家峡水库库区共布设7个具有代表性的采样点（L1—L7），即L1银川河口（E:103°5'38"，N:35°46'4"）、L2黄河口（炳灵寺河口）（E:103°5'59"，N:35°45'53"）、L3大夏河口（E:103°12'44"，N:35°45'5"）、L4洮河口（E:103°21'31"，N:35°55'24"）、L5盐沟（E:103°16'56"，N:35°53'33"）、L6祁家渡口（E:103°19'34"，N:35°54'24"）、L7库区中心（E:103°11'46"，N:35°49'48"），采样点布设详见图1。

2.监测方法

各项理化指标依据国家标准《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）进行监测，并应用水质理化单因子指标评价法确定地表水水质类别。

（二）监测内容

1.采样频次和时间

2020年春、夏、秋、冬四季各1次，具体采样时间为3月7日、6月8日、9月10日、12月6日。

2.监测指标

对透明度、温度、pH、溶解氧（DO）、高锰酸盐指数、总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮、化学需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、氟化物、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群（MPN/L）、铜、锌、镉、硒、砷、汞、六价铬、铅共24项地表水水质理化指标进行监测，并选取TN、TP、CODCr、BOD5和DO五项指标进行了理化单因子水质评价。

二、监测结果与分析

24项水质理化指标四季监测结果见表1，表中为平均值。

（一）总磷变化趋势分析

总磷（T P）全年变化范围在0.0021mg/L～0.076mg/L之间，平均值为0.027mg/L，最大值出现在秋季L5，最小值出现在冬季L7。各采样点中，L1、L4、L6最大值都出现在秋季，L2、L3、L5最大值都出现在冬季，L7最大值出现在夏季；各采样点中，L1、L4、L5最小值出现在夏季，L2、L7最小值出现在秋季，L3、L6最小值出现在春季。

总磷平均含量高低的季节排序为冬季>秋季>夏季>春季，各采样点排序为L5>L6>L3>L1>L2>L4>L7。

（二）总氮变化趋势分析

总氮（T N）全年变化范围在1.02mg/L～1.38mg/L之间，平均值为1.26mg/L，最大值出现在夏季L4，最小值出现在冬季L7。各采样点最大值均出现在夏季。各采样点中，L1、L2、L7最小值出现在冬季，L3、L4、L5、L6最小值出现在春季。

总氮平均含量高低的季节排序为夏季>秋季>冬季>春季，各采样点排序为L4>L1>L3>L2>L5>L6>L7。

（三）五日生化需氧量变化趋势分析

五日生化需氧量（BOD5）全年变化范围在1.01mg/L～1.84mg/L之间，平均值为1.28mg/L，最大值出现在秋季L2，最小值出现在冬季L4、L6。各采样点中，L1最大值出现在冬季，L2、L4、L7最大值出现在秋季，L3、L5最大值出现在春季，L6最大值出现在夏季；各采样点中，L1最小值出现在秋季，L2、L5最小值出现在春季，L3、L7最小值出现在夏季，L4、L6出现在冬季。

表1 24项水质理化指标监测结果

表2 地表水环境质量标准

BOD5平均含量高低的季节排序为秋季>春季>夏季>冬季，各采样点排序为L2>L3>L1>L7>L5>L4>L6。

（四）化学需氧量变化趋势分析

化学需氧量（CODCr）全年变化范围在3.7mg/L～12.6mg/L之间，平均值为6.31mg/L，最大值出现在春季L2，最小值出现在夏季L7。各采样点中，L1、L5最大值出现在秋季，L2、L3、L6最大值出现在春季，L4、L7最大值出现在冬季；各采样点中，L1最小值出现在春季，L2、L4、L7最小值出现在夏季，L3最小值出现在秋季，L5、L6最小值出现在冬季。

化学需氧量平均含量高低的季节排序为春季>秋季>冬季>夏季，各采样点排序为L2>L4>L1>L6>L3>L5>L7。

（五）溶解氧变化趋势分析

溶解氧（DO）全年变化范围在6.1mg/L～13.6mg/L之间，平均值为8.75mg/L，最大值出现在春季L3，最小值出现在夏季L6。各采样点中，L1最大值出现在春季，L2、L5最大值出现在秋季，L4、L6最大值出现在夏季，L7最大值出现在冬季；各采样点中，L1、L7最小值出现在夏季，L2最小值出现在春季，L3、L4最小值出现在秋季，L5、L6出现在冬季。

图2 不同季节水质理化因子类比分析

表3 刘家峡水库年均理化指标水平分布、分类等级评价结果

溶解氧平均含量高低的季节排序为夏季>秋季>春季>冬季，各采样点排序为L3>L1>L2>L4>L7>L6>L5。

（六）其他指标

氟化物、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、铜、锌、镉、硒、砷、汞、六价铬和铅共13项指标未检出；高锰酸盐指数、氨氮、硫化物均符合I类水环境质量标准。

三、理化单因子水质评价

水体理化单因子评价法是选取TN、TP、BOD5、CODCr和DO五项理化指标进行评价。根据实际监测的TN、TP、DO、BOD5和CODCr五项理化指标数据，对照《地表水环境质量标准》（表2），得到不同季节各采样点理化因子水平分布及水环境分类级别（图2），各采样点年均理化指标水平分布、等级评价结果见表3。

由图2、表3可知，不同季节各采样点DO、BOD5、CODCr含量均符合地表水I类水质标准；TP在L4和L7点符合地表水I类水质标准，其余各点均符合II类水质标准；TN在各采样点的含量均超出地表水II类水质标准，但在地表水环境质量评价时，总氮不作为评价指标。

因此，综合分析刘家峡水库四季7个采样点的各项水质理化指标数据，并结合理化单因子指标评价结果，说明刘家峡水库水环境质量为地表水II类水质。

四、刘家峡水库保护措施

针对刘家峡水库目前的水质状况，对合理保护和开发提出以下对策和建议。

（一）加强库区水环境监测

将水库渔业与水质保护有机结合，强化库区水环境监测，对饮用水源地水质开展定期调查监测，及时掌握水质环境状况及变化趋势，改善和保护水库水质。同时，基于水体生态承载力合理规划渔业生产方式，实现刘家峡水库渔业健康可持续发展。

（二）提高水库科研与保护力度

加大刘家峡水库水生生态保护宣传，提升库区周边群众保护水生生态的意识，营造良好的水生生态保护氛围。建议各级政府重视水生生态保护，加强渔政管理，加大必要的科研投入和保护力度，开展有针对性的科学研究和生态保护，促使刘家峡水库水生生物与其生存环境保持良性循环。