油车水库富营养化及水质评价分析

杨鹏程 徐强 刘耿炜 席泽超 杨锐

摘 要：油车水库是宜兴市重要的水体资源。根据油车水库2017～2020年水质监测资料，选取Chl-a、TN、TP、COD、SD5个参数作为评价指标，利用评分法分析评价水体富营养化程度、单因子评价法评价水质状况。结果表明：油车水库2017～2020年主要水质污染因子为总磷;油车水库水体属于中营养、水质总体达到Ⅱ～Ⅲ类标准。为更好地保护水体健康，提出了相应的防治建议。

关键词：油车水库;富营养化;水质评价;水体治理

中图法分类号：X824                                                文献标志码：A

水库是陆地水文系统中重要的淡水蓄积体，具有防洪、蓄水灌溉、供水、发电、养鱼等功能，与人类生活密切相关。根据油车水库2017—2020年水质监测资料，分析评价水体富营养化程度及水质状况，并结合其影响因素，提出治理建议。

1  油車水库概况

油车水库是宜兴区域供水的第二水源地（第一水源地为横山水库），位于江苏省宜兴市湖父镇洑西涧中游，分别距下游湖滏镇和丁蜀镇4km和8km。该水库所在地属亚热带季风气候区，温和湿润、四季分明、日照充足、无霜期长，春夏多东南风，冬季多西北风。流域内植被茂密，水土保持良好。

油车水库始建于2009年12月份，主体工程于2012年建成投运，集水面积37.4km2，总库容3 324

万m3，年可供水量1 748万m3，水库大坝全长1 591m，坝顶高程44.6m，设计常水位38.3m，是一座以防洪和城镇生活供水为主的中型水库。

2  评价方法

2.1  富营养化评价

2.1.1  评价指标的选取

湖泊（水库）的富营养化状况主要取决于湖泊（水库）中氮、磷等营养物质含量。Chl-a 是直接反映藻类现存量的指标，被称为基准因子，TN、TP 作为藻类增殖的主要限制因子，被称为重要因子。在进行湖泊（水库）富营养化综合评价时，Chla、TN、TP是必须强制进入评价模式的指标[1]。根据我国湖泊（水库）的实际情况，按照相关性、可操作性和科学性相结合的原则，一般选择与湖泊（水库）富营养状况直接有关的Chl-a、TN、TP、COD、SD这5个基本参数作为主要湖泊（水库）富营养化评价的指标[2]。

2.1.2  评价方法

油车水库采用评分法进行富营养化评价。评价方法分以下2个步骤[3]：

（1）采用线性插值法将水质项目浓度值转换为赋分值（见表1）。

（2）按式（1）计算营养状态指数 EI，其值越高，表明富营养化程度越严重（见表2）。

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。

2.2  水质评价

评价项目：pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、挥发酚、氰化物、砷、铜、铅、锌、镉、汞、六价铬、氟化物、总磷等17项。另外把总氮设为参考指标。

评价标准：《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）。

评价方法：《地表水资源质量评价技术规程》（SL 395—2007）。

断面水质定性评价见表3。有两个或两个以上代表断面时，以两个或两个以上的代表断面水质浓度的算术平均值作为评价代表值。

水质类别评价对照《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）采用单因子评价法，即根据参评指标中类别最高的一项来确定。

3  评价结果及变化趋势

3.1  富营养化评价结果及变化趋势

选取油车水库2017～2020年共4年的水质监测资料年均值进行年际富营养化评价，评价指标为总氮、总磷、高锰酸盐指数、透明度和叶绿素a，具体评价结果见表4。

2017—2020年，油车水库各年份营养状态指数介于46.9～48.4，属于中营养，水体营养状态良好。

从表4数据可以看出，油车水库营养状态指数逐年略有上升，但变化幅度很小，均属于中营养。

评价指标分值变化情况：总氮分值介于65.1～67.6，均大于60，可见总氮为影响油车水库营养化程度的最主要指标，但从年际变化来看，呈逐年下降趋势。总磷分值逐年略有上升，叶绿素a、高锰酸钾指数、透明度分值较为稳定。2017—2020年油车水库营养状态指数及各评价项目赋分值变化趋势见图1。

3.2  水质评价结果及主要污染物变化趋势

选取油车水库2017—2020年共4年的水质监测资料年均值进行年际水质评价，具体评价结果见表5。

从表5可以看出，2017～2020年油车水库的pH值、溶解氧、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、挥发酚、氰化物、砷、铜、铅、锌、镉、汞、六价铬、氟化物年均值均达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中Ⅰ类标准;高锰酸盐指数年均值均达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中Ⅱ类标准;总磷年均值达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中Ⅱ—Ⅲ类标准，其中2019年和2020年为Ⅲ类。由表5可见，总磷的类别直接影响了油车水库总体水质类别：2017—2018年总体水质类别为Ⅱ类，水质状况优;2019—2020年总体水质类别为Ⅲ类，水质状况良好。

由上可得2017—2020年油车水库单因子评价结果：水质主要污染因子为总磷，水质指数中污染物排序为总磷>高锰酸盐指数>氨氮。

值得注意的是未参与评价的参考指标总氮，2017—2020年年均值均为《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中Ⅴ类标准。因此，总氮仍是影响油车水库水体健康的最主要指标。在分析数据过程中发现，2017年3月、4月和2018年1月、2月、3月、4月这6个月的总氮劣于Ⅴ类，具体数据及评价结果见表6。

由表6可知，总氮劣于Ⅴ类的这6个月，其他指标类别基本稳定。并且这6个月均为非汛期，降水量较小，水库水位或者库容较低。由此可以推出，水库水位或者库容较高的时候，会起到“稀释”的作用，包括对来自外源污染物以及库区底泥污染物释放的稀释[4]。

总磷为油车水库单因子评价的主要污染物。2017～2020年总磷浓度年均值呈上升趋势，评价结果由Ⅱ类变成Ⅲ类。

从每年月份的数据看来，2017年总磷（Ⅱ类标准）超标率为16.7%;2018年总磷（Ⅱ类标准）超标率为33.3%;2019年总磷（Ⅱ类标准）超标率为66.7%;2020年总磷（Ⅱ类标准）超标率为91.7%。可见，2017—2020年油车水库总磷含量不断上升，需要警惕。

未参与评价的参考指标总氮，2017～2020年4年的年均值均稳定在Ⅴ类标准，但其浓度数值呈逐年下降趋势，并且2018年4月后就不再出现劣于Ⅴ类的情况。2017年总氮（Ⅳ类标准）达标率为16.7%;2018年总氮（Ⅳ类标准）达标率为33.3%;2019年总氮（Ⅳ类标准）达标率为25.0%;2020年总氮（Ⅳ类标准）达标率为41.7%。可见，2017～2020年油车水库总氮含量稳步下降。

2017—2020年油车水库总磷、总氮月度变化趋势见图2。

4  结论与建议

根据油车水库2017～2020年的监测资料，其富营养化及水质状况综述如下：

（1）油车水库上述年份营养状态均属于中营养，水体营养状态良好;各年份水质总体达到Ⅱ—Ⅲ类标准（2017—2018年为Ⅱ类，水质状况优;2019—2020年为Ⅲ类，水质状况良好）;

（2）油车水库水质主要污染因子为总磷，属于一般物化指标。水质指数中污染物排序为总磷>高锰酸盐指数>氨氮。另外值得注意的是，未参与评价的参考指标总氮，年均值均为Ⅴ类标准。

（3）油车水库营养状态指数逐年略有上升，但变化幅度很小;上述年份油車水库总磷含量不断上升，需要警惕;同年份总氮含量稳步下降。

为了油车水库能够更好地发挥其重要作用，从改善水体状况方面提出以下建议：

（1）更加严格地控源截污。完善污水处理能力，建设更加完备的污水收集管网，处理标准基本达到一级A，大幅削减生活污染负荷;治理规模畜禽养殖，通过调整规模和养殖布局，科学合理处置养殖污水和废弃物，减少畜禽污染负荷;严格控制各类生活点源;控制其它各类面源，包括种植业、水产养殖业、废弃物和地面径流等，减少氮、磷等污染物入库。

（2）建立饮用水源地隔离防护工程。通过在保护区边界设立物理或生物隔离设施，防止人类活动等对水源地保护和管理的干扰，拦截污染物直接进入水源保护区。

（3）加大水库水体的监测力度。建立水质自动监测系统，定时上报监测数据，提高突发污染事故的预警反应能力，确保水质安全。

（4）合理投放食草性鱼类和藻食性鱼类。降低蓝藻生物量，从而对改善水质起到积极作用。

（5）加强宣传教育。利用广播、电视、报纸等新闻媒体，开展警示教育，通过典型事例剖析，发挥新闻舆论的引导和监督作用，并且定期定点的广泛开展水源地保护宣传教育活动。

参考文献：

[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]夏婷婷，尚广萍.基于地表水环境质量标准的富营养化评价方法[J].皖西学院学报，2010，26（5）：98-101.

[3]魏华.基于综合指数法和状态评分法对干旱区域水体营养化评价对比分析[J].科技创新导报，2015（5）：31-32.

[4]华幸超，陈淑云，陈 静，等.横山水库水质历史演变特征及其水文影响因素[J].江苏水利，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