抚河流域典型湖库水质评价与成因分析
2015-10-25杨振宇杨海保
杨振宇，杨海保
(抚州市水文局，江西 抚州344000)
1 背景及意义
水是生命之源、生产之要、生态之基，是生态与环境的控制性要素，水资源的可持续利用关系到经济社会的可持续发展。
随着抚州市经济的迅速发展、人口的增长和城市化进程的加快，对水的需求愈来愈多，水资源短缺和水污染日益严重，已成为经济社会发展的制约因素［1］。
湖库又是重要湿地之一，具有供水、防洪、灌溉、航运、发电、养殖、景观、涵养水源等多种功能。开展湖库水质普查是水资源保护的一项重要的基础工作，为合理开发、调配、有效利用水资源提供技术支撑。
2 概 况
抚州市位于江西省东部，国土面积18 817 km2，下辖11个县(区)。地势东南高、西北低，渐次向鄱阳湖平原地区倾斜。
境内水系发达、水网密集，其主要河流为抚河(流域面积16 493 km2)，自南向北贯穿全市，抚州市境内面积15 717 km2;其次境内有部分河流属赣江、信江和信江尾闾水系［2］。
域内属中亚热带季风湿润气候区，四季分明，雨量充沛。多年平均气温17 ～18 ℃、平均降水量为1 737.7 mm、水资源量194.88 ×108m3。
全市建有大型水库2 座、总库容16.46 ×108m3，中型水库有28 座、总库容7.80 ×108m3，小(1)型水库有167 座、总库容4.81 ×108m3，小(2)型水库967座、总库容2.54 ×108m3，山塘10743 座;人工湖泊1座，总库容0.14 ×108m3。
3 调查范围与方法
3.1 调查范围、内容和方法
3.1.1 调查范围
常年水面面积在1 km2以上的湖泊(包括天然湖泊、人造景观湖泊、水库等)，共普查抚州市辖区内的大型水库2 座、中型水库有27 座、人工湖泊1 座［3］。
3.1.2 调查内容
湖库的水位、水深、库容、功能等基本信息;主要污染物排放口位置、排放方式、排污量等;湖库所在功能区;水质现状分析与评价。
3.1.3 调查方法
现场监测水温、透明度(Transparency)、叶绿素(α)等项目，在湖库上、中、下布设3个监测断面并取样分析。
3.2 水质现状评价标准、项目和方法
3.2.1 评价标准
水质现状评价依据《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)进行评价。
3.2.2 评价项目
包括水温、pH、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、化学需氧量(COD)、5d 生化需氧量(BOD)、氨氮(NH3－N)、砷(As)、六价铬(Cr)、氰化物、挥发性酚、总磷(TP)、总氮(TN)、氯化物、亚硝酸盐氮(NaNO2)、硫酸盐、硝酸盐氮(NO3－ N)、铁(Fe)等18 项目［4］。
3.2.3 评价方法
采用单指标评价法(最差的项目赋全权，又称一票否决法)，以Ⅲ类地表水标准值作为水体判定值(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水质定义为达标，Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ类水质定义为超标)，当出现不同类别的标准值相同的情况时，按最优类别确定水质类别(如:铜(Cu)从Ⅱ类～Ⅴ类的标准值均为1.0mg/L，当实测铜(Cu)浓度为1.0mg/L 时，水质类别确定为Ⅱ类，实测铜(Cu)浓度为1.1mg/L 时，水质类别确定为劣Ⅴ类)。
4 结果与分析
4.1 水质现状评价
4.1.1 水质现状评价
以灌溉为主评价项目包括水温、pH、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、化学需氧量(COD)、5d 生化需氧量(BOD)、氨氮(NH3－N)、砷(As)、六价铬(Cr)、氰化物、挥发性酚、总磷(TP)、总氮(TN)、氯化物、亚硝酸盐氮(NaNO2)等15 项等项目;以供水为主(饮用水源地)的湖库，按照国家相应标准在以灌溉为主15 项基础上增加硫酸盐、硝酸盐氮(NO3－N)、铁(Fe)等3个评价项目［5］。
4.1.2 分析评价结果显示
抚州市1 km2以上30 座湖库，符合Ⅱ类水标准的湖库数1 座，符合Ⅲ类水标准有13 座，达标率为46.7%;Ⅳ类水10 座占33.3%，Ⅴ类水4 座占13.3%，劣Ⅴ类湖库2 座占6.7%，见表1、图1。
湖库水质超标的项目主要是总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3－N)、化学需氧量(COD)及高锰酸盐指数(CODMn)，尤为总磷(TP)超标明显，15个湖库总磷(TP)超标，其中总磷(TP)最大超标3.06 倍。
4.2 营养化程度评价
4.2.1 评价标准
依据《地表水资源质量评价技术规程》(SL395－2007)中湖泊(水库)营养状态评价标准及分级方法进行评价。营养状态等级判别方法:0≤EI≤20，贫营养;20 ＜EI≤50，中营养;50 ＜EI≤60，轻度富营养;60 ＜EI≤80，中度富营养;80 ＜EI≤100，重度富营养;见表2。
表1 抚州市湖库现状水质评价统计表
4.2.2 评价项目
总磷(TP)、总氮(TN)、叶绿素(α)、高锰酸盐指数(CODMn)和透明度(Transparency)共5 项参数。
4.2.3 评价方法
依据评价标准表将参数浓度值转换为评分值，监测值处于表列值两者中间采用相邻点内插;几个评价项目评分值取其平均值;用求得的平均值再查表得到营养状态相应等级［6］。
图1 抚州市湖库水质现状统计图
分析评价结果表明，中营养程度的湖库为24座、占80.0%，富营养(轻度富营养)化程度的湖库为6 座、占20%，见表3。
4.3 污染源调查
通过实地调查，湖库周边无直接排污口、规模化禽类养殖等明显的点污染源。湖库污染主要集中在面污染:
1)利用库水面进行大规模养殖，30 座湖库除6座供水(饮用水源地)水库实施天然放养鱼外，其24座湖库投肥养鱼污染水体。
2)湖库上游乡村居民生活污水，未经处理直接排放，至使入库河水水质不佳。
3)库周规模种植、上游农田耕种，大量使用农药化肥，通过暴雨径流和农田排水进入库内污染水体;四是库区内山坡水土流失造成的污染等。
上述污染源容易造成总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3－N)等指标超标。
表2 湖泊(水库)营养状态评价标准及分级标准
表3 抚州市湖库现状水质评价统计表
5 调查结论
调查研究表明:本次调查的30 座湖库中，总体水质不乐观，16 座湖库现状水质劣于Ⅲ类的地表水标准、占56.3%，6 座湖库出现轻度富营养化、占20.0%。污染源来自面源污染，主要是利用湖库水面用饲料进行水产养殖和库周、库区上游农业种植大量使用农药化肥等。
超标项目主要是总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3－ N)、化学需氧量(COD)及高锰酸盐指数(CODMn)，尤为总磷(TP)超标明显。而抚州市有大小水库1 164 座、总库容32 亿m3、占全市水资源量16.4%，其水质好坏直接影响用水质量，应引起有关部门高度重视。
6 防治对策
1)加大对水资源保护的宣传力度，建立健全配套法规和职能管理体系的建设，提高居民保护湖库水资源环境的主动性和自觉性，增强水资源保护的责任心和使命感。
2)树立水资源保护的大局意识和全局观，为了一库清水，实施绿色养殖、天然放养。
3)切实做好湖库周边及上游的水土保持工作，发展生态农业，减少面污染源。
4)加强湖库水质监测，及时了解湖库水环境质量及生态环境状况。
［1］刘佳丽. 赣江(南昌段)沿岸水污染源的调查与研究［J］.水利水电技术，2010，41(04):13－18.
［2］杨海保. 抚州市湖库水质普查成果报告［J］. 抚州市水文局，2009(09):37－40.
［3］杨苏才，南忠仁，牛亚萍，曾贤稷. 因子分析在水质评价与成因分析中的应用［J］. 人民黄河，2006，28(05):37－39.
［4］邱林，唐红强，陈海涛，徐亮. 集对分析法在地下水水质评价中的应用［J］. 节水灌溉，2007(01):13－15.
［5］康明，王丽萍，赵璧奎，张验科. 基于投影寻踪动态聚类法的水库水质评价模型［J］. 水力发电，2013，39(01):16－19.
［6］李晓星，杜军凯，黄川友，等. 水文频率曲线与模糊数学耦合的水质评价方法［J］. 水利科技与经济，2011，17(04):70－71.
