洪泽湖水质特征分析及评价

王霞 沈红军 刘雷 张咏

摘要：洪泽湖是我国第四大淡水湖，是“南水北调”东线工程中重要的过水通道和调水泵站，其自身的水环境质量必将影响北调水体的质量。本文分析了2014-2017年7月洪泽湖水质的变化趋势，重点研究洪泽湖水质的年际变化规律和年内水质指标分类。结果显示：（1）洪泽湖水体的整体水质属于《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质，水体的主要污染物质为TN、TP、COD;（2）洪泽湖年内污染严重月份为3、4月份;（3）洪泽湖污染最为严重的是东南部和西南部湖区，有些水体已经归为劣Ⅴ类水体。

关键词：洪泽湖;水质;评价;富营养化

中图分类号：X824 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）09-00-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.005

Analysis and assessment on water quality of Hongze Lake

Wang Xia，Shen Hongjun，Liu Lei，Zhang Yong

（Jiangsu Environment Monitoring Center， Nanjing Jiangsu 210036，China）

Abstract：Hongze Lake， the fourth largest fresh lake in China， works as an important water channel in the eastern route of the South-to-North Water project （the Project）. Consequently， it affects greatly the water quality for the diverted water of the Project. Based on monthly investigation for 12 sampling points over Hongze Lake， the water quality of Hongze Lake was evaluated. Results show that （1） water quality of the whole Hongze Lake was at Class IV according to GB 3838 -2002 standards with high concentrations in TN， TP and COD; （2） annually， the worst water quality in Hongze Lake occurred in March and April; （3） spatially， the worst water quality in Hongze Lake was found in the south-east and south-west lake areas， where the water quality was at Class V according to GB 3838 -2002 standards.

Keywords：Hongze Lake;Water quality;Assessment;Eutrophication

洪澤湖是我国第四大淡水湖，是淮河流域最大的平原湖泊型水库。湖区已经形成以三河入江为主流，以苏北灌溉总渠为入海河道，辅以二河闸出废黄河入海和经由杨庄水利枢纽入新沂河，实现南北并疏，四渠分流，使洪泽湖成为以防洪调蓄为主，兼有灌溉、供水、水产、航运和发电等多种功能综合利用的水库[1， 2]。同时，洪泽湖还是“南水北调”东线工程中重要的过水通道和调水泵站，洪泽湖自身的水环境质量必将影响北调水体的质量。因此，洪泽湖水质的好坏将直接影响苏北地区乃至淮海平原和山东半岛人民的用水质量与安全[3]。

很多学者通过长期野外调查发现洪泽湖湖水在感官上混浊度较高，透明度低，总磷、总氮严重超标，已连续多年处于富营养化。特别是在上游污染物随洪水进入洪泽湖或洪泽湖严重干旱的情况下，洪泽湖局部水环境严重超标[2-6]。近年来，随着洪泽湖流域工农业的发展和人口的增加，流域内大量工农业和生活废水排放入洪泽湖，远远超过水体的自净能力，严重影响了洪泽湖水质，破坏了湿地生态环境，并且导致湖区渔业资源的衰退[6]。因此，系统的评价洪泽湖水质特征，对了解洪泽湖水质现状和保护“南水北调”工程的供水安全有重要意义。本研究根据洪泽湖形态和功能区特点在全湖设定12个采样断面，于2014年1月-2017年6月对湖泊水质进行定点月度调查，评价洪泽湖水质现状。本文主要的目标是通过长期定点采样观测：（1）综合评价洪泽湖目前水质状况;（2）评价洪泽湖不同湖区水质状况（3）分析洪泽湖主要水质指标的时间变化特征。本研究以期为湖泊管理部门对湖泊水质主要指标的宏观掌握以及洪泽湖水质改善措施的制定提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况与采样点位置

洪泽湖（33°06′～ 33°40′N）是我国的第四大淡水湖，位于淮河流域下游。湖区东岸平直，其余岸线曲折多湾。湖泊平均水位为12.37 m，长65.0 km，最大宽度55.0 km，平均宽度24.26 km，面积1576.9 km2，最大水深4.37 m，平均水深1.77 m，蓄水量约为27.9×108 m?。湖区属于北亚热带与南温带的过渡气候，多年平均气温16.3 ℃，多年平均降水925.5 mm，汛期（6-9月）降水占全年降水的65.5%。湖水依赖地表径流和湖面降水补给，入湖地表径流主要在湖西部，包括淮河、漴潼河、池河、濉河、老濉河和新汴河，其中淮河入湖流量最大。出湖河道集中分布于湖东部，主要有三河、苏北灌溉总渠和淮沭新河，其中三河为湖水下泄入江的主要河道，苏北灌溉总渠和淮沭新河是洪泽湖分泄入海的主要河道。

本研究根据洪泽湖湖泊形态特征和功能区特点共设置12个采样断面，于2014年1月-2017年7月进行月度采样调查。

图1 洪泽湖地理位置及采样点分布

1.2 水质样品分析方法与评价标准

湖泊调查基本按照《湖泊生态系统观测方法》规范进行。其中透明度（SD）采用塞奇式圆盘法;高锰酸盐指数（CODMn）采用酸性高锰酸钾滴定法进行测定;总氮（TN）采用碱性过硫酸钾消解-钼酸铵分光光度法测定;叶绿素a（Chla）采用热乙醇提取法进行测定。洪泽湖水质评价准参照GB 3838-2002《地表水环境质量标准》进行，具体标准见表1。

1.3 数据分析

数据的统计分析采用R 3.2.4软件完成。

2 结果与分析

2.1 洪泽湖水质总体状况评价

2014-2017年的年际平均值见表2。由表可知，洪泽湖溶解氧年均值均大于7.5mg/L，按照《地表水环境质量标准》（ GB 3838 -2002） 符合Ⅰ类水质标准，且全年变化幅度较小指标比较稳定。总磷2015全年均值及其2017年1- 7月均值均符合《地表水环境质量标准》（ GB 3838 -2002）的Ⅱ类水质标准，2014年和2016年均值达《地表水环境质量标准》（ GB 3838 -2002）III类水质标准。总氮年均值均大于1.5mg/L，属于严重超标，属于Ⅴ类水质。化学需氧量COD均值达到III类水质标准。

2.2 洪泽湖空间水质评价

图2为2014-2017年洪泽湖各断面溶解氧浓度。从图2可以发现，洪泽湖2014-2017年全湖溶解氧都处于较高水平，均高于9mg/L，满足I类水标准。此外，洪泽湖全湖的溶解氧并没有显示出很大的差异，分布较为均匀。

图3为2014-2017年洪泽湖各断面氨氮浓度。从图3可以发现，除2016年外，其余几年洪泽湖全湖各个断面氨氮浓度处于0.5～1.0 mg/L之间，满足地表水III类标准。但是在2016年，断面10和断面11的氨氮浓度超过了1.0 mg/L。

图4为2014-2017年洪泽湖各断面总氮浓度，可以发现，洪泽湖各断面总氮浓度严重超标，部分断面总氮浓度超过2mg/L，超过地表水V类水质标准。更为严重的是，洪泽湖总氮浓度多年均维持在较高的水平，是洪泽湖最为主要的水体污染物。

图5是2014-2017年洪泽湖各断面总磷浓度，可以发现，洪泽湖各断面水体总磷浓度基本维持在0.08～0.2 mg/L之间，基本满足地表水II类和III类标准。

图6为2014-2017年洪泽湖各断面COD浓度变化趋势，可以发现以断面3、断面6最为严重。总磷含量南部高于北部，在断面10、断面11严重超标，浓度超过30 mg/L，属于地表水IV水标准。

2.3 洪泽湖主要水质指标时间变化特征

2014年1月-2017年7月，洪泽湖全湖CODCr的浓度在2014年4月份为12mg/L，到2015年7月为19mg/L（图7）。在2016年年初COD含量明显上升，但在2016年6月出现一定的下降趋势。随后，在2016年9月又有明显增长但在2016年12月又有明显下降。且在2016年后，误差增大，说明在2016年后，水质波动情况比较剧烈，进步说明了外源污染物进一步加剧对水体的污染。

从洪泽湖总体水质上而言，悬浮态的氮和可溶性有机氮占TN含量的75%～90%，其中悬浮态氮占TN的50%以上，无机氮含量仅占10%左右。氨氮的分布含量受人类活动因素的影响，入湖口及其附近的湖面含量高于其他湖区，且随肘间波动较大，呈现不规则的变化趋势（图8）。

图9为洪泽湖全湖总氮浓度的变化趋势。由图9可以发现，湖水中总氮含量检出值普遍较高，且在2014- 2015年均高于1.5mg/L。2014-2015年全湖总氮浓度差异不大，但在2016年全湖总氮明显分布不均，出现较大的差异。2016年1月只有0.259mg/L，达到最低值（图9）。

湖水DO含量比较丰富，全年水体基本处于饱和状态，但具体其数值随季节变化而呈现规律性变化，在10月-次年2月水体DO处于较高饱和状态，但在3-9月，由于湖中动植物对DO的消耗而呈现下降趋势。据调查统计，全湖平均DO含量为9.35mg/L，最高13.8mg/L，最低6.42mg/L（图10）。

湖水总磷含量0.08～0.36mg/L，平均0.2mg/L。磷主要以懸浮态存在于水中，占总磷的75%。在2014年9月前后变化浮动较大，含量削减了近一半达到0.077mg/L，在2014年12月-2016年6月，总磷含量呈现规律性上下周期变化，直到2016年8月总磷含量又达到了0.132mg/L。总体上来说，总磷含量在年初1-6月份含量较高，在夏秋季节含量下降（图11）。

3 讨论

淮河是洪泽湖水质变化的主要根源[2]，近年来淮河流域以及淮河干流水质改善，使洪泽湖水质恶化趋势得到遏止并有所好转。但由于集中排污等原因，造成水质时空分异性强，由此而引起的水污染事故仍未得到根本的解决[5-8]。洪泽湖水质流域背景的威胁并未根本解除。湖泊及其流域的水质问题取决于点（如工业企业和城市生活污染）、面（如农业污染）两种污染源的治理。对于点源污染的控制，可以通过严格的达标排放，在短期内取得显著的战果，而对于关系每家每户的生活污染以及遍布整个流域的面状农业污染（如农药、化肥等）来说，要想根本解决，绝非短期内可以实现的。这也是近年来各级政府为此付出巨大努力却未能取得理想效果的主要原因。应该在继续严格执行“达标排放”等措施的同时，加强城镇生活污水的治理，调整流域内农业生产的结构，大力推广生态农业，削减面源污染。应该扩展和深化治理的思路，通过推进生态环境的改善和经济可持续发展来综合治理淮河流域及洪泽湖的水污染问题。

4 结论

（1）2014年-2017年上半年，洪泽湖水体的整体水质按照《地表水环境质量标准》（ GB 3838 -2002） 归属于Ⅳ类水质标准，水体的主要污染物质为TN、TP、COD，为富营养型湖泊，且存在有机污染，总体上是复合污染特征表现。（2）年度污染严重月份主要表现在3、4月份，污染程度随时间而呈现周期性变化，且时间变化频率不同，整体水质有机污染有加重趋势。（3）按观测点位置来看污染最为严重的是湖泊流域的东南部和西南部，整体水质湖泊的北部优于南部，但是水质均以Ⅳ类水体为主，且有些水体已经属于劣Ⅴ类水体。

参考文献

[1]王苏民，窦鸿身.中国湖泊志[M].北京：科学出版社，1998.

[2]崔彩霞，花卫华，袁广旺，等.洪泽湖水质现状评价与趋势分析[J].中国资源综合利用，2013，10）：44-7.

[3]李为，都雪，林明利，等.基于PCA和SOM网络的洪泽湖水质时空变化特征分析[J].长江流域资源与环境，2013，22（12）：1593.

[4]楚恩国.洪泽湖流域水文特征分析[J].水科学与工程技术，2008，2008（3）：22-5.

[5]范亚民，何华春，崔云霞，等.洪泽湖水域的环境演变遥感分析[J].污染防治技術，2008，21（6）：29-33.

[6]葛绪广，王国祥.洪泽湖面临的生态环境问题及其成因[J].人民长江，2008，39（1）：28-30.

[7]叶春，李春华，王博，等.洪泽湖健康水生态系统构建方案探讨[J].湖泊科学，2011，23（5）：725-30.

[8]吴延东，刘绪庆，陈飞龙.洪泽湖水质状况的主成分分析和聚类分析[J].淮阴工学院学报，2010，19（1）：71-6.

收稿日期：2019-07-12

作者简介：王霞（1978-），女，硕士，高级工程师，研究方向为环境监测与评价研究。