成都市城市静态水体水质调研及富营养化评价

龚克娜 王家良 邱壮 曾丽竹 付韵潮 杨艳梅

摘要：随着经济社会的不断发展，城市静态水体水环境问题日益严峻。为了分析成都市城市静态水体的水质状况，并采取有效的措施对水体进行监测治理。文章通过调研成都市的典型静态水体，分析不同类型湖泊其水质状况，并选取综合营养状态指数法对调研水体水质进行营养化等级评价。静态水体主要的水质问题为水体的富营养化，但自然湖泊相对人工湖具有更好的自净能力，为成都市以及其它地区静态水体的保护与治理提供了理论依据。

[基金项目]2018年度四川华西集团科技项目（项目编号：HXKY201904）。

[作者简介]龚克娜（1989—），女，硕士，工程师，主要从事给排水及海绵城市设计工作。

随着经济社会以及工农业生产的不断发展，城市规模和人口数量不断扩大，城市静态水体水环境问题日益严峻。根据《湖泊富营养化调查规范》对湖泊与水库进行的富营养等级评价分析可知，国内参与评价的131个湖泊，有67个湖泊达到了富营养等级，比重占总调查湖泊的一半以上，为 51.3 %。研究表明，大多数城市静态水体都受到了富营养化的威胁。水体的富营养化现象严重影响了城市静态水体的水环境，旅游景观价值大减，给水资源利用等带来了巨大损失，已经成为各地政府部门和社会关注的焦点。因此，了解城市静态水体的水质状况，分析湖泊的富营养化程度，及时采取有效的措施对水体进行监测治理至关重要。

水体的营养状态评价是湖泊水环境保护及水质控制的1项基础性工作[1]，可以为城市静态水体水环境改善提供诊断依据。目前，水体营养状态评价的方法很多，国家生态环境部在《湖泊水体富营养化评价方法及分级技术规定》[2]的文件中，推荐运用综合营养状态指数法对我国富营养化湖泊进行评价。本文调研了成都市9个典型城市静态水体湖泊的水质状况，并选用综合营养状态指数法对其水样水质进行营养化等级评价，期望能对成都市以及其它区域相关静态水体的保护与治理提供理论依据。

1 成都市典型静态水体水质调研

1.1 调研水体概括

本研究于2020年5月26—29日，调研了成都市的9个湖泊，基本情况如表1所示。其中江灘公园天鹅湖、兴隆湖、交大犀浦校区景观湖、文化公园内湖属于人工湖，锦城湖、白鹭湾湿地公园、沧浪湖、东湖、青龙湖为自然湖泊，均属于典型的城市静态水体。文化公园内湖为混凝土硬质池底。

1.2 水样采集、检测方法以及指标浓度

本文选取综合营养状态指数法常用的5个指标：叶绿素a（ Chl.a）、总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（CODMn）、透明度（SD）作为评价因子。水样采集依据《湖泊富营养化调查规范》规定的湖泊布点采样原则，水样的处理及测定方法参照HJ/T91-2002《地表水和污水监测技术规范》，具体检测方法详见表2。

本次调研的9个典型湖泊的评价指标浓度详见表3。

1.3 调研水体水质结果分析

根据水质调研结果，调研的9个湖泊中，总氮指标除锦城湖的浓度较低（地表水3类）外，其它湖泊的总氮浓度均较高，为4～5类水状态，青龙湖和交大犀浦校区内湖甚至超过5类标准，呈劣5类。总磷指标除锦城湖外，大多为3～4类，文化公园内湖达到5类。叶绿素a以及水体透明度除锦城

湖和浣花溪公园沧浪湖外，水质状况均表现的不太理想。CODMn指标整体较好。根据调研的水质结果可知，城市静态水体主要的水质问题为水体的富营养化，这与全国各地的城市静态水体的水质特点较吻合。湖泊的健康监测、评价和治理，不仅要关注湖泊水质类别的变化，更要关注湖泊富营养化状态的变化[3]。

2 水体富营养化评价

2.1 评价方法

目前，判别水体富营养化程度的方法多种多样，主要有常用的方法包括特征法、参数法、营养状态指数法、评分法、生物指标评价法、单一因子评价法、模糊评价法等[4]。本文采用的综合营养状态指数法具有指标简单、反应灵敏等特点，且考虑了相关权重的差异，是开展富营养化状态评价工作中较为认可的方法[5]。

综合营养状态指数法的计算公式为[2， 4]：

式中：TLI（∑）为综合营养状态指数;TLI（j）为第j种水质评价参数的营养状态指数;Wj为第j种水质评价参数的营养状态指数的相关权重;n为评价参数的个数。

以 Chl.a为基准参数，则第j种参数的营养状态指数的相关权重Wj的计算公式[2， 5] ：

式中，rij2为第j种水质评价参数与同基准参数Chl.a的相关系数。

各水质评价参数与Chl.a的相关系数如表4所示。

各水质评价参数的营养状态指数计算公式为[2， 4]：

式中：Chl.a单位为mg/m3（也可写作μg/L）;TP、TN、CODMn的单位均为mg/L;SD的单位是m。Chl.a代表叶绿素浓度，TP代表总磷的浓度，TN代表总氮的浓度，SD代表透明度可见度，CODMn代表高锰酸盐浓度。

2.2 营养状态分级

采用0～100的一系列连续数字对湖泊（水库）营养状态进行分级，综合营养状态指数越高，富营养状态越高[2， 5]。详见表5。

3 结果与讨论

根据综合营养状态指数法，对实地调研的9个湖泊水样中的水质评价因子浓度数据进行分析计算，得到各采样点的营养状态指数以及全湖平均营养状态指数，如表6所示。

根据计算结果，调研的成都市9个湖泊中，锦城湖与浣花溪公园沧浪湖为中营养状态，其它湖泊均处于富营养化的状态，其中江滩公园天鹅湖、兴隆湖、白鹭湾、东湖、青龙湖、交大犀浦校区内湖处于轻度富营养化状态，文化公园内湖处于中度富营养化状态。其中水质较好的锦城湖以及浣花溪公园沧浪湖均在近几年内进行了水体水生态治理和修复，由此可见，打造稳定的水生态系统，恢复水体自净能力，对改善水环境质量至关重要。从表6的营养状态指数结果可知，混凝土硬质池底的文化公园内湖营养化程度更大，且人工湖整体的水质相对于自然湖泊更差，说明自然湖泊具有更好的自净能力。

4 结论

（1）通过调研成都市9个典型城市湖泊的水质状况可知，静态水体主要的水质问题为水体的富营养化。

（2）选取综合营养状态指数法常用的5个指标：叶绿素a（ Chl.a）、总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（CODMn）、透明度（SD）作为评价因子，对调研水体水质进行营养化等级评价，除近几年内进行了水体水生态治理和修复的锦城湖与浣花溪公园沧浪湖外，其它湖泊均处于富营养化的状态。

（3）人工湖整体的水质相对于自然湖泊更差，说明自然湖泊具有更好的自净能力。

（4）本文的水质调研及水体富营养化评价，为成都市以及其它地区静态水体的保护与治理提供了理论依据。

参考文献

[1] 税永红，杨景富，蒋悦.景观水体富营养状况及水华防治技术研究]J].水土保持应用技术，2008（6）：40-43.

[2] 中国环境监测总站.湖泊（水库）富营养化评价方法及分级技术规定[S].国家环境保护总局，2001.

[3] 熊昱，廖炜，李璐等. 湖北省湖泊污染现状及原因分析[J].中国水利，2016（18）：54-57.

[4] 梁伟林.湖泊富营养化评价方法研究及其系统设计[D].成都： 电子科技大学. 2017.

[5] 白妙馨，杨芳，冯伟莹.典型半干旱区内陆湖泊富营养化特征分析与评价——以岱海为例[J]. 环境工程，2019（37）：186-190.