城市景观湖泊水体质量评价浅析——以肇庆星湖为例

黄 丽

（广东省水文局肇庆水文分局，广东 肇庆 526060）

0 引言

城市景观湖泊在城市防洪调蓄和保护生物多样性等方面发挥着重要作用[1]，同时作为“湿地公园、生态公园”等生态景观能够寓教于乐，改善城市生态形象[2]。 随着城市建设发展，部分景观湖泊受到居民生活污水、餐饮废水等污染输入，湖泊水体中氮、磷等营养元素浓度大幅增加[3]，同时城市湖泊水体补给水源流量不足， 导致湖泊水体出现了不同程度的富营养化[4]，影响湖泊水体质量。 从20 世纪中叶开始， 国内外学者对湖泊富营养化评价提出多种形式的评价方法，如参数法、营养指数法、生物指标评价法、模糊评价法等[5]。 不同富营养化评价方法选择的指标不尽相同， 同一水体按照不同评价方法分析得到的结果差异性较显著[6]。

湖泊水体是属于开放性、复杂性的生态系统，水体质量直接影响着水体功能开发使用， 选择合适的评价标准进行水环境质量评价， 有着十分重要的意义[7]。 本文以肇庆星湖为对象进行水体质量评价，从地表水质量标准、湖泊富营养化程度2 个方面出发， 通过地表水环境质量标准和综合营养状态指数法对星湖水体质量进行综合评价。

1 湖泊概况

肇庆市位于广东省中西部，为粤西重镇，国家级历史文化名城、著名旅游城市，城区现有面积为52km2。 星湖位于肇庆市北郊约4km 处，七星岩风景区，为国家4A 级风景旅游区，是一座具有防洪、灌溉、休闲旅游等多功能于一体的中型水库。 湖堤总长约20km，沿堤岸线将星湖划分为5 个湖：中心湖、里湖、仙女湖、青莲湖和波海湖。 星湖收集并调蓄北岭山洪部分及主要城区雨水，由跃龙涌、羚山涌闸等排入西江。 星湖现有水域面积约6.49km2，常水位库容约1.887×107m3， 堤顶设计高程为7.41m—7.92m，湖底平均高程约2.61m，常水位约为5.39m，千年一遇水位约为7.09m；水库设计洪水标准为50 年一遇（p=2%），校核洪水按千年一遇标准（P=0.1%）[8]。

2 采样与分析方法

2.1 样品采集

根据星湖风景区湖泊分布情况， 对肇庆市星湖水质现状、营养状态及藻类水华进行了监测、分析和评价； 共设置5 个监测断面， 分别位于中心湖、里湖、仙女湖、青莲湖和波海湖，每个监测断面设置1 个采样点。

2.2 分析方法

本文水质数据为2021 年1 月—2021 年7 月之间采集监测，在设定监测断面水面以下0.5m 处进行取样，采样工具为水质采样标准工具。 取采样桶中适量水样装入1L 聚乙烯瓶中临时保存后测定水质。 实验水样检测指标参照《地表水环境质量标准》[9]（GB 3838-2002）, 包括总氮 （TN）、 总磷（TP）、氨氮（NH3-N）、高锰酸盐指数（CODMn）、透明度（SD）、叶绿素a（Chla）、溶解氧（DO）、五日生化需氧量（BOD5）等。

2.3 地表水环境质量标准

景观水质质量标准经 《景观娱乐用水水质标准》（GB12941-1991）替换为《地表水水环境质量标准》（GHZB1-1999），最终替代标准为《地表水环境质 量 标 准》（GB3838-2002）[9]。 本 文 选 取DO，CODMn，BOD5，TN，TP 5 项作为污染物评价指标，具体标准见表1。

表1 地表水环境评价水质标准

2.4 富营养化评价方法

目前， 我国湖泊富营养化评价的基本方法主要有卡尔森营养状态指数（TSI）、综合营养状态指数（TLI）、营养度指数法[11]。 本文采用综合营养状态指数法对星湖富营养化进行评价。

综合营养状态指数法是常用的评价水体富营养 化 的 方 法[12，13]。 通 常 选 取TN，TP，CODMn，SD，Chla）作为分析评价指标。在同一营养状态下，指数值越高，表示其营养程度污染越重。 单项营养指标的计算公式如下所示：

TLI（TP）=10（9.436＋1.624lnTP）

TLI（TN）=10（5.453 +1.694lnTN）

TLI（SD）=10（5.118-1.94lnSD）

TLI（CODMn）=10（0.109+2.661lnCODMn）

TLI（Chla）=10（2.5＋1.086lnChla）

根据水功能区划，该水源地属于饮用水源和景观用水，水质目标为Ⅲ类，应严格执行水功能区划的目标要求，尽快编制统一的流域治理规划，优化水环境功能分区，明确流域各段的纳污总量及水质考核目标。针对降雨径流产生的水源水质污染，构建“源头减排-过程控制-系统治理”的水源保护方案，系统削减流域污染源的产生。该水源地既涉及供水，又具有航运功能，需与水利、环保、交通、国土等多个部门协调，且要上升到省一级主管部门来进行区域统筹。完善突发事件的应急通报和协同处置机制，特别是上游发生航运、企业事故性排放时，及时将有关信息通报下游水厂管理部门，以便运营部门采取应急措施确保饮用水安全。

湖泊营养状态常用分级标准（见表2）进行表示。

表2 湖泊营养状态常用分级标准

3 水体质量评价

3.1 星湖水体质量分析

3.1.1 里湖

里湖（见图1）监测数据表明，从2021 年1 月至2021 年6 月，水质指标DO、CODMn、BOD5、TN 存在波动，整体表现为在1 月—4 月间浓度值呈不断降低的趋势，5 月—6 月各监测指标值浓度有所上升。 DO、CODMn、BOD5、TN 监 测 值 分 别 为5.40—9.88mg/L、3.20—5.40mg/L、0.50—4.90mg/L、0.30—0.75mg/L，TP 值均为＜0.01mg/L；平均浓度值分别为7.42mg/L、4.20mg/L、2.50mg/L、0.50mg/L。根据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）标准，里湖水质指标BOD5、TP 平均浓度值满足地表水I 类标准；DO、TN 平均浓度值满足地表水Ⅱ类标准；CODMn平均浓度值满足地表水Ⅲ类水标准，因此，综合评定里湖的水体质量为地表水Ⅲ类标准。

图1 里湖断面水质变化趋势图

3.1.2 波海湖

波海湖（图2）监测数据表明：从2021 年1 月至2021 年6 月， 水质指标DO、CODMn、BOD5、TP、TN 存在波动， 整体表现为在1 月—3 月间的浓度值为不断降低的趋势，4 月份指标值浓度上升，然后5 月—6 月各监测指标值浓度有所降低。 DO、CODMn、BOD5、TP、TN 监测值分别为3.30—7.88mg/L、3.60—5.00mg/L、2.90—6.70mg/L、0.005—0.05mg/L、0.72—1.05mg/L； 平均浓度值分别为6.37mg/L、4.10mg/L、4.00mg/L、0.02mg/L、0.86mg/L。根据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）， 波海湖水质指标中DO、TP 平均浓度值满足地表水Ⅱ类标准；CODMn、BOD5、TN 平均浓度值满足地表水Ⅲ类水标准，因此，综合评定波海湖的水体质量为地表水Ⅲ类标准。

图2 波海湖断面水质变化趋势图

3.1.3 仙女湖

仙女湖（图3）监测数据表明，从2021 年1 月至2021 年6 月，水质指标DO、CODMn、BOD5、TN 存在波动，整体表现为在1—4 月间的浓度值为不断降低的趋势，然后5—6 月各监测指标值浓度有所上升。 DO、CODMn、BOD5、TN 监测值分别为5.50—8.20mg/L、2.70—4.20mg/L、1.10—2.80mg/L、0.30—0.63mg/L，TP 值均为＜0.01mg/L；平均浓度值分别为7.30mg/L、3.4mg/L、2.30mg/L、0.47mg/L。 根据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）， 仙女湖水质指标中BOD5、TP 值平均浓度值满足地表水I 类标准；DO、CODMn、TN 平均浓度值满足地表水Ⅱ类标准；因此，综合评定仙女湖的水体质量为地表水Ⅱ类标准。

图3 仙女湖断面水质变化趋势图

3.1.4 青莲湖

青莲湖（图4）监测数据表明，从2021 年1 月至2021 年6 月，水质指标DO、CODMn、BOD5、TN 存在波动，整体表现为在2—3 月间的浓度值为不断增加的趋势，然后5—6 月各监测指标值浓度有所降低。 DO、CODMn、BOD5、TN 监测值分别为5.40—7.35mg/L、2.50—5.10mg/L、1.70—2.80mg/L、0.31—0.66mg/L，TP 值均为＜0.01mg/L；平均浓度值分别为6.30mg/L、3.60mg/L、2.10mg/L、0.48mg/L。根据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）， 青莲湖水质指标中BOD5、TP 平均浓度值满足地表水I 类标准；DO、CODMn、TN 平均浓度值满足地表水Ⅱ类标准；因此， 综合评定青莲湖的水体质量为地表水Ⅱ类标准。

图4 青莲湖断面水质变化趋势图

3.1.6 中心湖

中心湖（图5）监测数据表明，从2021 年1 月至2021 年6 月，水质指标DO、CODMn、BOD5、TN 存在波动，整体表现为在1—2 月间的浓度值为不断增加的趋势，3 月份降低趋势，然后4—6 月各监测指标值浓度有所升高。 DO、CODMn、BOD5、TN 监测值分别为6.40—7.68mg/L、2.70—4.30mg/L、1.50—5.30mg/L、0.36—0.54mg/L，TP 值均为＜0.01mg/L；平均 浓 度 值 分 别 为7.16mg/L、3.70mg/L、2.80mg/L、0.45mg/L。 根据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），中心湖水质指标中BOD5、TP 值水质平均浓度满足地表水I 类标准；DO、CODMn、TN 水质平均浓度满足地表水Ⅱ类标准；因此，综合评定中心湖的水体质量为地表水Ⅱ类标准。

图5 中心湖断面水质变化趋势图

3.1.5 综合评价

综合以上分析，里湖、青莲湖、波海湖、仙女湖、中心湖整体水质质量较好，水质质量介于地表水Ⅱ类和地表水Ⅲ类之间， 其中波海湖和里海水质质量为地表水Ⅲ类， 其余水体质量均为地表水Ⅱ类。

3.2 星湖水体富营养化评价

根据综合营养状态指数法， 单个营养状态指数法计算（表3）结果表明，里湖中处于贫营养的指标为TP，处于中营养的指标为CODMn、TN，处于中度富营养化的指标为SD、Chla。青莲湖湖中处于贫营养的指标为TP， 处于中营养的指标为CODMn、TN，处于中度富营养化的指标为Chla，处于重度富营养化的指标为SD。 波海湖中处于中营养的指标为TP、CODMn， 处于中度富营养化的指标为TN、Chla，处于重度富营养化的指标为SD。仙女湖中处于贫营养的指标为TP， 处于中营养的指标为CODMn、TN，处于中度富营养化的指标为Chla、SD。中心湖中处于贫营养的指标为TP， 处于中营养的指标为CODMn、TN， 处于重度富营养化的指标为Chla、SD。

同时，根据星湖综合营养状态指数计算（表3）可知， 星湖整体水质处于重度富营养化状态。 里湖、青莲湖、波海湖、仙女湖和中心湖的综合营养状态指数平均值分别为76.09、76.63、90.56、75.00和76.79，整体均处于重度富营养化。

表3 星湖湖区营养状态指数表

3.3 综合质量评价

综合以上两种水体质量评价结果， 地表水环境质量标准中未考虑SD 和Chla 对水质的影响；综合营养状态指数法从TN、TP、CODMn、SD、Chla 等指标分析， 从水体富营养化程度对水体的综合评价，侧重点在于水体营养元素含量，以及水体的富营养化趋势。 根据相关文献表明[14]，地表水环境质量标准中I 类、Ⅱ类水体很少发生富营养化，Ⅲ类水体偶尔会发生轻度富营养， 中度富营养化则主要发生在Ⅳ类以上水体， 而重度富营养往往发生在V 类和劣V 类水体中。因此，对于星湖水环境质量的评价， 应综合地表水环境质量标准及综合营养状态指数法， 星湖水体质量整体表现为地表水Ⅱ-Ⅲ类水，但水体处于重度富营养化状态，需要加强管理和监督，避免水体水质恶化。

4 结语

根据地表水环境质量标准和综合营养状态指数法，肇庆星湖水质评价结果为水质为地表水Ⅱ-Ⅲ类，水体呈重度富营养化状态；根据《肇庆市景观水体水生态月报》数据表明，评价结果与实际情况基本一致。 湖泊生态系统千差万别，在进行湖泊富营养化评价时， 要结合水质监测资料来选择适合的评价方法，进行湖泊水体质量的综合评价，才能得到契合实际的评价结果。 选择合适的评价方法不仅能够反映出湖泊的富营养化状况， 能更全面客观地反映湖泊营养状态水平， 为湖泊富营养化的治理、保护提供相关的资料。 可为类似湖泊城市景观湖泊水体富营养化评价提供一定借鉴经验。 □