南四湖及其入湖河流水环境质量现状分析

李 晶，刘莉莹，孙 炜，张玉梅

（山东省生态环境监测中心，济南 250100）

南四湖位于山东省和江苏省交界处，是微山湖、昭阳湖、独山湖、南阳湖等四个相连湖的总称。其南北长为120 km，东两宽为5～25 km，全湖面积为1 266 km2，是中国北方最大的淡水湖泊。南四湖地处山东丘陵西部边缘与黄河冲积平原的交接地带，二级坝位于湖泊中部，将南四湖一分为二，二级坝以北为上级湖，包括南阳湖、独山湖和部分昭阳湖；以南为下级湖，包括部分昭阳湖和微山湖，天然情况下水流方向为上级湖汇水入下级湖[1]。南四湖年平均降水量为700 mm 左右，年蒸发量约为900 mm。水源补给主要来自流域内的河川径流，还有部分引黄尾水注入南四湖。其多年平均入湖年径流量为37.4 亿m3，湖东、西、北3 面承接苏、鲁、豫、皖四省的水量约为5.24 亿m3。从韩庄闸、蔺家坝闸两座水利枢纽流出的水量来看，多年平均径流量为3.07 亿m3。

南四湖属淮河流域，水系丰富，跨山东、江苏、河南、安徽4 省38 县（市），总流域面积为3.17 万km2。其中，山东省境流域面积为2.62 万km2。南四湖入湖河流有53 条，呈辐聚状集中于湖。其中，湖东有28条，为山溪性河流；湖西有25 条，为平原坡水性河流。山东省境内流域面积1 000 km2以上的河流有东鱼河、万福河、洙赵新河、梁济运河、府河、泗河、白马河、十字河及东鱼河的3 条支流（北支、南支、胜利河），共计11 条，流域面积300～1 000 km2的河流有20 条。南四湖作为山东省重要湖泊之一，对南四湖和入湖河流水质现状进行评价与比较分析，可为南四湖污染综合治理和监督管理提供有力的技术支撑[2]。

1 南四湖水质监测概况与数据处理

1.1 水质监测概况

如图1 所示，南四湖共设置6 个水质监测点位，其中湖区设置5 个点位（湖库），出湖口设置1 个点位（河流）。南四湖53 条入湖河流共设置53 个断面。监测频次为每月监测一次。监测项目包括《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）表1 中的23 项基本项目（粪大肠菌群未测）。湖库同时测定透明度、叶绿素a 和电导率，监测项目共计26 项；河流同时测定电导率，监测项目共计24 项。

图1 南四湖水质监测点位

1.2 数据处理

评价标准采用《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）。评价指标采用《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）表1 中除水温、总氮、粪大肠菌群以外的21 项指标。评价时段内，湖库点位或河流断面水质为优或良好时，不评价主要污染指标。水质超过Ⅲ类标准时，选择水质类别最差的前三项指标作为主要污染指标，主要污染指标的超标倍数是指该指标浓度超过Ⅲ类水质标准的倍数[3]。

从评价方法来看，水质类别评价采用单因子评价法。南四湖点位总数在5 个（含5 个）以上时，采用断面水质类别比例法，即根据评价湖库中各水质类别的点位数占湖库评价点位总数的百分比来评价南四湖总体水质状况。湖库水质类别比例与水质定性评价分级的对应关系如表1 所示。

表1 湖库水质定性评价分级

2 南四湖水质现状监测与评价

2.1 南四湖水质

2021 年，南四湖水质监测结果如表2 至表5、图2 至图4 所示。南四湖水质总体为轻度污染，呈轻度富营养化状态。监测的6 个点位中，Ⅰ～Ⅲ类水质点位占66.7%；Ⅳ类占33.3%；无Ⅴ类和劣Ⅴ类点位。湖区5 个点位综合营养指数在49.8～53.3，平均综合营养指数为51.2。

表2 2021 年南四湖整体水质状况

表3 2021 年南四湖各点位水质状况

表4 2021 年1—12 月南四湖水质状况

表5 2021 年南四湖主要污染指标

图2 2021 年南四湖营养状态

图3 2021 年南四湖总磷浓度月际变化

图4 2021 年南四湖总氮浓度月际变化

南四湖下级湖水质优于上级湖。下级湖大捐、岛东和韩庄闸3 个点位水质均为Ⅲ类；上级湖前白口、南阳和二级坝3 个点位中Ⅳ类水质占66.7%，Ⅲ类占33.7%。2021 年，下级湖3 个点位Ⅰ～Ⅲ类水质分别占83.4%、75.0%和75.0%，仅大捐有Ⅴ类水质，占8.3%；上级湖3 个点位Ⅰ～Ⅲ类水质分别占91.7%、83.3%和72.7%，前白口和南阳2 个点位出现Ⅴ类水质，分别占9.1%和8.3%。

南四湖水质月际差异明显。2021 年1—12 月，除7 月、9 月和10 月水质为轻度污染，其余月份均在优和良好之间变化。以10 月水质最差，Ⅰ～Ⅲ类水质点位仅占16.7%，Ⅴ类水质占50.0%；7 月和9 月，Ⅰ～Ⅲ类水质点位分别占66.7%和50.0%；其余月份Ⅰ～Ⅲ类水质点位占比均在80%以上。

南四湖湖区5 个点位是湖库点位，总磷按Ⅲ类标准（湖库）评价；韩庄闸是出湖口点位，总磷按照Ⅲ类标准（河流）评价。总磷已超过化学需氧量和氨氮成为南四湖的主要污染指标，其点位超标率为33.3%。26 项监测指标中，仅总磷年均值超过Ⅲ类水质标准，超标0.02 倍。2021 年，南四湖湖区总磷月均值仅9 月和10 月超过Ⅲ类水质标准，分别超标0.23 和1.36 倍，其余月份均不超标。韩庄闸作为出湖口的河流断面，全年总磷月均值均不超标。

总氮单独评价时，南四湖湖区总体为中度污染。湖区Ⅳ类和Ⅴ类水质点位各占40.0%，劣Ⅴ类占20.0%。湖区5 个点位总氮年均值均超过Ⅲ水质标准，最大超标1.16 倍。

南四湖湖区主要污染指标总磷与总氮浓度变化有明显趋同性。2021 年1—12 月，总磷和总氮浓度均在6 月开始逐月升高，至10 月达到峰值，11—12月有所回落。10 月，南四湖湖区总磷和总氮浓度均为全年最大值，其中总磷月均值为0.12 mg/L，超过Ⅲ类水质标准1.36 倍；总氮月均值为3.68 mg/L，超过Ⅲ类水质标准2.68 倍。

2.2 南四湖入湖河流水质

2021 年，南四湖53 条入湖河流水质监测结果如表6、表7 和图5 所示。南四湖入湖河流水质总体为轻度污染。监测的53 个水质断面中，Ⅰ～Ⅲ类水质断面占51.0%；Ⅳ类和Ⅴ类分别占39.6%和3.8%；劣Ⅴ类水质断面占5.6%。

图5 2021 年1—12 月南四湖53 条入湖河流总磷浓度月际变化

表6 2021 年1—12 月南四湖53 条入湖河流水质状况

表7 2021 年南四湖53 条入湖河流区域水质状况

入湖河流主要污染指标为化学需氧量、高锰酸盐指数和总磷，其断面超标率分别为35.8%、26.4%和17.0%。从年均值最大超标倍数来看，化学需氧量为1.38 倍，高锰酸盐指数为1.23 倍，总磷为4.82 倍。

入湖河流水质季节变化明显，冬季和春季水质较好，秋季次之，夏季水质相对较差。2021 年1—6月，Ⅰ～Ⅲ类水质断面占比均在60%以上，以4 月最高，占73.5%；劣Ⅴ类水质断面占比在2.0%～9.6%变化。7—9 月，随着降雨量的增加，入湖河流水质有所下降，Ⅰ～Ⅲ类水质断面占比均低于40%，分别为34.0%、37.7%和30.2%；劣Ⅴ类水质断面占比则分别为14.0%、9.4%和7.5%。10—12 月，入湖河流水质逐渐好转，Ⅰ～Ⅲ类水质断面占比逐月上升，分别为47.2%、52.8%和60.4%；劣Ⅴ类水质断面占比则在0.0%～5.7%变化。

入湖河流水质区域差异显著，以江苏省入境断面水质相对较差。53 个入湖河流水质断面中，劣Ⅴ类水质断面有3 个，均为江苏省入境断面。10 个江苏入境断面中，Ⅰ～Ⅲ类水质断面占40.0%，Ⅳ类和Ⅴ类分别占20.0%和10.0%，劣Ⅴ类水质断面占30.0%；5 个枣庄市入境断面中，Ⅰ～Ⅲ类和Ⅳ类水质断面各占40.0%，Ⅴ类占20.0%，无劣Ⅴ类水质断面；济宁市38 个入湖河流水质断面中，Ⅰ～Ⅲ类水质断面占55.3%，Ⅳ类占44.7%，无Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面。

总磷作为南四湖主要污染指标，其在入湖河流中的超标现象并不严重。53 个入湖河流水质断面中，总磷年均值超标的断面有9 个，主要集中在江苏省入境断面（4 个），其占总磷超标断面的44.5%，超标倍数介于0.28～4.82 倍；枣庄市入境断面有3 个，占33.3%，超标倍数介于0.02～0.69 倍；济宁市入境断面有2 个，占22.2%，其超标倍数分别为0.08 倍和0.21 倍。2021 年1—12 月，只有7—10 月入湖河流总磷月均值浓度超过Ⅲ类水质标准，超标倍数介于0.06～0.24 倍。

3 结果与讨论

3.1 南四湖水质

南四湖水质总体为轻度污染，属轻度富营养化，其下级湖水质优于上级湖。南四湖水质月际差异明显。全年除7 月、9 月和10 月水质为轻度污染，其余月份均在优和良好之间变化。以10 月水质最差，Ⅰ～Ⅲ类水质点位仅占16.7%。总磷已超过化学需氧量和氨氮成为南四湖的主要污染指标，点位超标率为33.3%。总磷与总氮浓度变化有明显趋同性。全年1—12 月，总磷和总氮浓度均在6 月开始逐月升高，至10 月达到峰值，11—12 月有所回落。

3.2 南四湖入湖河流水质

南四湖入湖河流水质总体为轻度污染，主要污染指标为化学需氧量、高锰酸盐指数和总磷。南四湖入湖河流水质季节变化明显，冬季和春季水质较好，秋季次之，夏季水质相对较差。南四湖入湖河流水质区域差异显著，以江苏省入境断面水质相对较差。53 个入湖河流水质断面中，劣Ⅴ类水质断面有3 个，均为江苏省入境断面。总磷作为南四湖主要污染指标，其在入湖河流中的超标现象并不严重。53 个入湖河流水质断面中，总磷年均值超标的断面有9 个，主要集中在江苏省入境断面（4 个），其占总磷超标断面的44.5%。全年只有7—10 月入湖河流总磷月均值浓度超过Ⅲ类水质标准，超标倍数介于0.06～0.24 倍。

3.3 比较分析

南四湖上级湖水质劣于下级湖。2021 年，上级湖3 个点位中，Ⅳ类水质占66.7%，Ⅲ类占33.7%，下级湖3 个点位水质均为Ⅲ类。其原因主要是上级湖入湖河流众多，污染物承载量大，而上、下级湖库容分布由北向南递增，因此上级湖湖水自净与稀释作用小于下级湖；下级湖入湖河流较少，污染物承载量相对较少；南水北调东线工程将长江水向北输送，来水水量大且水质较好，对下级湖湖区水质改善起到一定作用[4]。

南四湖水质优于入湖河流水质。2021 年，南四湖及其入湖河流水质总体均为轻度污染，但南四湖Ⅰ～Ⅲ类水质点位占66.7%，高于入湖河流15.7 个百分点；南四湖无劣Ⅴ类水质点位，入湖河流劣Ⅴ类水质断面占5.6%。

南四湖及其入湖河流水质月际变化趋势基本一致。二者均是1—6 月水质较好，7—10 月水质相对较差。从1—6 月南四湖Ⅰ～Ⅲ类水质点位占比来看，3 月为83.3%，其余5 个月份均为100%；入湖河流Ⅰ～Ⅲ类水质断面占比均在60%以上。7—10 月，南四湖Ⅰ～Ⅲ类水质点位占比为16.7%～100.0%，入湖河流为30.2%～47.2%。由此可以看出，随着雨季（夏季）来临，受降雨影响，河流和湖库水质均有不同程度的下降。

南四湖及其入湖河流主要污染指标有所差异。2021 年，南四湖主要污染指标为总磷，点位超标率为33.3%。南四湖入湖河流主要污染指标为化学需氧量、高锰酸盐指数和总磷，断面超标率分别为35.8%、26.4%和17.1%。

总磷作为南四湖主要污染指标，其在入湖河流中的超标现象并不严重。53 个入湖河流水质断面中，总磷年均值超标的断面有9 个，断面超标率为17.0%，最大超标倍数为4.82 倍。全年1—12 月，只有7—10 月入湖河流总磷月均值浓度超过Ⅲ类水质标准，超标倍数为0.06～0.24 倍。虽然总磷在入湖河流中的超标现象并不严重，但因《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）针对河流总磷和湖库总磷确定了不同的标准限值，湖库总磷Ⅲ类标准与河流相比要严格许多。同时，南四湖与入湖河流水体交换较快，湖库水质受入湖河流影响，因此出现入湖河流总磷达标但湖库总磷难以达标的情况。

4 对策

近年来，为持续改善南四湖水质，山东省高度重视南四湖水污染防治工作，采取多种措施提升南四湖流域水环境质量。

4.1 实施以控制单元为基础的水环境质量目标管理

建立流域、水生态控制区、水环境控制单元三级分区体系，实施全省流域水环境质量目标管理。全面推行河长制和湖长制，建立责任明确、协调有序、监管严格的湖泊管理长效机制和政策保障体系。采取诸如强化工业污染防治、深入开展生态修复等措施，改善南四湖水环境质量。

4.2 深化“治用保”多措并举的流域治污体系，扎实推进流域综合治理

“治”方面，采取多种措施，实施全过程水污染防治。实施重点行业深度治理和工业污染源全面达标排放计划；建立农业农村污染专业化、规模化、社会化治理模式，解决农村面源和畜禽养殖污染问题。“用”方面，促进水资源节约和循环利用，提升经济社会发展的水资源承载能力。“保”方面，加强生态环境的保护与恢复，纠正生态破坏行为，修复受损生态环境，提高生态环境承载能力。

4.3 完善水环境日常监管机制，持续加大环境执法监察力度

一是成立专门机构定期对南四湖水质进行分析，建立南四湖流域水生态环境保护联动工作机制。二是完善水污染防治长效管理机制，将考核断面的水质状况纳入各市河、湖长制工作年度考核。建立省市县三级常态化、网络化、实时化调度机制。三是结合各级各类环保督察和专项行动，督促地方政府加大违法企业打击力度。对治污工作推进不力，水质长期超标未出现改善的，提请省政府对责任地方政府主要负责同志进行约谈；对经核实存在履职不到位等行为的单位和个人，依法依纪实施问责。

5 结论

本文通过开展水质监测，明确南四湖及其入湖河流水环境质量现状，然后分析山东省近年来采取的南四湖水质改善措施。未来，要进一步调整南四湖流域工业产业结构，将入湖河流污染的源头控制与湖泊内源污染防治相结合，加强南四湖流域重点工业企业监管，协同推进工程治污、结构减排与监管控污。对湖区相关城市污水处理厂处理工艺进行改造升级，提升其脱氮除磷效果，保障入湖水质达到Ⅲ类标准。重视农村面源、生活污水和畜禽养殖污染的控制与治理，推进农业清洁生产。湖区因地制宜建设人工湿地，推广绿色健康养殖模式，加强水产养殖尾水治理，积极发展生态渔业和清洁养殖[5]。