2007～石棚水库富营养化评价

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摘要：为了解石棚水库近几年的富营养化状态，基于2007～2011年石棚水库的水质监测数据，采取相关加权综合营养状态指数法，对石棚水库富营养化进行评价，对结果进行了分析。在分析中，采取的是对相同季节、不同年份和不同季节、相同年份的数据进行分类比较，然后结合origin图像进行分析。这样既得出了各个影响因子在这5年中的变化趋势，又得出了一年中不同季节的主要影响因子。

关键词：石棚水库；富营养化评价；相关加权综合营养状态指数法

中图分类号：TV211.1文献标识码：A文章编号：1674-9944（2013）10-0148-05

1引言

石棚水库位于山东省即墨市土桥头河下游，西北距县城1km。1959年10月动工，1960年8月基本完工。该库直接汇水面积为15km2，总库容1114万m3，兴利库容840万m3，水库灌区灌溉面积1.215万亩。石棚水库具有农灌、防洪、渔业、旅游等多种功能，同时又是即墨市的一个重要饮用水水源地，在经济建设和人民生活中有着重要的作用。本文根据石棚水库2007～2011年的水质监测数据，结合当地的实际情况，对水库进行了富营养化评价和分析，这对研究水库富营养化的变化规律及如何应对水库的生态环境有重要意义。

2监测概况

石棚水库共有两处监测点，分别设在进口处和出口处。在2007～2011年间，每年分别在枯水期（5月）、丰水期（8月）和平水期（11月）各监测一次。根据当地实际情况，测得影响指标有叶绿素a、总磷、总氮、透明度和高锰酸盐指数。

3评价方法及结果

3.1相关加权综合营养状态指数法

国内外学者对富营养化水质的评价方法大致分为以下6种：特征法、参数法、生物指标评价法、磷收支模型法、营养状态法及数学状态法。我国的金相灿[1，2]等人通过对我国湖泊的富营养化调查分析，提出了相关加权综合营养状态指数法。由于该方法在具有科学性和操作性的同时还能得到更为具体的评价结果，因此，这应该是今后湖泊水库富营养化评价中的主要方法之一。相关加权综合营养状态指数法的公式为：

4.2总磷

从图2可以看出，总磷营养指数在2007年和2008年波动较大；在2009年、2010～2011年相对稳定，并且在该3年的5月和11月的总磷营养指数多次超过富营养标准线。除2008年以外，2007、2009、2010和2011年总磷在8月份的富营养化指数要低于5月和11月。这是因为，水库中磷的来源主要为农业化肥，而即墨市的主要经济作物的磷肥施肥时间在春末和秋末，所以导致5月和11月的总磷营养指数较高。水体中磷在超过一定浓度后会对水体中藻类生长起明显促进作用[5]，因此控制水库中磷的含量，对水库的富营养化有重要意义。当地有关部门应该禁止在水库及水库的进水河道周围一定范围内种植经济作物，间接控制农业非点源磷污染，从而防止水库的富营养化。

4.3总氮

从图3可以看出，2007年和2008年的总氮营养指数最高，总氮富营养超标；其次是2009年和2011年，总氮富营养指数在50上下小范围波动；最低的是2010年，只有在11月份总氮富营养超标。5月、8月及11月的总氮营养指数整体上成下降趋势，8月和11月的富营养化情况相较与5月要严重的多。这是因为，库中水的主要来源为墨水河，墨水河水质较差，总氮受工业、农业及生活污水影响较严重，所以水库中总氮富营养化情况严重。水体中所含氮磷[6]，特别是封闭水体中的氮磷，导致水体中的藻类大量繁殖。藻类的繁殖又会吸收水体中部分的氮和磷，藻类的死亡和解体又将所吸收的氮和磷释放到水体中去，造成水体中藻类的恶性繁殖，造成水体的富营养化。因此应该采取严格措施控制墨水河中的氮污染。

4.4高锰酸盐指数

从图4可以看出，除2008年以外，2010年和2011年的COD营养指数整体上高于2007年和2009年，并且濒临50。整体上5月和8月的COD营养指数要高于11月份，这是因为5月份和8月份水温高，水中溶解氧饱和点降低，过量的有机物不能得到分解，所以水质COD很容易超标。水库的高锰酸盐指数虽然没达到富营养化的水平，但是如果不加以控制，不久将会达到富营养化水平。造成这种现象的主要原因是工业、农业和生活污水对水库的源水河流污染日益加剧所造成的。相关部门应该严格控制河流水质情况，这样才能从根源上防止由于水库的有机污染而造成水库富营养化。

4.5透明度

从图5可以看出，透明度整体营养指数较高，对水体中的富营养化影响较大。2011年的透明度营养指普遍偏高，并且有上升的趋势。透明度指数的变化和月份关系不大，但整体偏高。透明度能直观反映水体清澈和浑浊程度，是水体富营养化的重要指标。因此要采取一定的措施控制水体的理化性质、悬浮物等，来改良水体的透明度。

4.6综合营养状态指数

从图6可以看出，2011年的综合营养状态指数最高，并且从2009年开始有逐年增高的趋势。2011年绝大部分时间的综合营养状态指数已经超过50，说明水库已达到轻度富营养的水平。从5个影响因子来看，叶绿素a和高锰酸盐指数应该以预防为主；总磷应该由当地有关部门对水库附近及源水河流采取一些有效的控制措施；总氮和透明度由于是主要影响因子，应该由当地有光部门立即采取一定的化学、物理或者生物措施，使水库的富营养化程度得到有效控制及改善。

除了在2008年，富营养化在其他几年的5月8月和11月都成上升的趋势，这说明，富营养化形势相当严峻，当地相关部门必须根据具体情况采取一定的措施来避免水体的富营养化的加剧。从前面对不同影响因子的分析来看，不同月份的主要影响因子不同，因此在不同汛期重点防御的对象也不同。除了透明度外，其他的像5月份要重点防御叶绿素a、总磷和高锰酸盐指数等影响因子，8月份要主要防御总氮和高锰酸盐指数等影响因子，11月份要主要防御叶绿素a、总磷和总氮等影响因素。这样有针对性的防御并采取措施，会在富营养化治理上取得事半功倍的效果。

5结语

根据2007至2011年石棚水库水质监测数据，选用相关加权综合营养状态指数法对石棚水库进行富营养化评价。得出从2009年开始，水库富营养化有逐年增高的趋势。2011年绝大部分时间的综合营养状态指数已经超过50，说明水库已达到轻度富营养的水平，需要采取措施加以严格控制。另外从对不同影响因子在同一年份不同季节与不同年份同一季节的的比较分析得出，不同月份的主要影响因子不同，应当在不同时间段对水库富营养化采取的措施有所重点防御，达到科学合理控制水库富营养化的状态。

参考文献：

[1] 金相灿.中国湖泊富营养化[M].北京：中国环境科学出版社，1990.

[2] 金相灿，屠清瑛.湖泊富营养化调查规范[M].北京：中国环境科学出版社，1990.

[3] 彭祥捷，黄继国，赵勇胜，等.长春南湖营养盐与叶绿素a的分布与富营养化评价[J].环境污染与防治，2010（9）：50～54.

[4] 周平，陈东升，赵卫国.于桥水库叶绿素a的浓度特征及其影响因子分析[J].水科学与工程技术，2010（5）：18～20.

[5] 高超，张桃林.农业非点源磷污染对水体富营养化的影响及对策[J].湖泊科学，1999，11（4）：369～375.

[6] 胡中意，欧阳娴.富营养化水体中的氮磷及其去除研究[J].中国市政工程，2006，6（3）：39～41.