劉家峽水庫(kù)水質(zhì)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)分析及評(píng)價(jià)

/王曉 張瑛瓏 楊娟 高祥云 張國(guó)維

劉家峽水庫(kù)位于黃河上游，水域面積約120km2，不僅是甘肅省最大的水產(chǎn)養(yǎng)殖水域，也是西北重要的冷水魚(yú)類養(yǎng)殖基地，還是周邊城市重要的核心水源地。本研究通過(guò)監(jiān)測(cè)劉家峽水庫(kù)24項(xiàng)地表水水質(zhì)理化指標(biāo)，分析掌握各項(xiàng)理化指標(biāo)四季變化情況，并應(yīng)用CODCr、BOD5、TN、TP和DO理化單因子評(píng)價(jià)法，對(duì)劉家峽水庫(kù)進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)，提出合理的漁業(yè)發(fā)展及水質(zhì)保護(hù)措施。

劉家峽水庫(kù)作為黃河上游重要的生態(tài)屏障，具有豐富的水資源，為漁業(yè)發(fā)展提供了良好的生產(chǎn)條件。在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中，劉家峽遺存了大量寶貴種質(zhì)資源，蘊(yùn)藏著豐富的魚(yú)類基因庫(kù)，是蘭州鯰、似鯰高原鰍、花斑裸鯉、極邊扁咽齒魚(yú)、厚唇重唇魚(yú)、黃河高原鰍等珍稀土著魚(yú)類的集中分布區(qū)域。為貫徹新時(shí)期生態(tài)優(yōu)先理念，大力發(fā)展大水面生態(tài)漁業(yè)，加強(qiáng)漁業(yè)水域環(huán)境保護(hù)，養(yǎng)護(hù)水生生物資源，合理利用宜漁水域，探索劉家峽水庫(kù)漁業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展新模式，根據(jù)甘肅省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳下發(fā)的《2020年現(xiàn)代絲路寒旱農(nóng)業(yè)科技支撐項(xiàng)目》，結(jié)合劉家峽水庫(kù)現(xiàn)有狀況，對(duì)劉家峽水庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)研究，掌握庫(kù)區(qū)水質(zhì)理化狀況，以期為劉家峽水庫(kù)大水面生態(tài)漁業(yè)養(yǎng)殖技術(shù)集成提供理論支撐。

一、劉家峽水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查監(jiān)測(cè)

（一）調(diào)查監(jiān)測(cè)方法

1.采樣點(diǎn)布設(shè)

圖1 采樣點(diǎn)布設(shè)

根據(jù)水庫(kù)漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范要求，結(jié)合劉家峽水庫(kù)周圍環(huán)境狀況和匯入水源情況，在劉家峽水庫(kù)庫(kù)區(qū)共布設(shè)7個(gè)具有代表性的采樣點(diǎn)（L1—L7），即L1銀川河口（E:103°5'38"，N:35°46'4"）、L2黃河口（炳靈寺河口）（E:103°5'59"，N:35°45'53"）、L3大夏河口（E:103°12'44"，N:35°45'5"）、L4洮河口（E:103°21'31"，N:35°55'24"）、L5鹽溝（E:103°16'56"，N:35°53'33"）、L6祁家渡口（E:103°19'34"，N:35°54'24"）、L7庫(kù)區(qū)中心（E:103°11'46"，N:35°49'48"），采樣點(diǎn)布設(shè)詳見(jiàn)圖1。

2.監(jiān)測(cè)方法

各項(xiàng)理化指標(biāo)依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并應(yīng)用水質(zhì)理化單因子指標(biāo)評(píng)價(jià)法確定地表水水質(zhì)類別。

（二）監(jiān)測(cè)內(nèi)容

1.采樣頻次和時(shí)間

2020年春、夏、秋、冬四季各1次，具體采樣時(shí)間為3月7日、6月8日、9月10日、12月6日。

2.監(jiān)測(cè)指標(biāo)

對(duì)透明度、溫度、pH、溶解氧（DO）、高錳酸鹽指數(shù)、總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮、化學(xué)需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、氟化物、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、陰離子表面活性劑、硫化物、糞大腸菌群（MPN/L）、銅、鋅、鎘、硒、砷、汞、六價(jià)鉻、鉛共24項(xiàng)地表水水質(zhì)理化指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并選取TN、TP、CODCr、BOD5和DO五項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了理化單因子水質(zhì)評(píng)價(jià)。

二、監(jiān)測(cè)結(jié)果與分析

24項(xiàng)水質(zhì)理化指標(biāo)四季監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1，表中為平均值。

（一）總磷變化趨勢(shì)分析

總磷（T P）全年變化范圍在0.0021mg/L～0.076mg/L之間，平均值為0.027mg/L，最大值出現(xiàn)在秋季L5，最小值出現(xiàn)在冬季L7。各采樣點(diǎn)中，L1、L4、L6最大值都出現(xiàn)在秋季，L2、L3、L5最大值都出現(xiàn)在冬季，L7最大值出現(xiàn)在夏季；各采樣點(diǎn)中，L1、L4、L5最小值出現(xiàn)在夏季，L2、L7最小值出現(xiàn)在秋季，L3、L6最小值出現(xiàn)在春季。

總磷平均含量高低的季節(jié)排序?yàn)槎?秋季>夏季>春季，各采樣點(diǎn)排序?yàn)長(zhǎng)5>L6>L3>L1>L2>L4>L7。

（二）總氮變化趨勢(shì)分析

總氮（T N）全年變化范圍在1.02mg/L～1.38mg/L之間，平均值為1.26mg/L，最大值出現(xiàn)在夏季L4，最小值出現(xiàn)在冬季L7。各采樣點(diǎn)最大值均出現(xiàn)在夏季。各采樣點(diǎn)中，L1、L2、L7最小值出現(xiàn)在冬季，L3、L4、L5、L6最小值出現(xiàn)在春季。

總氮平均含量高低的季節(jié)排序?yàn)橄募?秋季>冬季>春季，各采樣點(diǎn)排序?yàn)長(zhǎng)4>L1>L3>L2>L5>L6>L7。

（三）五日生化需氧量變化趨勢(shì)分析

五日生化需氧量（BOD5）全年變化范圍在1.01mg/L～1.84mg/L之間，平均值為1.28mg/L，最大值出現(xiàn)在秋季L2，最小值出現(xiàn)在冬季L4、L6。各采樣點(diǎn)中，L1最大值出現(xiàn)在冬季，L2、L4、L7最大值出現(xiàn)在秋季，L3、L5最大值出現(xiàn)在春季，L6最大值出現(xiàn)在夏季；各采樣點(diǎn)中，L1最小值出現(xiàn)在秋季，L2、L5最小值出現(xiàn)在春季，L3、L7最小值出現(xiàn)在夏季，L4、L6出現(xiàn)在冬季。

表1 24項(xiàng)水質(zhì)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果

表2 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

BOD5平均含量高低的季節(jié)排序?yàn)榍锛?春季>夏季>冬季，各采樣點(diǎn)排序?yàn)長(zhǎng)2>L3>L1>L7>L5>L4>L6。

（四）化學(xué)需氧量變化趨勢(shì)分析

化學(xué)需氧量（CODCr）全年變化范圍在3.7mg/L～12.6mg/L之間，平均值為6.31mg/L，最大值出現(xiàn)在春季L2，最小值出現(xiàn)在夏季L7。各采樣點(diǎn)中，L1、L5最大值出現(xiàn)在秋季，L2、L3、L6最大值出現(xiàn)在春季，L4、L7最大值出現(xiàn)在冬季；各采樣點(diǎn)中，L1最小值出現(xiàn)在春季，L2、L4、L7最小值出現(xiàn)在夏季，L3最小值出現(xiàn)在秋季，L5、L6最小值出現(xiàn)在冬季。

化學(xué)需氧量平均含量高低的季節(jié)排序?yàn)榇杭?秋季>冬季>夏季，各采樣點(diǎn)排序?yàn)長(zhǎng)2>L4>L1>L6>L3>L5>L7。

（五）溶解氧變化趨勢(shì)分析

溶解氧（DO）全年變化范圍在6.1mg/L～13.6mg/L之間，平均值為8.75mg/L，最大值出現(xiàn)在春季L3，最小值出現(xiàn)在夏季L6。各采樣點(diǎn)中，L1最大值出現(xiàn)在春季，L2、L5最大值出現(xiàn)在秋季，L4、L6最大值出現(xiàn)在夏季，L7最大值出現(xiàn)在冬季；各采樣點(diǎn)中，L1、L7最小值出現(xiàn)在夏季，L2最小值出現(xiàn)在春季，L3、L4最小值出現(xiàn)在秋季，L5、L6出現(xiàn)在冬季。

圖2 不同季節(jié)水質(zhì)理化因子類比分析

表3 劉家峽水庫(kù)年均理化指標(biāo)水平分布、分類等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果

溶解氧平均含量高低的季節(jié)排序?yàn)橄募?秋季>春季>冬季，各采樣點(diǎn)排序?yàn)長(zhǎng)3>L1>L2>L4>L7>L6>L5。

（六）其他指標(biāo)

氟化物、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、陰離子表面活性劑、銅、鋅、鎘、硒、砷、汞、六價(jià)鉻和鉛共13項(xiàng)指標(biāo)未檢出；高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、硫化物均符合I類水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

三、理化單因子水質(zhì)評(píng)價(jià)

水體理化單因子評(píng)價(jià)法是選取TN、TP、BOD5、CODCr和DO五項(xiàng)理化指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)的TN、TP、DO、BOD5和CODCr五項(xiàng)理化指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（表2），得到不同季節(jié)各采樣點(diǎn)理化因子水平分布及水環(huán)境分類級(jí)別（圖2），各采樣點(diǎn)年均理化指標(biāo)水平分布、等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3。

由圖2、表3可知，不同季節(jié)各采樣點(diǎn)DO、BOD5、CODCr含量均符合地表水I類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；TP在L4和L7點(diǎn)符合地表水I類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其余各點(diǎn)均符合II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；TN在各采樣點(diǎn)的含量均超出地表水II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但在地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)，總氮不作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

因此，綜合分析劉家峽水庫(kù)四季7個(gè)采樣點(diǎn)的各項(xiàng)水質(zhì)理化指標(biāo)數(shù)據(jù)，并結(jié)合理化單因子指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果，說(shuō)明劉家峽水庫(kù)水環(huán)境質(zhì)量為地表水II類水質(zhì)。

四、劉家峽水庫(kù)保護(hù)措施

針對(duì)劉家峽水庫(kù)目前的水質(zhì)狀況，對(duì)合理保護(hù)和開(kāi)發(fā)提出以下對(duì)策和建議。

（一）加強(qiáng)庫(kù)區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)

將水庫(kù)漁業(yè)與水質(zhì)保護(hù)有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)化庫(kù)區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)，對(duì)飲用水源地水質(zhì)開(kāi)展定期調(diào)查監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握水質(zhì)環(huán)境狀況及變化趨勢(shì)，改善和保護(hù)水庫(kù)水質(zhì)。同時(shí)，基于水體生態(tài)承載力合理規(guī)劃漁業(yè)生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)劉家峽水庫(kù)漁業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

（二）提高水庫(kù)科研與保護(hù)力度

加大劉家峽水庫(kù)水生生態(tài)保護(hù)宣傳，提升庫(kù)區(qū)周邊群眾保護(hù)水生生態(tài)的意識(shí)，營(yíng)造良好的水生生態(tài)保護(hù)氛圍。建議各級(jí)政府重視水生生態(tài)保護(hù)，加強(qiáng)漁政管理，加大必要的科研投入和保護(hù)力度，開(kāi)展有針對(duì)性的科學(xué)研究和生態(tài)保護(hù)，促使劉家峽水庫(kù)水生生物與其生存環(huán)境保持良性循環(huán)。