成都市城市靜態(tài)水體水質(zhì)調(diào)研及富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)

龔克娜 王家良 邱壯 曾麗竹 付韻潮 楊艷梅

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，城市靜態(tài)水體水環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻。為了分析成都市城市靜態(tài)水體的水質(zhì)狀況，并采取有效的措施對(duì)水體進(jìn)行監(jiān)測(cè)治理。文章通過(guò)調(diào)研成都市的典型靜態(tài)水體，分析不同類型湖泊其水質(zhì)狀況，并選取綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對(duì)調(diào)研水體水質(zhì)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)化等級(jí)評(píng)價(jià)。靜態(tài)水體主要的水質(zhì)問(wèn)題為水體的富營(yíng)養(yǎng)化，但自然湖泊相對(duì)人工湖具有更好的自凈能力，為成都市以及其它地區(qū)靜態(tài)水體的保護(hù)與治理提供了理論依據(jù)。

[基金項(xiàng)目]2018年度四川華西集團(tuán)科技項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：HXKY201904）。

[作者簡(jiǎn)介]龔克娜（1989—），女，碩士，工程師，主要從事給排水及海綿城市設(shè)計(jì)工作。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，城市規(guī)模和人口數(shù)量不斷擴(kuò)大，城市靜態(tài)水體水環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻。根據(jù)《湖泊富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范》對(duì)湖泊與水庫(kù)進(jìn)行的富營(yíng)養(yǎng)等級(jí)評(píng)價(jià)分析可知，國(guó)內(nèi)參與評(píng)價(jià)的131個(gè)湖泊，有67個(gè)湖泊達(dá)到了富營(yíng)養(yǎng)等級(jí)，比重占總調(diào)查湖泊的一半以上，為 51.3 %。研究表明，大多數(shù)城市靜態(tài)水體都受到了富營(yíng)養(yǎng)化的威脅。水體的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象嚴(yán)重影響了城市靜態(tài)水體的水環(huán)境，旅游景觀價(jià)值大減，給水資源利用等帶來(lái)了巨大損失，已經(jīng)成為各地政府部門和社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，了解城市靜態(tài)水體的水質(zhì)狀況，分析湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化程度，及時(shí)采取有效的措施對(duì)水體進(jìn)行監(jiān)測(cè)治理至關(guān)重要。

水體的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)是湖泊水環(huán)境保護(hù)及水質(zhì)控制的1項(xiàng)基礎(chǔ)性工作[1]，可以為城市靜態(tài)水體水環(huán)境改善提供診斷依據(jù)。目前，水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)的方法很多，國(guó)家生態(tài)環(huán)境部在《湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)技術(shù)規(guī)定》[2]的文件中，推薦運(yùn)用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對(duì)我國(guó)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文調(diào)研了成都市9個(gè)典型城市靜態(tài)水體湖泊的水質(zhì)狀況，并選用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對(duì)其水樣水質(zhì)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)化等級(jí)評(píng)價(jià)，期望能對(duì)成都市以及其它區(qū)域相關(guān)靜態(tài)水體的保護(hù)與治理提供理論依據(jù)。

1 成都市典型靜態(tài)水體水質(zhì)調(diào)研

1.1 調(diào)研水體概括

本研究于2020年5月26—29日，調(diào)研了成都市的9個(gè)湖泊，基本情況如表1所示。其中江灘公園天鵝湖、興隆湖、交大犀浦校區(qū)景觀湖、文化公園內(nèi)湖屬于人工湖，錦城湖、白鷺灣濕地公園、滄浪湖、東湖、青龍湖為自然湖泊，均屬于典型的城市靜態(tài)水體。文化公園內(nèi)湖為混凝土硬質(zhì)池底。

1.2 水樣采集、檢測(cè)方法以及指標(biāo)濃度

本文選取綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法常用的5個(gè)指標(biāo)：葉綠素a（ Chl.a）、總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、透明度（SD）作為評(píng)價(jià)因子。水樣采集依據(jù)《湖泊富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范》規(guī)定的湖泊布點(diǎn)采樣原則，水樣的處理及測(cè)定方法參照HJ/T91-2002《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》，具體檢測(cè)方法詳見(jiàn)表2。

本次調(diào)研的9個(gè)典型湖泊的評(píng)價(jià)指標(biāo)濃度詳見(jiàn)表3。

1.3 調(diào)研水體水質(zhì)結(jié)果分析

根據(jù)水質(zhì)調(diào)研結(jié)果，調(diào)研的9個(gè)湖泊中，總氮指標(biāo)除錦城湖的濃度較低（地表水3類）外，其它湖泊的總氮濃度均較高，為4～5類水狀態(tài)，青龍湖和交大犀浦校區(qū)內(nèi)湖甚至超過(guò)5類標(biāo)準(zhǔn)，呈劣5類?？偭字笜?biāo)除錦城湖外，大多為3～4類，文化公園內(nèi)湖達(dá)到5類。葉綠素a以及水體透明度除錦城

湖和浣花溪公園滄浪湖外，水質(zhì)狀況均表現(xiàn)的不太理想。CODMn指標(biāo)整體較好。根據(jù)調(diào)研的水質(zhì)結(jié)果可知，城市靜態(tài)水體主要的水質(zhì)問(wèn)題為水體的富營(yíng)養(yǎng)化，這與全國(guó)各地的城市靜態(tài)水體的水質(zhì)特點(diǎn)較吻合。湖泊的健康監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和治理，不僅要關(guān)注湖泊水質(zhì)類別的變化，更要關(guān)注湖泊富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)的變化[3]。

2 水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)

2.1 評(píng)價(jià)方法

目前，判別水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的方法多種多樣，主要有常用的方法包括特征法、參數(shù)法、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法、評(píng)分法、生物指標(biāo)評(píng)價(jià)法、單一因子評(píng)價(jià)法、模糊評(píng)價(jià)法等[4]。本文采用的綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法具有指標(biāo)簡(jiǎn)單、反應(yīng)靈敏等特點(diǎn)，且考慮了相關(guān)權(quán)重的差異，是開(kāi)展富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)評(píng)價(jià)工作中較為認(rèn)可的方法[5]。

綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法的計(jì)算公式為[2， 4]：

式中：TLI（∑）為綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);TLI（j）為第j種水質(zhì)評(píng)價(jià)參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);Wj為第j種水質(zhì)評(píng)價(jià)參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重;n為評(píng)價(jià)參數(shù)的個(gè)數(shù)。

以 Chl.a為基準(zhǔn)參數(shù)，則第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重Wj的計(jì)算公式[2， 5] ：

式中，rij2為第j種水質(zhì)評(píng)價(jià)參數(shù)與同基準(zhǔn)參數(shù)Chl.a的相關(guān)系數(shù)。

各水質(zhì)評(píng)價(jià)參數(shù)與Chl.a的相關(guān)系數(shù)如表4所示。

各水質(zhì)評(píng)價(jià)參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算公式為[2， 4]：

式中：Chl.a單位為mg/m3（也可寫(xiě)作μg/L）;TP、TN、CODMn的單位均為mg/L;SD的單位是m。Chl.a代表葉綠素濃度，TP代表總磷的濃度，TN代表總氮的濃度，SD代表透明度可見(jiàn)度，CODMn代表高錳酸鹽濃度。

2.2 營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)

采用0～100的一系列連續(xù)數(shù)字對(duì)湖泊（水庫(kù)）營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行分級(jí)，綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)越高，富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)越高[2， 5]。詳見(jiàn)表5。

3 結(jié)果與討論

根據(jù)綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法，對(duì)實(shí)地調(diào)研的9個(gè)湖泊水樣中的水質(zhì)評(píng)價(jià)因子濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，得到各采樣點(diǎn)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)以及全湖平均營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，如表6所示。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，調(diào)研的成都市9個(gè)湖泊中，錦城湖與浣花溪公園滄浪湖為中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，其它湖泊均處于富營(yíng)養(yǎng)化的狀態(tài)，其中江灘公園天鵝湖、興隆湖、白鷺灣、東湖、青龍湖、交大犀浦校區(qū)內(nèi)湖處于輕度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，文化公園內(nèi)湖處于中度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。其中水質(zhì)較好的錦城湖以及浣花溪公園滄浪湖均在近幾年內(nèi)進(jìn)行了水體水生態(tài)治理和修復(fù)，由此可見(jiàn)，打造穩(wěn)定的水生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)水體自凈能力，對(duì)改善水環(huán)境質(zhì)量至關(guān)重要。從表6的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)結(jié)果可知，混凝土硬質(zhì)池底的文化公園內(nèi)湖營(yíng)養(yǎng)化程度更大，且人工湖整體的水質(zhì)相對(duì)于自然湖泊更差，說(shuō)明自然湖泊具有更好的自凈能力。

4 結(jié)論

（1）通過(guò)調(diào)研成都市9個(gè)典型城市湖泊的水質(zhì)狀況可知，靜態(tài)水體主要的水質(zhì)問(wèn)題為水體的富營(yíng)養(yǎng)化。

（2）選取綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法常用的5個(gè)指標(biāo)：葉綠素a（ Chl.a）、總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、透明度（SD）作為評(píng)價(jià)因子，對(duì)調(diào)研水體水質(zhì)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)化等級(jí)評(píng)價(jià)，除近幾年內(nèi)進(jìn)行了水體水生態(tài)治理和修復(fù)的錦城湖與浣花溪公園滄浪湖外，其它湖泊均處于富營(yíng)養(yǎng)化的狀態(tài)。

（3）人工湖整體的水質(zhì)相對(duì)于自然湖泊更差，說(shuō)明自然湖泊具有更好的自凈能力。

（4）本文的水質(zhì)調(diào)研及水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)，為成都市以及其它地區(qū)靜態(tài)水體的保護(hù)與治理提供了理論依據(jù)。

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