城市景觀湖泊水體質(zhì)量評(píng)價(jià)淺析
——以肇慶星湖為例

黃 麗

（廣東省水文局肇慶水文分局，廣東 肇慶 526060）

0 引言

城市景觀湖泊在城市防洪調(diào)蓄和保護(hù)生物多樣性等方面發(fā)揮著重要作用[1]，同時(shí)作為“濕地公園、生態(tài)公園”等生態(tài)景觀能夠寓教于樂，改善城市生態(tài)形象[2]。 隨著城市建設(shè)發(fā)展，部分景觀湖泊受到居民生活污水、餐飲廢水等污染輸入，湖泊水體中氮、磷等營養(yǎng)元素濃度大幅增加[3]，同時(shí)城市湖泊水體補(bǔ)給水源流量不足， 導(dǎo)致湖泊水體出現(xiàn)了不同程度的富營養(yǎng)化[4]，影響湖泊水體質(zhì)量。 從20 世紀(jì)中葉開始， 國內(nèi)外學(xué)者對(duì)湖泊富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)提出多種形式的評(píng)價(jià)方法，如參數(shù)法、營養(yǎng)指數(shù)法、生物指標(biāo)評(píng)價(jià)法、模糊評(píng)價(jià)法等[5]。 不同富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法選擇的指標(biāo)不盡相同， 同一水體按照不同評(píng)價(jià)方法分析得到的結(jié)果差異性較顯著[6]。

湖泊水體是屬于開放性、復(fù)雜性的生態(tài)系統(tǒng)，水體質(zhì)量直接影響著水體功能開發(fā)使用， 選擇合適的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)， 有著十分重要的意義[7]。 本文以肇慶星湖為對(duì)象進(jìn)行水體質(zhì)量評(píng)價(jià)，從地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、湖泊富營養(yǎng)化程度2 個(gè)方面出發(fā)， 通過地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對(duì)星湖水體質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1 湖泊概況

肇慶市位于廣東省中西部，為粵西重鎮(zhèn)，國家級(jí)歷史文化名城、著名旅游城市，城區(qū)現(xiàn)有面積為52km2。 星湖位于肇慶市北郊約4km 處，七星巖風(fēng)景區(qū)，為國家4A 級(jí)風(fēng)景旅游區(qū)，是一座具有防洪、灌溉、休閑旅游等多功能于一體的中型水庫。 湖堤總長約20km，沿堤岸線將星湖劃分為5 個(gè)湖：中心湖、里湖、仙女湖、青蓮湖和波海湖。 星湖收集并調(diào)蓄北嶺山洪部分及主要城區(qū)雨水，由躍龍涌、羚山涌閘等排入西江。 星湖現(xiàn)有水域面積約6.49km2，常水位庫容約1.887×107m3， 堤頂設(shè)計(jì)高程為7.41m—7.92m，湖底平均高程約2.61m，常水位約為5.39m，千年一遇水位約為7.09m；水庫設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇（p=2%），校核洪水按千年一遇標(biāo)準(zhǔn)（P=0.1%）[8]。

2 采樣與分析方法

2.1 樣品采集

根據(jù)星湖風(fēng)景區(qū)湖泊分布情況， 對(duì)肇慶市星湖水質(zhì)現(xiàn)狀、營養(yǎng)狀態(tài)及藻類水華進(jìn)行了監(jiān)測(cè)、分析和評(píng)價(jià)； 共設(shè)置5 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面， 分別位于中心湖、里湖、仙女湖、青蓮湖和波海湖，每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置1 個(gè)采樣點(diǎn)。

2.2 分析方法

本文水質(zhì)數(shù)據(jù)為2021 年1 月—2021 年7 月之間采集監(jiān)測(cè)，在設(shè)定監(jiān)測(cè)斷面水面以下0.5m 處進(jìn)行取樣，采樣工具為水質(zhì)采樣標(biāo)準(zhǔn)工具。 取采樣桶中適量水樣裝入1L 聚乙烯瓶中臨時(shí)保存后測(cè)定水質(zhì)。 實(shí)驗(yàn)水樣檢測(cè)指標(biāo)參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[9]（GB 3838-2002）, 包括總氮 （TN）、 總磷（TP）、氨氮（NH3-N）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、透明度（SD）、葉綠素a（Chla）、溶解氧（DO）、五日生化需氧量（BOD5）等。

2.3 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

景觀水質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)經(jīng) 《景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB12941-1991）替換為《地表水水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GHZB1-1999），最終替代標(biāo)準(zhǔn)為《地表水環(huán)境質(zhì) 量 標(biāo) 準(zhǔn)》（GB3838-2002）[9]。 本 文 選 取DO，CODMn，BOD5，TN，TP 5 項(xiàng)作為污染物評(píng)價(jià)指標(biāo)，具體標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 地表水環(huán)境評(píng)價(jià)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

2.4 富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法

目前， 我國湖泊富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)的基本方法主要有卡爾森營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TSI）、綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TLI）、營養(yǎng)度指數(shù)法[11]。 本文采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對(duì)星湖富營養(yǎng)化進(jìn)行評(píng)價(jià)。

綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法是常用的評(píng)價(jià)水體富營養(yǎng) 化 的 方 法[12，13]。 通 常 選 取TN，TP，CODMn，SD，Chla）作為分析評(píng)價(jià)指標(biāo)。在同一營養(yǎng)狀態(tài)下，指數(shù)值越高，表示其營養(yǎng)程度污染越重。 單項(xiàng)營養(yǎng)指標(biāo)的計(jì)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）

根據(jù)水功能區(qū)劃，該水源地屬于飲用水源和景觀用水，水質(zhì)目標(biāo)為Ⅲ類，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行水功能區(qū)劃的目標(biāo)要求，盡快編制統(tǒng)一的流域治理規(guī)劃，優(yōu)化水環(huán)境功能分區(qū)，明確流域各段的納污總量及水質(zhì)考核目標(biāo)。針對(duì)降雨徑流產(chǎn)生的水源水質(zhì)污染，構(gòu)建“源頭減排-過程控制-系統(tǒng)治理”的水源保護(hù)方案，系統(tǒng)削減流域污染源的產(chǎn)生。該水源地既涉及供水，又具有航運(yùn)功能，需與水利、環(huán)保、交通、國土等多個(gè)部門協(xié)調(diào)，且要上升到省一級(jí)主管部門來進(jìn)行區(qū)域統(tǒng)籌。完善突發(fā)事件的應(yīng)急通報(bào)和協(xié)同處置機(jī)制，特別是上游發(fā)生航運(yùn)、企業(yè)事故性排放時(shí)，及時(shí)將有關(guān)信息通報(bào)下游水廠管理部門，以便運(yùn)營部門采取應(yīng)急措施確保飲用水安全。

湖泊營養(yǎng)狀態(tài)常用分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（見表2）進(jìn)行表示。

表2 湖泊營養(yǎng)狀態(tài)常用分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3 水體質(zhì)量評(píng)價(jià)

3.1 星湖水體質(zhì)量分析

3.1.1 里湖

里湖（見圖1）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，從2021 年1 月至2021 年6 月，水質(zhì)指標(biāo)DO、CODMn、BOD5、TN 存在波動(dòng)，整體表現(xiàn)為在1 月—4 月間濃度值呈不斷降低的趨勢(shì)，5 月—6 月各監(jiān)測(cè)指標(biāo)值濃度有所上升。 DO、CODMn、BOD5、TN 監(jiān) 測(cè) 值 分 別 為5.40—9.88mg/L、3.20—5.40mg/L、0.50—4.90mg/L、0.30—0.75mg/L，TP 值均為＜0.01mg/L；平均濃度值分別為7.42mg/L、4.20mg/L、2.50mg/L、0.50mg/L。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）標(biāo)準(zhǔn)，里湖水質(zhì)指標(biāo)BOD5、TP 平均濃度值滿足地表水I 類標(biāo)準(zhǔn)；DO、TN 平均濃度值滿足地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)；CODMn平均濃度值滿足地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，因此，綜合評(píng)定里湖的水體質(zhì)量為地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 里湖斷面水質(zhì)變化趨勢(shì)圖

3.1.2 波海湖

波海湖（圖2）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明：從2021 年1 月至2021 年6 月， 水質(zhì)指標(biāo)DO、CODMn、BOD5、TP、TN 存在波動(dòng)， 整體表現(xiàn)為在1 月—3 月間的濃度值為不斷降低的趨勢(shì)，4 月份指標(biāo)值濃度上升，然后5 月—6 月各監(jiān)測(cè)指標(biāo)值濃度有所降低。 DO、CODMn、BOD5、TP、TN 監(jiān)測(cè)值分別為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； 平均濃度值分別為6.37mg/L、4.10mg/L、4.00mg/L、0.02mg/L、0.86mg/L。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）， 波海湖水質(zhì)指標(biāo)中DO、TP 平均濃度值滿足地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)；CODMn、BOD5、TN 平均濃度值滿足地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，因此，綜合評(píng)定波海湖的水體質(zhì)量為地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 波海湖斷面水質(zhì)變化趨勢(shì)圖

3.1.3 仙女湖

仙女湖（圖3）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，從2021 年1 月至2021 年6 月，水質(zhì)指標(biāo)DO、CODMn、BOD5、TN 存在波動(dòng)，整體表現(xiàn)為在1—4 月間的濃度值為不斷降低的趨勢(shì)，然后5—6 月各監(jiān)測(cè)指標(biāo)值濃度有所上升。 DO、CODMn、BOD5、TN 監(jiān)測(cè)值分別為5.50—8.20mg/L、2.70—4.20mg/L、1.10—2.80mg/L、0.30—0.63mg/L，TP 值均為＜0.01mg/L；平均濃度值分別為7.30mg/L、3.4mg/L、2.30mg/L、0.47mg/L。 根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）， 仙女湖水質(zhì)指標(biāo)中BOD5、TP 值平均濃度值滿足地表水I 類標(biāo)準(zhǔn)；DO、CODMn、TN 平均濃度值滿足地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)；因此，綜合評(píng)定仙女湖的水體質(zhì)量為地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 仙女湖斷面水質(zhì)變化趨勢(shì)圖

3.1.4 青蓮湖

青蓮湖（圖4）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，從2021 年1 月至2021 年6 月，水質(zhì)指標(biāo)DO、CODMn、BOD5、TN 存在波動(dòng)，整體表現(xiàn)為在2—3 月間的濃度值為不斷增加的趨勢(shì)，然后5—6 月各監(jiān)測(cè)指標(biāo)值濃度有所降低。 DO、CODMn、BOD5、TN 監(jiān)測(cè)值分別為5.40—7.35mg/L、2.50—5.10mg/L、1.70—2.80mg/L、0.31—0.66mg/L，TP 值均為＜0.01mg/L；平均濃度值分別為6.30mg/L、3.60mg/L、2.10mg/L、0.48mg/L。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）， 青蓮湖水質(zhì)指標(biāo)中BOD5、TP 平均濃度值滿足地表水I 類標(biāo)準(zhǔn)；DO、CODMn、TN 平均濃度值滿足地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)；因此， 綜合評(píng)定青蓮湖的水體質(zhì)量為地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

圖4 青蓮湖斷面水質(zhì)變化趨勢(shì)圖

3.1.6 中心湖

中心湖（圖5）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，從2021 年1 月至2021 年6 月，水質(zhì)指標(biāo)DO、CODMn、BOD5、TN 存在波動(dòng)，整體表現(xiàn)為在1—2 月間的濃度值為不斷增加的趨勢(shì)，3 月份降低趨勢(shì)，然后4—6 月各監(jiān)測(cè)指標(biāo)值濃度有所升高。 DO、CODMn、BOD5、TN 監(jiān)測(cè)值分別為6.40—7.68mg/L、2.70—4.30mg/L、1.50—5.30mg/L、0.36—0.54mg/L，TP 值均為＜0.01mg/L；平均 濃 度 值 分 別 為7.16mg/L、3.70mg/L、2.80mg/L、0.45mg/L。 根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002），中心湖水質(zhì)指標(biāo)中BOD5、TP 值水質(zhì)平均濃度滿足地表水I 類標(biāo)準(zhǔn)；DO、CODMn、TN 水質(zhì)平均濃度滿足地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)；因此，綜合評(píng)定中心湖的水體質(zhì)量為地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

圖5 中心湖斷面水質(zhì)變化趨勢(shì)圖

3.1.5 綜合評(píng)價(jià)

綜合以上分析，里湖、青蓮湖、波海湖、仙女湖、中心湖整體水質(zhì)質(zhì)量較好，水質(zhì)質(zhì)量介于地表水Ⅱ類和地表水Ⅲ類之間， 其中波海湖和里海水質(zhì)質(zhì)量為地表水Ⅲ類， 其余水體質(zhì)量均為地表水Ⅱ類。

3.2 星湖水體富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)

根據(jù)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法， 單個(gè)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法計(jì)算（表3）結(jié)果表明，里湖中處于貧營養(yǎng)的指標(biāo)為TP，處于中營養(yǎng)的指標(biāo)為CODMn、TN，處于中度富營養(yǎng)化的指標(biāo)為SD、Chla。青蓮湖湖中處于貧營養(yǎng)的指標(biāo)為TP， 處于中營養(yǎng)的指標(biāo)為CODMn、TN，處于中度富營養(yǎng)化的指標(biāo)為Chla，處于重度富營養(yǎng)化的指標(biāo)為SD。 波海湖中處于中營養(yǎng)的指標(biāo)為TP、CODMn， 處于中度富營養(yǎng)化的指標(biāo)為TN、Chla，處于重度富營養(yǎng)化的指標(biāo)為SD。仙女湖中處于貧營養(yǎng)的指標(biāo)為TP， 處于中營養(yǎng)的指標(biāo)為CODMn、TN，處于中度富營養(yǎng)化的指標(biāo)為Chla、SD。中心湖中處于貧營養(yǎng)的指標(biāo)為TP， 處于中營養(yǎng)的指標(biāo)為CODMn、TN， 處于重度富營養(yǎng)化的指標(biāo)為Chla、SD。

同時(shí)，根據(jù)星湖綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算（表3）可知， 星湖整體水質(zhì)處于重度富營養(yǎng)化狀態(tài)。 里湖、青蓮湖、波海湖、仙女湖和中心湖的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)平均值分別為76.09、76.63、90.56、75.00和76.79，整體均處于重度富營養(yǎng)化。

表3 星湖湖區(qū)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)表

3.3 綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)

綜合以上兩種水體質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果， 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中未考慮SD 和Chla 對(duì)水質(zhì)的影響；綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法從TN、TP、CODMn、SD、Chla 等指標(biāo)分析， 從水體富營養(yǎng)化程度對(duì)水體的綜合評(píng)價(jià)，側(cè)重點(diǎn)在于水體營養(yǎng)元素含量，以及水體的富營養(yǎng)化趨勢(shì)。 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)表明[14]，地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中I 類、Ⅱ類水體很少發(fā)生富營養(yǎng)化，Ⅲ類水體偶爾會(huì)發(fā)生輕度富營養(yǎng)， 中度富營養(yǎng)化則主要發(fā)生在Ⅳ類以上水體， 而重度富營養(yǎng)往往發(fā)生在V 類和劣V 類水體中。因此，對(duì)于星湖水環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)， 應(yīng)綜合地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法， 星湖水體質(zhì)量整體表現(xiàn)為地表水Ⅱ-Ⅲ類水，但水體處于重度富營養(yǎng)化狀態(tài)，需要加強(qiáng)管理和監(jiān)督，避免水體水質(zhì)惡化。

4 結(jié)語

根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法，肇慶星湖水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果為水質(zhì)為地表水Ⅱ-Ⅲ類，水體呈重度富營養(yǎng)化狀態(tài)；根據(jù)《肇慶市景觀水體水生態(tài)月報(bào)》數(shù)據(jù)表明，評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況基本一致。 湖泊生態(tài)系統(tǒng)千差萬別，在進(jìn)行湖泊富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)時(shí)， 要結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料來選擇適合的評(píng)價(jià)方法，進(jìn)行湖泊水體質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)，才能得到契合實(shí)際的評(píng)價(jià)結(jié)果。 選擇合適的評(píng)價(jià)方法不僅能夠反映出湖泊的富營養(yǎng)化狀況， 能更全面客觀地反映湖泊營養(yǎng)狀態(tài)水平， 為湖泊富營養(yǎng)化的治理、保護(hù)提供相關(guān)的資料。 可為類似湖泊城市景觀湖泊水體富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)提供一定借鑒經(jīng)驗(yàn)。 □