于興志， 馮 龍， 徐正飛， 李 寅

(連云港市水利局， 江蘇 連云港 222006)

石梁河水庫(kù)位于新沭河中游，是淮河流域沂沭泗水系洪水東調(diào)南下工程的重要組成部分[1-2]。為連云港市的“高質(zhì)發(fā)展、后發(fā)先至”提供了有力的防洪和水源保障，未來(lái)圍繞石梁河水庫(kù)引水至開(kāi)發(fā)區(qū)、國(guó)家自貿(mào)實(shí)驗(yàn)區(qū)供水，保障徐圩石化基地備用供水線(xiàn)，進(jìn)一步提高石梁河水庫(kù)的水質(zhì)要求。為了確保水庫(kù)水質(zhì)滿(mǎn)足用水需求，水庫(kù)水質(zhì)采取合理評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及方法并采取相應(yīng)措施治理污染顯得尤為重要。

1 水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及方法

本文采用單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)， 入庫(kù)河道水質(zhì)的高錳酸鹽、氨氮、總磷的指數(shù)作為評(píng)價(jià)項(xiàng)目，以GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)(表1)，對(duì)石梁河水庫(kù)入庫(kù)河流水質(zhì)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

水質(zhì)評(píng)價(jià)方法采用單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)，單因子指數(shù)法計(jì)算公式：

(1)

式中：pi為該污染物的污染指數(shù)；Ci為該污染物的實(shí)測(cè)濃度值；C0i為該污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值(允許濃度值)。

達(dá)標(biāo)率計(jì)算公式：

(2)

超標(biāo)倍數(shù)計(jì)算公式：

(3)

表1 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值 單位：mg/L

2 石梁河水庫(kù)單因子法水質(zhì)分析

本文數(shù)據(jù)主要來(lái)源于連云港市環(huán)保局2016—2019年采集水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)頻次為每月1次。采用數(shù)據(jù)進(jìn)行單因子分析，確定庫(kù)區(qū)水質(zhì)情況，為庫(kù)區(qū)管理提供科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。對(duì)石梁河水庫(kù)2016—2019年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因子法分析氨氮、高錳酸鹽、總磷變化趨勢(shì)及確定水質(zhì)類(lèi)別。

2.1 入庫(kù)河道水質(zhì)分析

水庫(kù)入庫(kù)河道主要包括新沭河、朱范河、石頭門(mén)河、西朱范河[3]，分別以新沭河大興橋斷、朱范河G327橋斷面、石門(mén)頭河G327橋斷面、西朱范河庫(kù)西橫山公路北橋斷面2016—2019年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析入庫(kù)河道水質(zhì)情況。

由表2可以看出，新沭河入庫(kù)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率達(dá)到57%，均在Ⅳ類(lèi)水以上，且主要超標(biāo)因子為高錳酸鹽指數(shù)；朱范河水質(zhì)均為Ⅴ類(lèi)或劣Ⅴ類(lèi)，水質(zhì)狀況為重度污染；石門(mén)頭河和西朱范河水質(zhì)均在IV類(lèi)，屬水質(zhì)較差，特別西朱范河總磷嚴(yán)重超標(biāo)；由此看出入庫(kù)河道水質(zhì)均較差，均達(dá)不到III類(lèi)水要求，需要對(duì)入庫(kù)河道水質(zhì)進(jìn)一步提高，從源頭治理入庫(kù)河道水質(zhì)問(wèn)題。

載抗腫瘤藥物的殼聚糖納米粒氨基化靶向修飾物的研究進(jìn)展 ……………………………………………… 陳雨晴等（13）：1850

2.2 庫(kù)區(qū)水質(zhì)情況分析

庫(kù)區(qū)水質(zhì)采用分析壩前水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，由圖1～3變化趨勢(shì)看出，2016—2019年水庫(kù)氨氮指標(biāo)濃度呈下降趨勢(shì)，均在Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值控制線(xiàn)以下；高錳酸鹽指數(shù)濃度近3年變化不大，均在4 mg/L上下波動(dòng)狀態(tài)，均在Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值控制線(xiàn)以下；總磷濃度近幾年變化較大，2016年至2017年8月，均在Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值控制線(xiàn)以下，而2017年9月至今呈增加趨勢(shì)，超出Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值控制線(xiàn)。

圖1 2016—2019年石梁河水庫(kù)氨氮質(zhì)量濃度

圖2 2016—2019年石梁河水庫(kù)高錳酸鹽指數(shù)質(zhì)量濃度

圖3 2016—2019年石梁河水庫(kù)總磷質(zhì)量濃度

由表3得出，石梁河水庫(kù)氨氮質(zhì)量濃度為0.05～0.71 mg/L，平均質(zhì)量濃度為0.34 mg/L，達(dá)標(biāo)率為100.0%；高錳酸鹽指數(shù)質(zhì)量濃度為2.75～5.20 mg/L，平均質(zhì)量濃度為4.00 mg/L，達(dá)標(biāo)率為100.0%；總磷質(zhì)量濃度為0.02～0.18 mg/L，最大超標(biāo)倍數(shù)2.50倍，平均質(zhì)量濃度為0.06 mg/L，達(dá)標(biāo)率為70.7%。主要超標(biāo)因子為總磷(0.13)。綜上分析得出，2016年石梁河水庫(kù)水質(zhì)良好，符合地表水Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)；2017年及2018年水質(zhì)符合地表水Ⅳ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，為輕度污染，主要超標(biāo)因子為總磷；2019年石梁河水庫(kù)水質(zhì)良好，符合地表水Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。

3 水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化分析

本文對(duì)水庫(kù)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)采用Carlson營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，通過(guò)各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行綜合計(jì)算水庫(kù)綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，確定水庫(kù)水質(zhì)健康程度。選取對(duì)反映湖泊富營(yíng)養(yǎng)化具有一定代表性的水質(zhì)參數(shù)對(duì)石梁河水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化狀況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。采用修正的Carlson營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，即綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)公式計(jì)算各點(diǎn)的綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)I。將每年12個(gè)月的I值進(jìn)行平均，獲得監(jiān)測(cè)點(diǎn)年I值，對(duì)2016—2019年的綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)進(jìn)行比較分析。

綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)I的計(jì)算公式為

(4)

式中：I為綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；Ij為第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；Wj為第j種參數(shù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的權(quán)重。

表2 入庫(kù)河道2016—2019年斷面水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

表3 石梁河水庫(kù)2016—2019年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

各參數(shù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的權(quán)重參照金相燦等[4]《中國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化》一書(shū)中調(diào)查得出的各參數(shù)與的相關(guān)關(guān)系計(jì)算確定。將相關(guān)權(quán)重帶入上式后就如下面公式所示：I=0.266IChla+0.183ISD+0.188ITP+0.179ITN+0.183ICODMn；

其中，IChla、ISD、ITP、ITN、ICODMn按照如下計(jì)算方法獲得，計(jì)算公式：

IChla=10(2.500+1.086lnρ(Chla))

(5)

ISD=10(5.118-1.940ln(SD))

(6)

ITP=10(9.436+1.624lnρ(TP))

(7)

ITN=10(5.453+1.694lnρ(TN))

(8)

ICODMn=10(0.109+2.661lnρ(CODMn))

(9)

式中：ρ(Chla)為Chla的質(zhì)量濃度，mg/m3；SD為透明度，m；ρ(TP)、ρ(TN)、ρ(CODMn)分別為T(mén)P、TN及CODMn的質(zhì)量濃度，mg/L。

湖泊(水庫(kù))營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)：依據(jù)中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站《湖泊(水庫(kù))富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)技術(shù)規(guī)定》，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)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為見(jiàn)表4。在同一營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)下，指數(shù)值越高，其營(yíng)養(yǎng)程度越重。

根據(jù)上述評(píng)價(jià)方法，石梁河水庫(kù)2016—2019年綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果如表5所示。

表5可知，石梁河水庫(kù)2016—2019年綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)在富營(yíng)養(yǎng)限值左右波動(dòng)，2016年和2017年為中營(yíng)養(yǎng)，2018年為輕度富營(yíng)養(yǎng)，2019年為中營(yíng)養(yǎng)。

表4 湖泊(水庫(kù))營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)方法

表5 石梁河水庫(kù)綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

4 結(jié)論和建議

4.1 結(jié)論

通過(guò)近5年入庫(kù)河道水質(zhì)評(píng)價(jià)，新沭河、朱范河、石頭門(mén)河、西朱范河入庫(kù)水質(zhì)均較差，均達(dá)不到III類(lèi)水要求，需要對(duì)入庫(kù)河道水質(zhì)采取凈化措施，改善入庫(kù)水體水質(zhì)。

通過(guò)分析庫(kù)區(qū)水質(zhì)及富營(yíng)養(yǎng)化得出2016年和2019年水質(zhì)良好，符合地表水Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，2017年和2018年水質(zhì)符合地表水Ⅳ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，為輕度污染，主要超標(biāo)因子為總磷；庫(kù)區(qū)水體富營(yíng)養(yǎng)化2016年和2017年為中營(yíng)養(yǎng)，2018年為輕度富營(yíng)養(yǎng)，2019年為中營(yíng)養(yǎng)。

4.2 建議

協(xié)調(diào)跨區(qū)域，聯(lián)合強(qiáng)化監(jiān)督。石梁河水庫(kù)處于新沭河中游，水質(zhì)受上游來(lái)水影響較大，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)入庫(kù)河道水質(zhì)，定期向流域機(jī)構(gòu)匯報(bào)入庫(kù)水質(zhì)情況，通過(guò)流域機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)，加強(qiáng)水資源保護(hù)和水污染防治的監(jiān)管力度。

利用經(jīng)濟(jì)杠桿，促進(jìn)污水達(dá)標(biāo)排放。通過(guò)征收水資源污染補(bǔ)償費(fèi)，盡快建立水資源污染經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估和補(bǔ)償機(jī)制，通過(guò)“誰(shuí)污染、誰(shuí)承擔(dān)”，采用經(jīng)濟(jì)杠桿減少水庫(kù)來(lái)水污染。

調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，控制污染源[5]。將水庫(kù)生態(tài)保護(hù)范圍劃入禁養(yǎng)區(qū)，在禁養(yǎng)區(qū)范圍禁止進(jìn)行畜牧養(yǎng)殖；通過(guò)優(yōu)化調(diào)整入庫(kù)河道沿線(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，關(guān)停、技改污染企業(yè)，減少工業(yè)污染；實(shí)施高效農(nóng)業(yè)，降低農(nóng)業(yè)面源污染。

因地制宜，生態(tài)舉措提升水質(zhì)。庫(kù)區(qū)灘地種植及魚(yú)塘采取生態(tài)田埂工程、生態(tài)溝渠工程、生態(tài)塘整治工程及種植生態(tài)涵養(yǎng)林等措施；水庫(kù)水面采取水生植物根系吸收水中氮磷等生態(tài)措施，清理庫(kù)區(qū)網(wǎng)箱養(yǎng)殖魚(yú)，合理規(guī)劃養(yǎng)殖規(guī)模、方式，采取放養(yǎng)鰱鳙魚(yú)吞食藻類(lèi)生物，進(jìn)一步控制水體富營(yíng)養(yǎng)。

入庫(kù)河道，分類(lèi)整治。新沭河和石門(mén)頭河采取生態(tài)凈化工程改善入庫(kù)水質(zhì)；朱范河、西朱范河通過(guò)截污工程，選擇適當(dāng)位置建設(shè)污水處理廠(chǎng)，經(jīng)過(guò)凈化達(dá)標(biāo)后入庫(kù)區(qū)。

進(jìn)一步論證石梁河水庫(kù)生態(tài)環(huán)境容量，以量確定納污量和截污量，為水資源保護(hù)與合理利用提供科學(xué)依據(jù)。