龔文娟 (安徽省城建設計研究總院股份有限公司,安徽 合肥 230000)
沱湖,位于安徽省五河縣境內,淮河流域漴潼水系沱河下游潴水而成的湖泊,為天然淡水湖。沱湖北納沱河、北沱河、唐河、馬拉溝等來水,東接懷洪新河,由雙溝和下草灣引河泄入洪澤湖,總流域面積3060km。沱湖流域地處淮北平原,地形以平原為主,地勢總體由西北向東南傾斜,地面坡度平緩,地面高程在14~30m。由于沱湖為河跡洼地型湖泊,湖岸彎曲,湖底平坦,岸周坡緩,因此水面面積變化大且與水位高低關系密切,正常蓄水位為13.8m,相應水面面積49.14km。遙感解譯分析顯示,沱湖流域最主要的土地利用類型是耕地,面積為2299.34km,占到流域總面積的74.87%;其次為建筑用地,面積為592.61km,占到流域總面積的19.30%,水域面積為126.33km,占到流域總面積的4.11%,林草地面積為52.86km,占到流域總面積的1.72%。
沱湖是安徽省沱湖省級自然保護區(qū)的重要載體,是五河縣的飲用水水源地,是眾多水鳥的越冬地和遷移途中停歇地,也是五河縣重要的水產、旅游、文化資源。隨著流域農業(yè)生產的發(fā)展和人口城鎮(zhèn)化趨勢的加強,農業(yè)種植污染、養(yǎng)殖污染、生活污染等對湖區(qū)水域的污染日益嚴重,生物多樣性減少,濕地功能下降等生態(tài)環(huán)境問題日益突出。
本研究于2018年5月~2019年2月,在沱湖具有代表性的采樣點,采集表層水樣,對水樣進行檢測分析和綜合評價,以期為五河沱湖水體污染綜合防治提供參考依據。
沱湖水質現狀監(jiān)測共設置8個監(jiān)測點位,詳見圖1沱湖監(jiān)測點位分布圖。監(jiān)測時段為2018~2019年,監(jiān)測指標包括地表水環(huán)境治理指標和營養(yǎng)狀態(tài)評估指標。包含:水溫、pH、溶解氧、總氮、總磷、高錳酸鹽指數、氨氮、透明度(SD)、SS、葉綠素a(Chla)等。
圖1 沱湖水質調查樣點設置圖
分別在2018年5月、8月、11月和2019年2月對沱湖主要湖區(qū)開展了4期水質現狀調查,分別代表沱湖春、夏、秋、冬不同季節(jié)的水質。采樣點分布如圖1及表1所示。
沱湖水質調查采樣點 表1
①水環(huán)境現狀評價
評價方法:采用單項污染指數法評價水環(huán)境現狀質量,計算公式為:
一般水質因子(隨水質濃度增加而水質變差的水質因子)
式中:P—單項污染指數,當P>1時,超標倍數為P-1;
C—實 測 值,mg/L;C—標 準 值,mg/L。
②水體富營養(yǎng)化評價
水體富營養(yǎng)化評價采樣綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數法,計算公式如下:
式中:TLI(∑)為綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數;Wj為第j種參數的營養(yǎng)狀態(tài)指數的相關權重;TLI(j)代表第j種參數的營養(yǎng)狀態(tài)指數。
以chla作為基準參數,則第j種參數的歸一化的相關權重計算公式為:
式中:r為第j種參數與基準參數Chla的相關系數;n為評價因子的個數。
2.1.1 時間變化
①總氮:除冬季TN含量不超標外,其余季節(jié)TN含量均超標,其中秋季超標最多,均值為3.295mg/L,春季為3.285mg/L,夏季1.775mg/L,冬季最低為0.72mg/L。TN濃度最低點為冬季的7號點,為0.30mg/L;濃度最高點為春季的8號點,為4.97mg/L。
②總磷:各季度TP含量均超標,其中夏季超標最多,均值為0.38 mg/L,春季為0.35 mg/L,秋季0.094 mg/L,冬季最低為0.08 mg/L。最接近標準值的點出現在冬季的5號點,為0.06 mg/L,超標最高的出現在春季的1號點,為0.96 mg/L。
③高錳酸鹽指數:夏季高錳酸鹽含量超標,均值為7.121 mg/L,春季為5.3 mg/L,秋 季5.88 mg/L,冬 季 最 低 為3.07 mg/L。夏季的8號點位超標最嚴重,濃度為8.92 mg/L。
④氨氮:夏季氨氮超標,均值為1.2735 mg/L,春季、秋季分別為0.987 mg/L和0.614mg/L,冬季最低為0.33 mg/L。
⑤葉綠素a:葉綠素a含量春季最低,均值為2.30 ug/L;夏季、秋季各點位的葉綠素a含量變化趨勢相同,2號點位葉綠素a含量最低、7號和8號點位葉綠素a含量最高;冬季除7號點位外,其余點位與夏、秋季變化趨勢相同,7號點位葉綠素a含量最低,為2 ug/L??傮w來看,沱湖水質夏季較差,各項水質指標超標率較高,冬季水質最好,各項水質指標基本達標。
⑥溶解氧:DO含量總體呈冬季>春季>夏季>秋季,評價期內,除夏季1號和2號點位DO含量低于III類水標準外,其余監(jiān)測值均達到III類水標準。溶解氧濃度最高值出現在春季的1號點位,達到19.54 mg/L,最低值出現在夏季的1號點位,為0.84 mg/L。
圖2 沱湖水體各指標濃度變化情況及空間分布
圖3 沱湖主要水質指標年均值的空間變化
圖4 沱湖水體綜合富營養(yǎng)化指數分布情況
2.1.2 空間變化
①總氮:8個采樣點4次總氮采樣均值中,7號點位超標倍數最小,均值1.53mg/L;4號點位最差,均值2.83 mg/L,
②總磷:8個采樣點4次總磷采樣均值中,7號點位超標倍數最小,均值0.12 mg/L;1號點位最差,均值0.39 mg/L。
③氨氮:8個采樣點4次氨氮采樣均值中,6號點位超標倍數最小,均值0.705 mg/L,7號點位其次,0.712 mg/L;4號點位最差,均值1.163 mg/L。
④高錳酸鹽指數:8個采樣點4次COD采樣均值中,7號點位平均濃度最低,均值為4.54 mg/L;8號點位和2號點位最差,均值為5.77 mg/L。
⑤葉綠素a:8個采樣點4次葉綠素a采樣均值中,2號點位平均濃度最低,均值為7.28 ug/L;8號點位最差,均值為25.27 ug/L。
⑥溶解氧:8個采樣點4次溶解氧采樣均值中,7號點位溶解氧含量最高,均值為13.15 mg/L,2號點最低,均值為9.39 mg/L。
根據水體綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數法計算,對采樣點富營養(yǎng)化狀態(tài)進行評價,發(fā)現沱湖水體總體處于輕度富營養(yǎng)狀態(tài),綜合富營養(yǎng)化指數為58.67。其中夏季及秋季富營養(yǎng)化指數較高,水體總體處于中度富營養(yǎng)狀態(tài);4號點位富營養(yǎng)化水平最高;7號點(沱湖自然保護區(qū)核心區(qū)、水源地取水口)富營養(yǎng)化水平最低;冬季富營養(yǎng)化指數最低,總體處于中營養(yǎng)狀態(tài),7號點位富營養(yǎng)化水平最低。
根據2018年~2019年沱湖水質監(jiān)測數據,沱湖湖泊水質整體較好,呈無污染型,夏季水質較差,冬季最好,氮磷含量超標現象較為嚴重。7號點位(沱湖自然保護區(qū)核心區(qū)、飲用水水源地)水質較好,4號點位(湖泊開闊區(qū)域)和8號點位(湖心區(qū)域)水質較差。沱湖水體營養(yǎng)化指數為58.67,水質處于輕度富營養(yǎng)水平。
沱湖的治理需要在現狀污染源調查分析和水環(huán)境容量計算的基礎上,制定流域水污染物總量控制和污染物削減方案,研究沱湖流域生活點源、工業(yè)點源和農業(yè)非點源等主要污染源的控制方案和技術方法。按照“分類、分區(qū)、分級、分期”的原則,針對上游淮河及其他入湖河流整治,重點以點源和面源污染控制措施為主實施流域水環(huán)境綜合治理。