湯溪水庫水質現狀及污染源分析

劉志偉

摘要：指出了湯溪水庫是粵東最大的水庫，也是饒平縣居民和工農業用水重要水源，但近年來年水庫水質不斷惡化，水體呈富營養化。通過對水庫及其支流的水質進行采樣分析，運用單因子評價法、營養狀態指數法、藻類豐度指數法等方法對水庫水質現狀進行了評價分析。結果表明：湯溪水庫的污染源主要是生活污染、農業面源污染和禽畜養殖污染。部分段面水質已達劣V類，應盡快治理。

關鍵詞：湯溪水庫；富營養化，營養狀態指數 單因子指標評價法

中圖分類號：X524

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）14-0059-03

1 引言

湯溪水庫位于廣東省饒平縣北部的黃崗河中游，集水面積667 km²，總庫容3.78億m³，最大水深37 m，以灌溉、防洪為主，兼有發電、養魚等綜合效益。庫區植被良好，風景宜人。湯溪水庫是饒平縣主要的居民生活和工農漁業用水主要來源[1]。

近年來湯溪水庫水質不斷惡化，富營養化趨勢明顯，為了進一步了解湯溪水庫現狀水質及其污染源，根據湯溪水庫的水文特性，特在入庫支流及庫區分別設置新豐、九村、河口、新塘、建饒、湯溪入庫、湯溪庫中、湯溪大壩等8個水質監測斷面（圖1），河流斷面采樣于2015年1月、3月、5月、7月、8月、12月進行，每月一次。水庫段面采樣于3月、5月、8月、12月進行，每月一次。根據監測數據對湯溪水庫水質現狀及其入庫支流進行評價分析。

2 湯溪水庫水質現狀

2.1 單因子指標評價法

將污染物的實測濃度Ci與該污染物在水環境中的允許濃度（《地表水環境質量標準》GB3838-2002評價標準）Csi的比較，得出單因子指標分級[2]，以分級最差的類別做為該水體水質級別。單因子評價以監測項目中最差的水質項目的評價級別作為總體水質評價級別，它能夠嚴格的保證供水的安全。

采用單因子評價法對湯溪水庫及主要入庫河流水質進行評價，評價結果見表1

由表1可知 湯溪水庫入庫全年平均水質類別為劣V類，超標的水質因子為：總氮、BOD5、氨氮、總磷。湯溪水庫庫中和大壩全年平均水質類別均為Ⅳ類，主要超標因子同為總氮、溶解氧。

2.2 湯溪水庫營養狀態評價

根據《地表水資源質量評價技術規程》（SL395-2007）的規定，對高錳酸鹽指數、總磷、總氮、葉綠素a、透明度的檢測值，用線性插值法將水質項目濃度值轉換為賦分值，各項目賦分值加權平均后計算營養狀態指數（EI）[3]。EI值越高，其營養程度越重：EI≤20 為貧營養，2050為富營養。 成果見表2。

由圖2可知，2015年湯溪水庫各斷面富營養化狀態指數（EI）年平均指數在49～63之間，各斷面EI值變化趨勢不一。一到四季入庫斷面EI值呈下降趨勢，庫中和大壩一到三季度的EI值較穩定在50左右，四季度有所下降，其中第三季度的營養化程度最高。經過對影響EI值的各要素進行分析，造成這一現象的原因是總氮因子。由圖3可知，湯溪水庫各斷面總氮濃度在變化趨勢與EI值趨勢基本相同。說明湯溪水庫入庫的富營養化狀態受入庫支流水質的影響較大，3月份開始進入初汛期，入庫支流將含氮、磷等生活及農業產生的廢污水帶入庫體，故入庫斷面EI值增大。而隨著降雨增多，入庫支流水質總氮濃度降低，EI值逐漸減小。隨著入庫污染物在水庫擴散、沉淀，水體總氮濃度趨于穩定，庫中與大壩斷面的EI值也隨之穩定。庫中與大壩斷面的EI值在第三季度達到全年頂峰，這是因為入庫的營養鹽類經過富集，加之氣溫升高，浮游植物的大量繁殖，導致葉綠素濃度增加。

2.3 湯溪水庫藻類分析評價

按照《中國淡水藻類》[4]的分類系統，對湯溪水庫入庫、庫中和大壩中發現的藻類進行分類。湯溪水庫主要為藻類為綠藻、硅藻和藍藻，甲藻門藻類基本在每季度監測中都有發現，裸藻門和隱藻門藻類只在少數季度零星出現。結果詳見表3。

由表4和圖4可知：湯溪水庫藻類的總豐度有著明顯的時空變化。時間上入庫、庫中、大壩的浮游植物的總豐度隨著季節而變化，呈現出第三季度較高，其他季度較低的特點；這是由于前汛期大量營養鹽進入庫區水體，且第三季度氣溫較高，這些因素促進了藻類的生長，藻類得到大量繁殖。空間上呈現入庫斷面的藻類豐度要比庫中和大壩略低。這是水庫的水文特性及藻類生長的環境要求決定的，由于藻類爆發有三個限制：適宜的水文，一定含量的營養鹽和較為緩慢的流速[5]，入庫處水流比較急，藻類比較難在這個區域停留累積下來，雖然入庫區域水中營養鹽濃度雖高，但往往泥沙含量大，透明度低，光照條件不好，藻類一樣難繁殖；庫中和大壩的水庫水體區域，水流較慢，透明度也相對高些，所以藻類在這兩個區域得到大量繁殖。

由圖5可知湯溪水庫入庫的綠藻門和硅藻門所占比例較高，到了第三季度綠藻成為優勢種；湯溪水庫庫中和大壩都是藍藻門、綠藻門和硅藻門所占比例較高，到了第三季度藍藻成為優勢種。這反映了綠藻、藍藻、硅藻對溫度、氮磷等營養物質敏感性較強，所以這些藻類得到優先大量繁殖。由于藍藻為富營養化水體的優勢種，綠藻為中營養型水體的優勢種，由此可見湯溪水庫大壩和湯溪水庫庫中產生藍藻水華的危險性較高。

3 污染源分析

針對湯溪水庫的富營養化問題，2015年對水庫集雨區鄉鎮進行了污染源調查，并對各主要入庫支流進行了采樣監測。調查發現，水庫上游集雨面積內分布有新塘、三饒、新豐、饒洋、上饒、建饒等多個鄉鎮，總人口接近30萬，黃岡河上游的彩瓷業發展迅速，污水未經處理直接排放，居民的大量日常生活、旅游、農業種植產生的廢水、廢棄物沒有經過處理直接經黃岡河上游段排入湯溪水庫。調查結果表明湯溪水庫集雨區內污染源種類主要是生活污染、農業面源污染、禽畜養殖污染（表4）。

從監測結果中可見，總氮最大超標倍數為3.9倍，最大超標值出現在2015年3月份的九村和新塘斷面。水庫支流的總磷按河流的標準劃分，支流最大超標倍數為3.3倍，最大超標值出現在九村斷面2015年1月份； 表明湯溪水庫大量的污染物主要來自于上游各入庫河流，污染物主要是為BOD5、氨氮、總磷、總氮等有機污染物及營養鹽。這些污染物進入庫區，隨水流在庫區分散開，有機物在微生物的生化作用進行氧化分解，消耗水體中大量的溶解氧，進而導致水庫水體BOD5超標。有機氮氧化分解過程生成部分含氮營養鹽類物質，加上隨河水進入的含氮營養鹽，在水體不斷沉積富集，導致水庫總氮超標，水體中有過量氮會造成富營養化，使水質惡化。

4 結論

（1）湯溪水庫水質現狀不容樂觀，常年水質維持Ⅳ類，部分段面水質達到劣V類，水庫主要超標項目總氮。

（2）湯溪水庫呈現富營養化，營養化狀態指數（EI）年平均指數在49～63之間，浮游植物的總豐度有著明顯的時空變化，不同時間不同斷面藻類的豐度及種類有著明顯的區別。

（3）湯溪水庫的主要污染源是生活污染、農業面源污染、禽畜養殖污染。為了控制水庫水體富營養化的進程，必須控制外源性營養物質和內源性營養物質[6]。

參考文獻：

[1]廣東省饒平縣縣志編纂委員會.饒平縣志（1979-2005）[M].廣州：廣東人民出版社，2011.

[2]王 梁，陳守越.江蘇省農村地表水水功能區水環境單因子指標評價與空間分析[J]. 中國農業資源與區劃 2014，35（2）：18～23.

[3]SL395-2007 地表水資源質量評價技術規范[S].北京：國家標準出版社，2007.

[4]胡鴻鈞，魏印心.中國淡水藻類[M].北京：中國環境科學出版社，2002：495～503.

[5]宋建坤.湯浦水庫富營養化趨勢分析及防治研究[J]. 環境科學與技術，2010（6）：219～221.

[6]譙 華.湖泊富營養化的形成機理與防治對策[J] 環境科學導刊 2007，26（6）：45～48.