棋盤山水庫水質現狀及生態系統富營養化評價

寇凌霄 王興兵 王曉光 魏洪祥 張濤 劉勇

摘要：2016年5月—2017年11月對棋盤山水庫水質進行了8次采樣調查，檢測結果表明主要污染物為總氮。采用流域綜合水質指數法對棋盤山水庫總體水質狀況進行評價，2016年流域水質指數為3.50， 2017年流域水質指數為3.25，該水庫以Ⅱ～Ⅲ類水質為主。采用湖泊（水庫）富營養化評價方法對水庫富營養化狀況進行評價，棋盤山水庫在2年內除2016年壩前南岸呈現中營養狀態，其它均呈現輕度富營養狀態。

關鍵詞：棋盤山水庫；水質；綜合評價；富營養化評價

棋盤山水庫位于沈陽世博園正北方向，距離市中心東偏北20 km。攔截的是蒲河水，屬遼河水系。流域面積133 km2，水庫總庫容8.016×104 hm2，是一座以防洪為主兼顧農田灌溉、旅游、水產養殖等綜合利用的中型水庫。該庫水深的平均值為8.02 m，最深處為13.60 m。為給今后棋盤山水庫發展水產養殖業提供科學依據和基礎資料，我們于2016年5月-2017年11月對水庫水質進行了調查。

1材料與方法

1.1采樣時間與采樣站位

2016年～2017年對棋盤山水庫進行現場調查監測8次，根據庫區情況共設4個站位，即壩前南岸、壩前北岸、上游南岸、上游北岸。分別記為1～4（見圖1、表1）。采樣點根據水位深度分層采集樣品。

1.2調查內容與方法

理化指標調查內容有：水深、水溫、透明度、pH、溶解氧、總堿度、總硬度、鈣、鎂、氨氮、亞硝酸鹽、總氮、總磷、有機物耗氧率（CODMn）。調查與檢測根據《漁業生態環境監測規范SC/T 9102.3-2007》[1]進行。

1.2.1綜合水質評價方法評價標準依據《地表水環境質量標準 GB 3838-2002》[2]及《漁業水質標準 GB 11607-89》[3]，采用單項指數法與河流水質綜合評價方法斷面綜合水質指數計算公式[4-5]：

1.2.2富營養化狀態評價評價標準依據《關于印發湖泊（水庫）富營養化評價方法及分級技術規定的通知》[6]中規定的綜合營養狀態指數。

公式：

TLI（∑）=∑nj=1Wj·TLI（j）

使用SPSS 17.0處理試驗數據，進行單因素方差分析和Duncan多重比較，顯著性水平為0.05。

2結果分析與水質評價

2.1理化指標

根據棋盤山水庫水體特征，將水質指標分為物理指標、氧平衡指標、常規化學指標3方面進行分析，詳細的檢測結果見表2。

2.1.1物理指標庫區平均水深為8.02 m，均值變幅在3.66～12.65 m，水位最高值出現在2017年9月的壩前南岸，為13.60 m，水位最低值出現在2016年5月的上游南岸，為2.80 m。水溫水平變化差異不明顯，隨季節更替變化，均值變幅在17.91～18.14 ℃，平均水溫為18.04 ℃，水溫最高值出現在2017年7月的上游北岸，為2770 ℃，水溫最低值出現在2017年11月的上游南岸，為4.90 ℃。透明度5月明顯高于其它月份，均值變幅在80.00～104.38 cm，平均89.07 cm，透明度最高值出現在2016年5月的壩前南岸，為180.00 cm，透明度最低值出現在2017年7月的上游北岸，為45.00 cm。（見圖2-圖4）

2.1.2氧平衡指標壩前溶解氧5、7月份呈飽和狀態，上游溶解氧5、7、9月份呈飽和狀態，均值變幅在9.82～11.07 mg/L，平均10.41 mg/L，溶解氧最高值出現在2016年7月的上游北岸，為15.93 mg/L，溶解氧最低值出現在2017年9月的壩前南岸，為6.32 mg/L。高錳酸鉀指數水平波動不明顯，平均值北岸低于南岸。均值變幅在4.28～4.49 mg/L，平均4.41 mg/L，高錳酸鹽最高值出現在2016年7月的上游北岸，為5.78 mg/L，高錳酸鉀指數最低值出現在2016年5月的上游北岸，為3.60 mg/L。（見圖5、圖6）溶解氧

2.1.3常規化學指標pH水平變化無明顯差異，平均值上游略高于壩前，各站位的最高值都是出現在7月，最低值都是出現在11月，均值變幅在8.74～8.54，平均8.64，pH最高值出現在2017年7月的上游南岸，為9.07，pH最低值出現在2016年11月的壩前南岸和北岸，為8.22。總堿度無季節和站位差異，處于穩定狀態，均值變幅在2.49～2.56 mg/L，平均2.53 mg/L，最高值出現在2016年5月的壩前北岸和上游北岸，為3.04 mg/L，最低值出現在2016年9月的壩前南岸，為1.83 mg/L。總硬度也無季節和站位差異，處于穩定狀態，均值變幅在3.67～3.79 mg/L，平均3.74 mg/L，最高值出現在2017年5月的壩前南岸，為4.36 mg/L，最低值出現在2016年9月的壩前南岸和上游南岸，為3.02 mg/L。鈣水平變化無明顯差異，平均值上游略高于壩前，均值變幅在2.04～2.26 mg/L，平均2.15 mg/L，最高值出現在2017年7月的上游南岸和上游北岸，為2.82 mg/L，最低值出現在2016年9月的壩前南岸，為1.27 mg/L。鈣的數據隨著監測月份呈一升一降波動狀態，平均值壩前略高于上游，均值變幅在1.501～1684 mg/L，平均1.594 mg/L，最高值出現在2016年上游北岸，為1.959 mg/L，最低值出現在2017年7月的上游南、北岸，為0830 mg/L。氨氮監測期間變幅較大，2016年各監測站位都是最低值，為0.025 mg/L， 從2017年5月逐漸上升，9月逐漸下降，最大值出現在2017年7月的上游北岸，為2.713 mg/L。均值變幅在0.084～0.483 mg/L，平均0.289 mg/L。亞硝酸鹽含量與季節變化有關，各監測站位從每年的5月份逐漸上升，從每年的9月份逐漸下降，平均值壩前略高于上游，均值變幅在0.009～0012 mg/L，平均0.011 mg/L，最大值出現在2017年9月的壩前南岸，為0.029 mg/L。總氮在監測期間變幅較大，平均值北岸高于南岸，均值變幅在1.341～1.522 mg/L，平均1.436 mg/L，最高值出現在2016年7、9月的上游北岸，為2461 mg/L，最低值出現在2017年11月的上游北岸，為0.104 mg/L。總磷監測期間變幅較大，2016年5月～9月各監測站位都是最低值，為0001 mg/L，除壩前南岸，其它3個監測站位11月份數值上升，2017年隨著監測月份呈一升一降波動狀態，平均值上游高于壩前，均值變幅在0027～0.031 mg/L，平均0.030 mg/L，最高值出現在2017年5月的壩前南岸和上游南岸。（見圖7-圖15）

2.2水質評價

監測的棋盤山水庫為Ⅱ～Ⅲ類水質。總氮單獨評價，壩前南岸、上游南岸、上游北岸符合Ⅲ類水質標準，壩前北岸符合Ⅳ類水質標準。

監測斷面綜合水質指數

圖162016—2017年棋盤山水庫各站位綜合水質污染指數變化趨勢

根據水質分析結果，采用綜合污染指數法對棋盤山水庫進行水質評價。2016年從壩前南岸到上游北岸的4個斷面綜合水質污染指數依次為3.94、3.93、4.00、4.06。2017年從壩前南岸到上游北岸的4個斷面綜合水質污染指數依次為375、3.75、3.86、4.76。從各斷面水質狀況分析，上游兩個斷面的綜合水質污染指數偏高于壩前，2016年和2017年除了上游北岸這個斷面水質一般，以Ⅳ類水質為主，其它各斷面水質良好，均以Ⅱ～Ⅲ類水質為主。采用流域綜合水質指數法對水庫總體水質狀況進行評價，2016年棋盤山水庫水質指數（P）為3.50， 2017年棋盤山水庫水質指數（P）為3.25，2017年水庫的總體水質比2016年好。水環境質量總體良好。

2.2.1水質分析棋盤山水庫屬于中型的山谷型水庫，庫區平均水深8.02 m。水體透明度大小主要取決于水中浮游生物和懸浮物的多少，季節、天氣和水體條件的變化是影響水體透明度的主要因素，庫區各監測斷面透明度都較大。 參照GB 3838-2002，pH標準為6～9，庫區都在標準范圍內，表明庫區具有良好的緩沖性能。庫區溶解氧平均值都在7.0 mg/L以上，參照GB 3838-2002，符合Ⅰ類水質標準。庫區溶解氧充足，有利于有機質的氧化分解。根據經驗，漁業水域堿度一般認為在1.0～3.0 mmol/L之間較好[7]，在監測周期內堿度指標都在此范圍內；庫區的總硬度都在2.8～5.7范圍內，參照《淡水養殖水化學》[8]中天然水硬度分類，屬于中等軟水。總堿度、總硬度均高于遼寧省另一也屬于山谷型水庫的觀音閣水庫[9]。水體中還原性有機物及無機物的含量常用高錳酸鹽指數表示，參照GB 3838-2002，庫區高錳酸鹽指數均符合Ⅲ類水質標準。氨氮是引起水體富營養化的一個污染物，參照GB 3838-2002，庫區的壩前的氨氮平均值符合Ⅰ類水質標準，上游的氨氮符合Ⅱ類水質標準，分析原因主要是由于上游南北兩岸2017年5、7月份均存在超標現象，2017年5月上游南岸超標0.055倍，上游北岸超標0.004倍，2017年7月上游南岸超標1.432倍，上游北岸超標1.713倍；庫區總磷參照GB 3838-2002，各點的平均值均符合Ⅲ類水質標準，2017年5月、9月各監測斷面均超過地表水Ⅲ類標準0.05，超標倍數分別為壩前南岸0.68，0.24，壩前北岸0.32倍，上游南岸0.68，0.1，上游北岸0.42，0.56，其它各年份均未超標；鈣、鎂和亞硝酸鹽沒有評價標準，但有學者做過很多有關亞硝酸鹽毒性的研究：王鴻泰研究得出亞硝酸鹽含量為0.090±0.03 mg/L的池塘，魚發生出血病[10]；魏泰莉對60多種魚養殖池塘進行研究得出患病池塘的亞硝酸鹽含量均值分別為0.176 mg/L和0.095 mg/L[11]，本次調查的棋盤山水庫各監測年份的亞硝酸鹽含量都很低，均不會對水生生物產生毒性影響；棋盤山水庫的主要污染指標為總氮，參照GB 3838-2002，2016年上游北岸和壩前北岸監測結果平均值達到了劣Ⅴ類，其它監測年份的各站位監測結果的平均值在Ⅲ～Ⅳ類。

2.2.2水質營養類型2016～2017年棋盤山水庫各站位營養狀態指數變化見圖17，監測周期內各站位年均營養狀態指數均在48.43～53.34之間，棋盤山水庫在2年內除2016年壩前南岸呈現中營養狀態其它均呈現輕度富營養狀態。上游兩個站位營養狀態指數連續2年均高于壩前兩個站位， 2016年營養狀態指數最高值出現在上游南岸，2017年營養狀態指數最高值出現在上游北岸；各站位營養狀態指數2017年>2016年。由此可以得出棋盤山水庫的營養狀態指數上游高于壩前。

3討論

3.1棋盤山水庫水質現狀

2年的調查結果表明：棋盤山水環境質量總體良好，總氮單獨評價，壩前南岸、上游南岸、上游北岸符合Ⅲ類水質標準，壩前北岸符合Ⅳ類水質標準；采用綜合污染指數法對棋盤山水庫各斷面進行水質評價，2016年和2017年除了上游北岸這個斷面水質一般，以Ⅳ類水質為主，其它各斷面水質良好，均以Ⅱ～Ⅲ類水質為主，上游兩個斷面的綜合水質污染指數偏高于壩前；采用流域綜合水質指數法對棋盤山水庫總體水質狀況進行評價，該水庫以Ⅱ～Ⅲ類水質為主，2017年水庫的總體水質比2016年好；采用湖泊（水庫）富營養化評價方法對水庫富營養化狀況進行評價，各站位營養狀態指數2017年>2016年，由此可以得出棋盤山水庫的營養狀態指數上游高于壩前，棋盤山水庫在2年內除2016年壩前南岸呈現中營養狀態其它均呈現輕度富營養狀態。

3.2棋盤山水庫建議與措施

棋盤山水庫是國家AAAA級旅游景區，但是水庫已經出現輕度富營養化狀態，必須引起重視，分析原因，提出建議和措施：

棋盤山水庫水質好，魚類資源豐富，吸引大量的垂釣愛好者前來垂釣，雖然水庫中都是濾食性魚類，但是垂釣者投放的飼料和魚類排泄物溶于水體中和沉積水底的都會使水庫的水質趨于輕度富營養化狀態，針對此問題建議：制定有序的垂釣規范，并及時將掙脫魚鉤不能存活的魚類打撈出來。以免給水庫照成二次污染。

棋盤山水庫風景秀麗，近幾年，由于水庫旅游業的不斷發展，每年都有大量的游客旅游度假，生活垃圾直接或間接排放到水庫中，是水庫加速富營養化的另一個原因。針對此問題提出建議：有關部門加大巡查力度，發現漂浮物和垃圾及時進行打撈、清掃，保護水質及庫區周邊環境，鞏固國家AAAA級旅游景區的地位。

建議對水質進行定期監測，及時了解水質狀況，針對問題制定防治措施和方案，及時控制和制止污染的發生。

參考文獻：

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中華人民共和國農業部.漁業生態環境監測規范：SC/T 9102.3-2007[S].

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[11] 魏泰莉.養殖水環境中亞硝酸鹽對魚類的危害及防治的研究[J].水產養殖， 1999.（3）：15-17.

The evaluation for water quality and ecology eutrophication of Mount Qipan Reservoir

KOU Lingxiao，WANG Xingbing， WANG Xiaoguang，WEI Hongxiang，ZHANG Tao， LIU Yong

（Freshwater Fisheries Science Institute of Liaoning Province， Liaoyang 111000， China）

Abstract：Eight samples were obtained from Mount Qipan Reservoir from May 2016 to November 2017，the examination results showed that the main pollution was from total nitrogen.The water quality of the reservoir was evaluated by Watershed Comprehensive Water Quality Index Method，and the water quality index of the watershed was 3.50 in 2016 and 3.25 in 2017，respectively. The water quality of the reservoir was mainly type II and type III.Eutrophication status of the reservoir were evaluated by Eutrophication Evaluation Method of Lakes and Resertoirs，in these 2 years，middle level of eutrophication was found in southern part of the reservoir and light level of eutrophication found in other parts.

Key words：Mount Qipan Reservoir；water quality；comprehensive evaluation；eutrophication evaluation

（收稿日期：2018-04-20）