南四湖及其入湖河流水環境質量現狀分析

李 晶，劉莉瑩，孫 煒，張玉梅

（山東省生態環境監測中心，濟南 250100）

南四湖位于山東省和江蘇省交界處，是微山湖、昭陽湖、獨山湖、南陽湖等四個相連湖的總稱。其南北長為120 km，東兩寬為5～25 km，全湖面積為1 266 km2，是中國北方最大的淡水湖泊。南四湖地處山東丘陵西部邊緣與黃河沖積平原的交接地帶，二級壩位于湖泊中部，將南四湖一分為二，二級壩以北為上級湖，包括南陽湖、獨山湖和部分昭陽湖；以南為下級湖，包括部分昭陽湖和微山湖，天然情況下水流方向為上級湖匯水入下級湖[1]。南四湖年平均降水量為700 mm 左右，年蒸發量約為900 mm。水源補給主要來自流域內的河川徑流，還有部分引黃尾水注入南四湖。其多年平均入湖年徑流量為37.4 億m3，湖東、西、北3 面承接蘇、魯、豫、皖四省的水量約為5.24 億m3。從韓莊閘、藺家壩閘兩座水利樞紐流出的水量來看，多年平均徑流量為3.07 億m3。

南四湖屬淮河流域，水系豐富，跨山東、江蘇、河南、安徽4 省38 縣（市），總流域面積為3.17 萬km2。其中，山東省境流域面積為2.62 萬km2。南四湖入湖河流有53 條，呈輻聚狀集中于湖。其中，湖東有28條，為山溪性河流；湖西有25 條，為平原坡水性河流。山東省境內流域面積1 000 km2以上的河流有東魚河、萬福河、洙趙新河、梁濟運河、府河、泗河、白馬河、十字河及東魚河的3 條支流（北支、南支、勝利河），共計11 條，流域面積300～1 000 km2的河流有20 條。南四湖作為山東省重要湖泊之一，對南四湖和入湖河流水質現狀進行評價與比較分析，可為南四湖污染綜合治理和監督管理提供有力的技術支撐[2]。

1 南四湖水質監測概況與數據處理

1.1 水質監測概況

如圖1 所示，南四湖共設置6 個水質監測點位，其中湖區設置5 個點位（湖庫），出湖口設置1 個點位（河流）。南四湖53 條入湖河流共設置53 個斷面。監測頻次為每月監測一次。監測項目包括《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）表1 中的23 項基本項目（糞大腸菌群未測）。湖庫同時測定透明度、葉綠素a 和電導率，監測項目共計26 項；河流同時測定電導率，監測項目共計24 項。

圖1 南四湖水質監測點位

1.2 數據處理

評價標準采用《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）。評價指標采用《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）表1 中除水溫、總氮、糞大腸菌群以外的21 項指標。評價時段內，湖庫點位或河流斷面水質為優或良好時，不評價主要污染指標。水質超過Ⅲ類標準時，選擇水質類別最差的前三項指標作為主要污染指標，主要污染指標的超標倍數是指該指標濃度超過Ⅲ類水質標準的倍數[3]。

從評價方法來看，水質類別評價采用單因子評價法。南四湖點位總數在5 個（含5 個）以上時，采用斷面水質類別比例法，即根據評價湖庫中各水質類別的點位數占湖庫評價點位總數的百分比來評價南四湖總體水質狀況。湖庫水質類別比例與水質定性評價分級的對應關系如表1 所示。

表1 湖庫水質定性評價分級

2 南四湖水質現狀監測與評價

2.1 南四湖水質

2021 年，南四湖水質監測結果如表2 至表5、圖2 至圖4 所示。南四湖水質總體為輕度污染，呈輕度富營養化狀態。監測的6 個點位中，Ⅰ～Ⅲ類水質點位占66.7%；Ⅳ類占33.3%；無Ⅴ類和劣Ⅴ類點位。湖區5 個點位綜合營養指數在49.8～53.3，平均綜合營養指數為51.2。

表2 2021 年南四湖整體水質狀況

表3 2021 年南四湖各點位水質狀況

表4 2021 年1—12 月南四湖水質狀況

表5 2021 年南四湖主要污染指標

圖2 2021 年南四湖營養狀態

圖3 2021 年南四湖總磷濃度月際變化

圖4 2021 年南四湖總氮濃度月際變化

南四湖下級湖水質優于上級湖。下級湖大捐、島東和韓莊閘3 個點位水質均為Ⅲ類；上級湖前白口、南陽和二級壩3 個點位中Ⅳ類水質占66.7%，Ⅲ類占33.7%。2021 年，下級湖3 個點位Ⅰ～Ⅲ類水質分別占83.4%、75.0%和75.0%，僅大捐有Ⅴ類水質，占8.3%；上級湖3 個點位Ⅰ～Ⅲ類水質分別占91.7%、83.3%和72.7%，前白口和南陽2 個點位出現Ⅴ類水質，分別占9.1%和8.3%。

南四湖水質月際差異明顯。2021 年1—12 月，除7 月、9 月和10 月水質為輕度污染，其余月份均在優和良好之間變化。以10 月水質最差，Ⅰ～Ⅲ類水質點位僅占16.7%，Ⅴ類水質占50.0%；7 月和9 月，Ⅰ～Ⅲ類水質點位分別占66.7%和50.0%；其余月份Ⅰ～Ⅲ類水質點位占比均在80%以上。

南四湖湖區5 個點位是湖庫點位，總磷按Ⅲ類標準（湖庫）評價；韓莊閘是出湖口點位，總磷按照Ⅲ類標準（河流）評價?？偭滓殉^化學需氧量和氨氮成為南四湖的主要污染指標，其點位超標率為33.3%。26 項監測指標中，僅總磷年均值超過Ⅲ類水質標準，超標0.02 倍。2021 年，南四湖湖區總磷月均值僅9 月和10 月超過Ⅲ類水質標準，分別超標0.23 和1.36 倍，其余月份均不超標。韓莊閘作為出湖口的河流斷面，全年總磷月均值均不超標。

總氮單獨評價時，南四湖湖區總體為中度污染。湖區Ⅳ類和Ⅴ類水質點位各占40.0%，劣Ⅴ類占20.0%。湖區5 個點位總氮年均值均超過Ⅲ水質標準，最大超標1.16 倍。

南四湖湖區主要污染指標總磷與總氮濃度變化有明顯趨同性。2021 年1—12 月，總磷和總氮濃度均在6 月開始逐月升高，至10 月達到峰值，11—12月有所回落。10 月，南四湖湖區總磷和總氮濃度均為全年最大值，其中總磷月均值為0.12 mg/L，超過Ⅲ類水質標準1.36 倍；總氮月均值為3.68 mg/L，超過Ⅲ類水質標準2.68 倍。

2.2 南四湖入湖河流水質

2021 年，南四湖53 條入湖河流水質監測結果如表6、表7 和圖5 所示。南四湖入湖河流水質總體為輕度污染。監測的53 個水質斷面中，Ⅰ～Ⅲ類水質斷面占51.0%；Ⅳ類和Ⅴ類分別占39.6%和3.8%；劣Ⅴ類水質斷面占5.6%。

圖5 2021 年1—12 月南四湖53 條入湖河流總磷濃度月際變化

表6 2021 年1—12 月南四湖53 條入湖河流水質狀況

表7 2021 年南四湖53 條入湖河流區域水質狀況

入湖河流主要污染指標為化學需氧量、高錳酸鹽指數和總磷，其斷面超標率分別為35.8%、26.4%和17.0%。從年均值最大超標倍數來看，化學需氧量為1.38 倍，高錳酸鹽指數為1.23 倍，總磷為4.82 倍。

入湖河流水質季節變化明顯，冬季和春季水質較好，秋季次之，夏季水質相對較差。2021 年1—6月，Ⅰ～Ⅲ類水質斷面占比均在60%以上，以4 月最高，占73.5%；劣Ⅴ類水質斷面占比在2.0%～9.6%變化。7—9 月，隨著降雨量的增加，入湖河流水質有所下降，Ⅰ～Ⅲ類水質斷面占比均低于40%，分別為34.0%、37.7%和30.2%；劣Ⅴ類水質斷面占比則分別為14.0%、9.4%和7.5%。10—12 月，入湖河流水質逐漸好轉，Ⅰ～Ⅲ類水質斷面占比逐月上升，分別為47.2%、52.8%和60.4%；劣Ⅴ類水質斷面占比則在0.0%～5.7%變化。

入湖河流水質區域差異顯著，以江蘇省入境斷面水質相對較差。53 個入湖河流水質斷面中，劣Ⅴ類水質斷面有3 個，均為江蘇省入境斷面。10 個江蘇入境斷面中，Ⅰ～Ⅲ類水質斷面占40.0%，Ⅳ類和Ⅴ類分別占20.0%和10.0%，劣Ⅴ類水質斷面占30.0%；5 個棗莊市入境斷面中，Ⅰ～Ⅲ類和Ⅳ類水質斷面各占40.0%，Ⅴ類占20.0%，無劣Ⅴ類水質斷面；濟寧市38 個入湖河流水質斷面中，Ⅰ～Ⅲ類水質斷面占55.3%，Ⅳ類占44.7%，無Ⅴ類和劣Ⅴ類水質斷面。

總磷作為南四湖主要污染指標，其在入湖河流中的超標現象并不嚴重。53 個入湖河流水質斷面中，總磷年均值超標的斷面有9 個，主要集中在江蘇省入境斷面（4 個），其占總磷超標斷面的44.5%，超標倍數介于0.28～4.82 倍；棗莊市入境斷面有3 個，占33.3%，超標倍數介于0.02～0.69 倍；濟寧市入境斷面有2 個，占22.2%，其超標倍數分別為0.08 倍和0.21 倍。2021 年1—12 月，只有7—10 月入湖河流總磷月均值濃度超過Ⅲ類水質標準，超標倍數介于0.06～0.24 倍。

3 結果與討論

3.1 南四湖水質

南四湖水質總體為輕度污染，屬輕度富營養化，其下級湖水質優于上級湖。南四湖水質月際差異明顯。全年除7 月、9 月和10 月水質為輕度污染，其余月份均在優和良好之間變化。以10 月水質最差，Ⅰ～Ⅲ類水質點位僅占16.7%?？偭滓殉^化學需氧量和氨氮成為南四湖的主要污染指標，點位超標率為33.3%。總磷與總氮濃度變化有明顯趨同性。全年1—12 月，總磷和總氮濃度均在6 月開始逐月升高，至10 月達到峰值，11—12 月有所回落。

3.2 南四湖入湖河流水質

南四湖入湖河流水質總體為輕度污染，主要污染指標為化學需氧量、高錳酸鹽指數和總磷。南四湖入湖河流水質季節變化明顯，冬季和春季水質較好，秋季次之，夏季水質相對較差。南四湖入湖河流水質區域差異顯著，以江蘇省入境斷面水質相對較差。53 個入湖河流水質斷面中，劣Ⅴ類水質斷面有3 個，均為江蘇省入境斷面?？偭鬃鳛槟纤暮饕廴局笜耍湓谌牒恿髦械某瑯爽F象并不嚴重。53 個入湖河流水質斷面中，總磷年均值超標的斷面有9 個，主要集中在江蘇省入境斷面（4 個），其占總磷超標斷面的44.5%。全年只有7—10 月入湖河流總磷月均值濃度超過Ⅲ類水質標準，超標倍數介于0.06～0.24 倍。

3.3 比較分析

南四湖上級湖水質劣于下級湖。2021 年，上級湖3 個點位中，Ⅳ類水質占66.7%，Ⅲ類占33.7%，下級湖3 個點位水質均為Ⅲ類。其原因主要是上級湖入湖河流眾多，污染物承載量大，而上、下級湖庫容分布由北向南遞增，因此上級湖湖水自凈與稀釋作用小于下級湖；下級湖入湖河流較少，污染物承載量相對較少；南水北調東線工程將長江水向北輸送，來水水量大且水質較好，對下級湖湖區水質改善起到一定作用[4]。

南四湖水質優于入湖河流水質。2021 年，南四湖及其入湖河流水質總體均為輕度污染，但南四湖Ⅰ～Ⅲ類水質點位占66.7%，高于入湖河流15.7 個百分點；南四湖無劣Ⅴ類水質點位，入湖河流劣Ⅴ類水質斷面占5.6%。

南四湖及其入湖河流水質月際變化趨勢基本一致。二者均是1—6 月水質較好，7—10 月水質相對較差。從1—6 月南四湖Ⅰ～Ⅲ類水質點位占比來看，3 月為83.3%，其余5 個月份均為100%；入湖河流Ⅰ～Ⅲ類水質斷面占比均在60%以上。7—10 月，南四湖Ⅰ～Ⅲ類水質點位占比為16.7%～100.0%，入湖河流為30.2%～47.2%。由此可以看出，隨著雨季（夏季）來臨，受降雨影響，河流和湖庫水質均有不同程度的下降。

南四湖及其入湖河流主要污染指標有所差異。2021 年，南四湖主要污染指標為總磷，點位超標率為33.3%。南四湖入湖河流主要污染指標為化學需氧量、高錳酸鹽指數和總磷，斷面超標率分別為35.8%、26.4%和17.1%。

總磷作為南四湖主要污染指標，其在入湖河流中的超標現象并不嚴重。53 個入湖河流水質斷面中，總磷年均值超標的斷面有9 個，斷面超標率為17.0%，最大超標倍數為4.82 倍。全年1—12 月，只有7—10 月入湖河流總磷月均值濃度超過Ⅲ類水質標準，超標倍數為0.06～0.24 倍。雖然總磷在入湖河流中的超標現象并不嚴重，但因《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）針對河流總磷和湖庫總磷確定了不同的標準限值，湖庫總磷Ⅲ類標準與河流相比要嚴格許多。同時，南四湖與入湖河流水體交換較快，湖庫水質受入湖河流影響，因此出現入湖河流總磷達標但湖庫總磷難以達標的情況。

4 對策

近年來，為持續改善南四湖水質，山東省高度重視南四湖水污染防治工作，采取多種措施提升南四湖流域水環境質量。

4.1 實施以控制單元為基礎的水環境質量目標管理

建立流域、水生態控制區、水環境控制單元三級分區體系，實施全省流域水環境質量目標管理。全面推行河長制和湖長制，建立責任明確、協調有序、監管嚴格的湖泊管理長效機制和政策保障體系。采取諸如強化工業污染防治、深入開展生態修復等措施，改善南四湖水環境質量。

4.2 深化“治用?！倍啻氩⑴e的流域治污體系，扎實推進流域綜合治理

“治”方面，采取多種措施，實施全過程水污染防治。實施重點行業深度治理和工業污染源全面達標排放計劃；建立農業農村污染專業化、規?；?、社會化治理模式，解決農村面源和畜禽養殖污染問題?！坝谩狈矫?，促進水資源節約和循環利用，提升經濟社會發展的水資源承載能力。“?！狈矫?，加強生態環境的保護與恢復，糾正生態破壞行為，修復受損生態環境，提高生態環境承載能力。

4.3 完善水環境日常監管機制，持續加大環境執法監察力度

一是成立專門機構定期對南四湖水質進行分析，建立南四湖流域水生態環境保護聯動工作機制。二是完善水污染防治長效管理機制，將考核斷面的水質狀況納入各市河、湖長制工作年度考核。建立省市縣三級常態化、網絡化、實時化調度機制。三是結合各級各類環保督察和專項行動，督促地方政府加大違法企業打擊力度。對治污工作推進不力，水質長期超標未出現改善的，提請省政府對責任地方政府主要負責同志進行約談；對經核實存在履職不到位等行為的單位和個人，依法依紀實施問責。

5 結論

本文通過開展水質監測，明確南四湖及其入湖河流水環境質量現狀，然后分析山東省近年來采取的南四湖水質改善措施。未來，要進一步調整南四湖流域工業產業結構，將入湖河流污染的源頭控制與湖泊內源污染防治相結合，加強南四湖流域重點工業企業監管，協同推進工程治污、結構減排與監管控污。對湖區相關城市污水處理廠處理工藝進行改造升級，提升其脫氮除磷效果，保障入湖水質達到Ⅲ類標準。重視農村面源、生活污水和畜禽養殖污染的控制與治理，推進農業清潔生產。湖區因地制宜建設人工濕地，推廣綠色健康養殖模式，加強水產養殖尾水治理，積極發展生態漁業和清潔養殖[5]。