锦江水库水环境特征及富营养化变化趋势

锦江水库水环境特征及富营养化变化趋势
陈文乐
【摘要】锦江水库是江门市重要的饮用水水源地，对保障当地人民的饮用水安全有重要的意义。

通过研究近10年锦江水库水质参数特别是富营养化指标的变化，分析评价锦江水库的水环境特征以及富营养化变化趋势。

研究表明：近10年间锦江水库的NH3-N、TN、TP和CODMn和DO等水质参数均达到地表水Ⅱ类水质标准，满足饮用水水源地的水质要求。

其富营养化综合指数变化范围为33.3～37.4，变异系数只有5.9％。

【期刊名称】《人民珠江》
【年(卷),期】2011(032)003
【总页数】4页(P10-13)
【关键词】锦江水库；富营养化；变化趋势
【作者】陈文乐
【作者单位】广东省水文局江门分局，广东江门529030
【正文语种】中文
【中图分类】X832；X824
饮用水安全事关人民群众身体健康，是非常重要的民生工程。

加强饮用水水源地保护，保障水源水质安全，是确保饮用水安全最直接、最经济的方式。

水库型水源地是江门市、广东省乃至我国的重要水源地，这不仅由于水库的生态环
境通常较好且水质普遍优于河流，而且水库相对于河流是较为封闭的生态系统，比较容易保护。

然而由于水库的流动性小，换水周期也较长，因此很容易造成富营养化的产生。

我国在对全国25个大中型湖泊进行的调查表明，已趋富营养化的湖泊达92%。

近年来，太湖、巢湖、滇池等大型湖泊、水库蓝藻爆发越来越频繁，影响面积越来越大，藻类毒素等有害健康的物质浓度越来越高，不仅严重降低水质，而且对水生生态系统造成极大的破坏。

湖泊富营养化后，在合适的环境条件配合下通常会使藻类及其他水生生物异常繁殖从而暴发水华，不仅使水体透明度及溶解氧含量急剧下降，而且会产生大量藻类毒素，加速湖泊老化，使湖泊生态系统和水体功能受到阻碍和破坏，对水资源的利用如居民生活、工农业供水、水产养殖、旅游以及水上运输等带来巨大损失。

水华的暴发虽然是营养因子、环境因子和生物因子等多种因子共同作用的结果［1］，然而，在诸多影响因素中，水体中的氮、磷等营养元素大量增加是导致自然水体水华暴发的根本原因。

锦江水库是江门市重要的大型水库，对恩平市人民的饮用水安全保障有重要的意义。

通过研究近10年锦江水库水质参数特别是富营养化指标的变化，分析评价锦江水库的富营养化水平及其变化趋势，分析潜在威胁锦江水库水质的因素，为锦江水库的水污染防治提供科学依据。

1 研究对象与方法
1.1 研究对象概况
锦江水库建于锦江源头的河排，故又名河排水库，位于恩平市的西北部，潭江干流上游，水库最大库容4.18亿m3，集雨面积362 km2。

锦江水库的多年平均径流量为5.992亿m3，多年平均输沙量为0.0015亿m3，有"河排蓄水可容鲸"之誉，是恩平市重要的水源地之一，且兼顾防洪、灌溉、发电、养殖、改善航运及调节潭江水质的综合利用。

锦江水库年平均降雨量为1490.3～2541.2mm之间，雨季多
集中于5－9月，年降雨日一般在102～150日内，年平均蒸发量为1389mm。

锦江水库属于潭江流域，潭江是珠江三角洲水系的一级支流，发源于阳江市牛围岭山，流域面积6026 km2，干流河长248 km。

1.2 研究方法
2000－2010年的10年间枯水期和丰水期均进行采样监测，每年监测4次以上，监测断面位于主坝区上游开阔水域处，用萨氏盘测定透明度(SD)，采取表层0.5m 的水样，按标准方法测定pH、NH3－N、－N、TN、TP和CODMn、DO、chl.a(缺2001、2002年数据)和SD(缺2001年数据)等水质指标。

枯水期(1－3月、11－12月)和丰水期(5－10月)的水质指标分别统计取均值，当监测结果小于检出限的水质指标以检测限的50%算。

选用 chl.a、TP、TN、CODMn、SD 等5个水质指标作为水库富营养化评分的基本因子。

评分模式见公式［2］:
式中 M——水库富营养状态评分指标值;Mi——评价参数的评分值;n——评价参
数的个数。

水库富营养化评分与分级标准见表1，Mi通过表1用插值法计算。

式中Cν——变异系数;SD——标准偏差——平均值。

用统计软件SPSS13.0对数据进行统计分析。

表1 水库富营养化评分与分级标准SD/m贫营养 10 0.5 1.0 20 0.15 10.0营养程度评分值参数Chl.a/(mg·m －3)TP/(mg·m －3)TN/(mg·m －3)COD/(m·L)20 1.0 4.0 50 0.4 5.0中营养30 2.0 10 100 1.0 3.040 4.0 25 300 2.0 1.550 10.0
50 500 4.0 1.0富营养60 26.0 100 1000 8.0 0.5070 64.0 200 2000 10.0
0.4080 160.0 600 6000 25.0 0.3090 400.0 900 9000 40.0 0.20100 1000.0
130****0060.00.12
2 结果与讨论
2.1 水环境特征与变化趋势
2001－2010年间锦江水库pH的监测数据55个，变化范围是6.53～8.20，其中pH＜7.00的数据占16.4%，即锦江水库主要呈弱碱性。

水温变化范围为15.0～31.5℃。

分别对枯水期和丰水期及全年平均的各水质参数数据进行K－S检验，其显著性水平概率p＞0.05，说明各系列数据均服从正态分布。

对2001－2010年间各水质参数数据在枯水期与丰水期组成的成对数据进行均值差异性检验，并计算各水质参数的变异系数。

a)COD与DO
枯水期和丰水期及全年平均的COD和DO变化趋势分别见图1 a和图1 b。

图中可以看出，丰水期COD明显高于枯水期，然而丰水期DO小于枯水期，但无论是COD还是DO指标，它们枯水期的变化趋势与丰水期的变化趋势是一致的。

统计结果表明丰水期和枯水期变化趋势显著相关 (p＜0.05)，这说明枯水期和丰水期的COD污染物可能是同源的;丰水期COD浓度显著大于枯水期(t＜0且p＜0.01)，说明锦江水库COD主要受到面源污染影响。

10年间COD的年平均、枯水期和丰水期的变化范围分别为1.10～2.28 mg/L、0.87～2.00mg/L和1.00～2.57 mg/L，变异系数分别为20.9%、23.8%和22.4%。

由此可见，2001－2010年间锦江水库的COD指标波动较小，且均达到地表水Ⅰ类水质标准。

从图1 a中COD全年均值的变化曲线可以看出，COD在2001－2004年呈上升趋势，于2004年达到峰值，然后呈下降趋势，到2008年到达低谷，随后又有所升高，近2年COD保持基本平稳。

10年间，枯水期和丰水期COD的变化趋势基本一致，但近2年却出现了分化的趋势，枯水期出现下降趋势，而丰水期则继续升高，这
可能是由于锦江水库集水区域点源污染受到控制而面源污染有加重的趋势所导致的。

统计结果表明枯水期和丰水期的DO变化趋势并没有呈显著相关(p＞0.10)，这说
明影响DO的因素在枯水期和丰水期是不一致的;枯水期DO明显高于丰水期(t＞0且p＜0.01)，这可能由于丰水期水温均较高，不利于水体复氧过程以及在丰水期COD浓度较高消耗DO较多所致。

但统计表明DO浓度与COD浓度没有显著的
相关关系，这说明锦江水库COD浓度不是影响水体DO浓度的主要因素。

近10
年DO的年平均、枯水期和丰水期变化范围分别为7.11～8.70mg/L、7.27～9.63 mg/L和6.95～7.77 mg/L，均满足地表水Ⅰ类水质标准;变异系数分别为5.9%、
8.3%和4.9%。

由此可见，DO在这10年间各时期的波动幅度均很小。

b)NH3－N、－N和TN
统计结果表明－N在枯水期变化趋势与丰水期的呈显著相关(p＜0.05)，而NH3－N和TN在枯水期变化趋势与丰水期的没有显著相关关系(p＞0.05)。

从图1 c和
图1 e中也看出枯水期与丰水期的变化趋势差别较大，这说明了NH3－N和TN
在这两个时期的来源很可能是不同的。

－N在枯水期和丰水期的变化趋势则是一
致的，这表明了两个时期－N的来源可能是相同的。

均值差异性检验结果表明，NH3－N、－N和TN数值在枯水期和丰水期没有显著差异，这在NH3－N和
TN表现更为突出，这是可能由于它们来源复杂、广泛且可相互转化所致。

NH3－N年平均、枯水期和丰水期的变异系数分别为47.0%、40.6%和80.2%，－N在
这3个时段的变异系数分别为46.4%、50.0%和50.3%，TN在这3个时段的变异系数则为26.6%、25.8%和34.4%。

由此可见NH3－N和－N在近10年间的波
动较大，而TN则保持相对稳定。

NH3－N在丰水期的波动远大于枯水期，而－N 在枯水期的波动幅度与丰水期的基本一样。

NH3－N和－N分别占TN的19.5%
和56.2%，即锦江水库的氮元素主要以硝酸盐形式存在。

NH3－N和TN水质指
标在近10年间均保持优于地表水Ⅱ类水质。

统计结果表明NH3－N在近10年间
枯水期的浓度与丰水期的相当;－N则在枯水期的浓度小于丰水期的，但并不显著(t＜－1，p＞0.05);在2001－2005年期间TN浓度在枯水期高于丰水期，但
2005－2010年间则相反。

c)TP
统计结果表明，TP在枯水期的变化趋势与丰水期没有显著相关关系(p＞0.05)。

从图1 f看，TP在枯水期的变化趋势与丰水期具有一定的相似性，基本上TP浓度一年高一年低交替出现，这说明了这两时期TP的来源具有一定的相似性。

TP年平均、枯水期和丰水期的变异系数分别为32.8%、41.1%和33.4%。

TP的年均值变异系数与TN的相当，但在枯水期和丰水期的变异系数均比TN的大，且与COD、NH3－N、－N和TN等水质指标不同，TP在枯水期的变异系数明显大于枯水期。

统计结果虽然表明枯水期的TP浓度大于丰水期，但没有显著差异(t＞2，p＞0.05)。

d)SD
图1 锦江水库水质参数变化趋势
透明度(SD)的变化曲线见图1 g，从图中看出，SD在2003年出现低谷，近年来
枯水期的透明度稍微呈现升高趋势，而在丰水期则呈现稍微降低的趋势。

统计结果表明SD在枯水期变化趋势与丰水期的没有显著相关关系(p＞0.05)且均值没有显
著差异(0＜t＜1，p＞0.05)。

SD年平均、枯水期和丰水期的变异系数分别为
14.4%、20.9%和17.4%，由此可见，近9年间SD的波动幅度不大，且枯水期和丰水期的波动幅度基本一致。

e)chl.a
chl.a(叶绿素a)的变化曲线见图1 h，从图中看出，chl.a在2003－2005年呈快
速升高趋势，在2005年达到高峰，然后在2005－2007年快速降低，随后又呈
缓慢升高趋势。

统计结果表明，chl.a在枯水期变化趋势与丰水期的呈显著相关(p
＜0.01)且均值没有显著差异(0＜t＜1，p＞0.05)。

在近8年间，chl.a年平均、枯
水期和丰水期的变异系数分别为55.5%、63.8%和50.3%，可见chl.a在各时期的变化幅度均较大，且枯水期的变化幅度大于丰水期。

2.2 水库富营养化综合指数
图2 锦江水库富营养化综合指数变化趋势
选TN、TP、SD、chl.a和COD作为计算水库富营养化指数的水质参数。

近10年间富营养化指数的变化曲线见图2，图中可以看出，富营养化在2001－2005年间呈上升趋势，在2005年达到高峰，随后在2005－2009年间呈下降趋势，然后又有所升高。

统计结果表明，在枯水期变化趋势与丰水期的呈显著相关关系(p ＜0.05)且均值没有显著差异(0＜t＜2，p＞0.05)。

虽然被选作为评价水库富营养化综合指数的5个水质参数的变异系数较大，但是富营养化综合指数年平均、枯水期和丰水期的变化范围分别为33.3～37.4、29.9～39.7和32.2～38.6，其变异系数分别只有5.9%、8.2%和4.9%，可见枯水期的富营养化综合指数波动幅度稍大于丰水期，但各时期的富营养化综合指数均保持在中等富营养化的水平，较为稳定，近年来的水库富营养化指数与10年前基本相同。

10年间锦江水库富营养化综合指标较少受到chl.a强烈波动以及其他TP、TN、COD和SD等水质参数波动的影响。

由此看来，这些水质参数的波动对富营养化综合指数的作用正好基本相互抵消了。

3 结语
a)在2001－2010年间，NH3－N、TN、TP和CODMn和DO等水质参数均达到地表水Ⅱ类水质标准，满足水源地水质要求。

10年间，锦江水库的富营养化综合指数变化范围为33.3～37.4，变异系数只有5.9%，较少受到chl.a强烈波动以及其他TP、TN、COD和SD等水质参数波动的影响，这些水质参数的波动对富营养化综合指数的作用基本相互抵消了。

b)锦江水库枯水期COD浓度显著小于丰水期，而DO浓度则在枯水期显著高于丰
水期;TP浓度在枯水期高于丰水期，NO－3－N则相反，但两个时期的差异并不显著;在2001－2005年期间，TN浓度在枯水期高于丰水期，但2005－2010年间则相反;而对于NH3－N、SD和Chl.a的等水质参数则在枯水期和丰水期差异变化没有明显规律。

c)COD和－N在枯水期的变化趋势与丰水期的呈显著相关关系，而DO、NH3－N、TN、TP、SD等参数在枯水期和丰水期的变化趋势没有显著相关关系。

NH3－N和TN变异系数在丰水期大于枯水期，而TP和Chl.a的则相反;COD、DO、－N和SD等参数的变异系数在枯水期与丰水期基本相当。

参考文献:
【相关文献】
［1］孙慧群，朱琳，高文宝.淡水湖泊中微囊藻水华的成因分析［J］.生物学通报，2005，
40(8):23 －24.
［2］金相灿，屠清瑛.湖泊富营养化调查规范(第二版)［M］.中国环境科学出版社，1990.。