于桥水库水环境化学本底特征分析

研究区域概况

于桥水库地处燕山山脉边缘地带的州河盆地，位于天津北部蓟县城东4公里处，是一座以防洪、城市供水、农业灌溉为主兼顾发电的多功能水库，总面积135平方公里，正常蓄水时平均水深4.3米，表面高程21.6米，蓄水面积86.8平方公里，蓄水量为3.85亿立方米，总库容15.59亿立方米，其来水主要由本流域地表径流汇水和引滦输水两部分组成（马丽丽etal.2009），自1983年引滦通水至今作为天津市的饮用水水源地已经服务了31年，服务总人口达627.17万人，占天津市饮用水源地供水量的70%左右（刘婧2010）。

材料和方法

1 现场采样

由于水库面积较大，为确保采集样点在空间分布上的代表性，对水库表面的采样点位进行了均一化布点，分别选取了：库心东、库中心、库心南、库心北、库心西及峰山南6个常规监测点位，在2010年至2012年的三年时间内，间隔14天采集一次样品。

2 实验室分析

实验室分析指标包括总氮、总磷以及正磷酸，所涉及项目有项目监测及分析方法分别按照《水和废水监测分析方法》（魏复盛etal.20021和地表水环境质量标准（gb3838-2002）中规定的地表水环境质量标准基本项目分析方法进行。

3 数据处理

采用spss软件对实验室分析结构进行统计分析，绘制监测数据的时间变化曲线。

结果和讨论

1 ph值变化分析

于桥水库整体属于弱碱性水体，常年ph值在8.5左右，这同水库周边土壤中盐基离子组成密切相关。在时间上，水库酸碱性呈现出明显的季节性变化趋势，近3年的监测数据显示，水库在上一年11月份至下一年度的12月份维持在相对较低水平，并在汛期来临之前达到最峰值，而后逐渐下降直至来年1月。水库这样的变化趋势主要是收到上游及周边来水及库中浮游生物作用的影响，由于汛期大量养分的汇入，加之事宜的光热条件，致使水体中藻类及其他浮游生物的大量繁殖，消耗大量的二氧化碳而促使水中的碳酸不断分解，造成了ph值不断增加，而冬季ph的峰值则主要受到上游来水影响，这一点通过同一时期果河桥监测断面ph背景予以佐证。

2 于桥水库总磷变化分析

近几年，于桥水库总磷呈现出逐渐上升趋势，2011年，2012年2年全年平均浓度达到0.04mg/l，这一数值已经超过了联合国经济合作与发展组织对于湖泊富营养化的预警限制（0.035mg/l）。在季节变化，水库总磷浓度变化明显，冬季普遍较低，春季缓慢上升，夏季达到峰值（2012年达到了0.06mg/l），进入秋季总磷浓度则逐渐降低。tp总的变化趋势是夏季>秋季>春季>冬季。这样的变化趋势主要是由于，主要由于汛期外部汇水影响，暴雨过程中，大量泥沙及可溶性养分随地表径流沿坑塘沟渠汇入水库，这是汛期水库总磷上升根本原因。

3 正磷酸盐变化分析

近三年，在1-2月份果河桥来水磷酸盐浓度在0.25mg/l左右，因此在这一期间，水库正磷酸盐维持在较高的水平；而后由于来水正磷酸盐浓度降低，加之温度上升后造成的藻类繁殖，消耗了水体中正磷酸盐，因此在这一时期正磷酸盐呈现降低的趋势；4-5月份水库磷酸盐浓度达到又一峰值，这主要是由于随着藻类新陈代谢速度加快，不仅藻类生长迅速，而且死亡，分解速度也快，加之外部来水在这一时期磷酸盐浓度有所增加，共同导致了这一时期磷酸盐浓度的上升；进入汛期至入秋期间，由于低tp浓度的引滦水不断输入及水库向天津的输水而发生的库水交换，以及藻类生长速度的明显减缓和藻类种属生长的季节交替等原因，

致使磷酸盐浓度不断降低，入冬后藻类大量死亡，对于磷酸盐的消耗减少，水体中磷酸盐不断富集造成其浓度不断上升直至来年春季。

4 总氮变化分析

近年来，于桥水库总氮上升趋势明显，尤其在2012年，全年平均浓度达到2.99mg/l，是三类水体（国家地表水环境质量标准（gb3838-2002））限值的近3倍。相对于磷素而言，氮具有更高的迁移性，造成之一情况主要和近年来水库上游污染加剧密切相关。在季节上变化上，若不考虑2012年8-9月期间总氮异常值，总氮浓度变化呈现了出了冬季至春季的上升趋势，以及进入汛期后的下降趋势，前者主要受到外部调水影响，再次期间大量浓度较低的上游来水，对水库中相对较高的总氮起到了一定稀释作用，而后总氮的下降，则主要是由于藻类等富有生物对水体中速效氮的不断消耗，随着汛期的到来，大量不同形态的氮素汇入于桥水库，造成了水库总氮水平在这一期间的上升。

在上游及水库周边经济快速发展的背景下，于桥水库水质受到严重威胁，总氮、总磷均呈现出逐年上升的趋势，外部来水贡献了水库的主要氮素负荷，而本地流域则是水库磷素负荷的主要来源。从季节变化角度：汛期是水库养分富集的高发期，这一期间水库水质较为敏感，适宜的温度、ph值，加之这一时期往往为非调水期，造成了水库整体流动性下降，都为藻类的爆发构成隐患，因此采取工程及养分管理措施，控制汛期水库养分的负荷是预防水体富营养化的重要手段，特别是针对水库富营养化中的限制性因子磷的控制。同时在未来的研究中，通过优选针对水库的水质动态预测模型，可以在很大程度上丰富针对水库水质的管理手段，提高政策制定的客观性。