首页 > 论文范文 > 工程工业论文 > 工程综合论文 > 环境科学论文 > 黄冈白莲河水库水质状况评估

黄冈白莲河水库水质状况评估

2024-10-09 71 上传者：管理员

摘要：本文基于黄冈市白莲河水库的水质跟踪调查，深入分析了气候变化、污染及不可持续土地使用方式等因素对水库生态环境的影响。研究发现，2016年至2023年间，水库中的高锰酸盐指数、氨氮和总磷等关键污染物浓度逐年下降，三项污染物指标均低于国家地表水二类标准，综合污染指数评价接近一类水质标准。这一系列积极变化不仅验证了综合治理措施的有效性，也预示着白莲河水库水质明显好转，为黄冈市的可持续发展提供了坚实保障。

关键词：
水质评估
污染因子
生态环境
白莲河水库
综合评价
加入收藏

水库不仅是防洪、灌溉的重要设施，也是城市供水的主要来源。因此，水库水质直接关系到人们的饮水安全和身体健康。2023年4月，湖北省委、省政府深入贯彻落实习近平生态文明思想，立足湖北自然资源禀赋，解决流域资源生态环境问题，实施流域综合治理行为[1],明确并守住水安全、水环境安全、生态安全底线等，持续改善生态环境、城乡人居环境。

水库水质受到诸多因素的影响，既包括自然因素(如气候变化、地质结构等),也涵盖人为因素(如工业排污、农业施肥等)。这些因素会影响水库水质的季节性变化、垂直分层以及长期趋势变化[2]。为了保证水库水质的安全，需要对其进行有效地管理和保护。这包括水质监测、污染源控制、水质改善技术等。通过研究水库水质的变化规律和管理方法，可以提高水库水质管理的科学性和有效性，从而保障人们的饮水安全。也可以促进水库水质的保护和改善，从而提高水库水质的质量。水库水质变化的研究也可以为水库建设和改造提供科学依据，从而指导水库建设和改造的设计和实施。总的来说，水库水质变化的研究对于水库的管理和保护、水质的改善和提升，以及水库建设和改造的科学指导等方面都具有重要的意义。

黄冈白莲河水库，坐落于浠水、罗田、英山三县交界的大别山南麓，不仅是湖北省的第三大水库，更是鄂东第一人工水库，其控制流域面积1800平方公里，总库容12.5亿立方米，是黄冈市不可或缺的饮用水源地。然而，过去由于缺乏规范管理，白莲河水库周边大兴土木建筑，植被破坏严重，加之乡镇居民生活污水及工农业污水等常年未经处理直接排入水库，导致水库水质生态环境日益恶化[3]。

近年来，白莲河水库进行了一系列的综合治理工程，包括拆迁东西干渠小水电站，清除库区水葫芦，清理退出全域水产养殖业，收回白莲河水面管辖权，通过除险加固、水生态环境综合治理、水源保护和棚户区改造等系列工程项目，使得白莲河水库生态环境得到了显著改善[4-6]。为此，湖北省黄冈市水文水资源勘测局近几年对白莲河水库水质进行了连续的跟踪监测，分析其环境保护的成效。本文选取最能反映水质变化情况的高锰酸盐指数、氨氮和总磷三个指标对水质进行评价。

通过定期的水质监测，可以及时了解水库的水质状况，为水资源的保护和管理提供科学依据，同时也可以评估人类活动对水库水质的影响，为水库的管理与维护提供数据支持。总之，对黄冈白莲湖水库水质跟踪监测在保护水资源、评估环境影响以及指导水利工程都具有重要的意义。

1、数据来源

根据白莲河水库形貌特征，水源来源，水流进出口流向及相关法律法规和标准的要求，兼顾天气条件、季节变化、水库性质等，选取拦污网处、两河口交叉地、库心、浠水两河口等4个代表性的地方为采样点，每月采样分析一次。采样工作严格遵循《水环境监测规范》(SL 219-2013)、《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T 91-2002)、《水质采样方案设计技术规定》(HJ 495-2009)等相关标准执行。高锰酸盐指数测定执行《水质高锰酸盐指数的测定》(GB 11892-89)标准，氨氮的测定执行《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ 535-2009)标准，总磷的测定执行《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》(GB 11893-1989)标准。

从采样点所得的各污染因子结果分析，各点数据略有波动，这是由于采样点受到水流的影响，加之湖面较大各污染物的扩散和水体的自净能力导致的，为合理全面评价库区水质，采用4个采样点数据加合的平均值来评价水体指标。通过与以往数据比较[7],在2016自2018年间水质基本上处理二类水质标准，2019年以来政府开始对农业面源和生活污水直排库区、库区周边畜禽水产养殖、库区周边石砂企业违规排污等问题开展整治。考虑到水质的好转需要较长的过程，为有效对比起见，选取2016年和2023年数据进行比照。

2、评价方法

为保证水库水质评价结论可靠，采用单因子评价法与多因子评价相结合的方法来评价白莲河水库水质变化情况。单因子评价将对高锰酸盐指数、氨氮、总磷等指标进行评估。多因子评价采用水质综合指数评价法，通过对多个水质参数进行综合考量来反映水体水质整体状况。二者结合，不仅可以全面了解水库的水质状况，也有助于更为科学地水质管理和保护，从而实现白莲河水库水质的持续改善与保护。

3、结果与讨论

2016年和2023年白莲河水库水质监测数据如表1所示。

3.1 高锰酸盐指数变化

高锰酸盐指数反映了水体中有机和无机可氧化物质的污染程度，用于衡量生活饮用水、地表水、河流断面、湖泊等水质污染程度的重要综合指标之一[8]。白莲河水库2016和2023年高锰酸盐指数变化关系图(图1所示),2016年和2023年水体高锰酸盐指数均呈现一定程度的波动，丰水期(5-9月)高锰酸盐指数明显高于枯水期，这与人类生产生活活动频繁有关，还与雷暴、雨季等自然因素有关。2016年白莲河水库水质高锰酸盐指数整体处于地表水二类水质标准范围(2-4mg/L),丰水期达到3.6mg/L,而2023年水质明显好于2016年，长年介于地表水一类和二类水质之间，最高仅2.8mg/L。这些说明2023年水质明显优于2016年。

表1 2016年和2023年白莲河水库水质监测数据(mg/L)

图1 白莲河水库2016和2023年高锰酸盐指数变化关系图

水库水质的高锰酸盐指数变化受到多种因素的影响。一是自然条件，如降雨量的增加可能会导致水库的水位上升，从而改变水流速度和方向，进而影响高锰酸盐指数的变化。此外，季节变化也可能影响高锰酸盐指数。其次是人类活动，如工业废水排放、农业施肥、生活污水排放等，都可能对水库水质产生影响。这些活动不仅可能引入新的污染物，还可能改变原有的污染物浓度，进而对高锰酸盐指数的变化产生显著影响[9]。从纵向同期比较，2023年白莲湖水库高锰酸盐指数基本上各时间段优于2016年，这应归功于政府对人类活动的管理措施得力所取得的。

3.2 氨氮含量的变化

氨氮含量是评估水体的污染程度的重要指标，它的升高可导致水体富营养化，进而引发水体生态系统崩溃，监测其变化有助于保护水资源和生态环境的可持续发展。图2为白莲河水库2016和2023年氨氮变化关系图。2016年，白莲河水库氨氮浓度在0.15-0.47mg/L之间波动，处于国家地表水二类水质标准范围内(0.15-0.5mg/L)。相比之下，2023年氨氮浓度波动范围为0.12-0.22mg/L,显示出全年水质优于2016年，且其中有八个月的水质甚至达到了一类水质标准。

水库水质中氨氮的变化主要是人类活动，特别是农业活动，是影响水库水质中氨氮含量的重要因素。例如，农田施用的化肥中含有大量的氮肥，这些氮肥在经过雨水冲刷后会进入河流并最终汇入水库，增加了水库水质中氨氮的含量。此外，工业废水和生活污水排放也可能导致水库水质中氨氮含量的增加。整体来看，2023年白莲湖水库水质中的氨氮含量低于2016年，这主要归结于黄冈市政府自2019年以来对农业面源和生活污水直排库区、库区周边畜禽水产养殖、库区周边砂石企业违规排污等问题的彻底整治带来的良好效果。

图2 白莲河水库2016和2023年氨氮变化关系图

3.3 总磷含量变化

总磷也是评价水体富营养化状况的主要指标之一，如果水中的磷含量过高，会导致湖泊和河流透明度降低，水质恶化。图3白莲河水库2016和2023年总磷变化关系图。无论是2016年还是2023年，总磷含量均达到了二类水质标准(0.02-0.1mg/L),但2016年总磷高于2023年总磷同期水平，二者极差达到了3倍以上。说明2023年水质明显优于2016年水质。

图3 白莲河水库2016和2023年总磷变化关系图

水库水质总磷的变化主要是受到其上游来水的影响。如果上游地区的土地利用、工业活动或农业活动产生了较多的含磷废水，那么这些废水流入水库后，就会增加水库水的总磷含量。如石材加工过程中可能会产生一些含磷废水，这些废水如果未经处理或处理不达标就排入自然水体，会增加水体中的总磷含量[10]。自2012年以来，黄冈市委市政府就对白莲河库区周边石材企业整治工作就提出了明确要求，对排污企业实行关停并转，很显然，整治工作有了明显成效。

3.4 水质综合评价

由于污染因子单因素评价较为单一，本评价采用水质综合指数评价法，通过对多个水质参数进行综合考量来反映水体水质整体状况[8-10]。其公式如下：

式中：Pi表示第i项污染物的污染指数；Ci表示第i项染污因子的被测值；Si表示第i项污染因子的标准值，此处以地表水二类标准来评价，标准限值从《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)获得；n表示污染指标总数；P表示综合污染指数，当其值小于0.8则表明二类水质合格，其值越低受污染程度越小[11]。

根据2016年和2023年三项污染因子数值计算所得综合污染指数见图4,无论是2016年还是2023年，其总体指标均在二类水质标准范围，但2023年水质优于2016年，接近一类水质标准。

图4 2016年与2023年综合污染指数比较

这些显著的变化，主要取决于政府的果断决策与环境保护措施的大力实施。早在2019年，为了进一步保护和改善白莲河库区水环境，防止水污染，保障饮用水安全，促进库区生态保护和绿色发展，黄冈市政府出台了《黄冈市白莲河库区水环境保护条例》,规定白莲河库区划分为饮用水源保护区、水域及岸线、陆域及集雨区三个保护区域，市人民政府应当加强白莲河库区水污染预防和源头治理工作，在资金投入、基础设施建设等方面给予倾斜和支持，确保水库入库河流主要控制断面水质不低于国家《地表水环境质量标准》III类标准，白莲河水库水质不低于国家《地表水环境质量标准》II类标准。

保护水库水质优良是一项艰巨的任务，需要采取一系列有效的措施。一是要控制水库周边的污染源，避免污染物直接排入水库。同时，还需要加强对农药和化肥的使用管理，减少农田径流对水库水质的影响[12]。二是持续采取生态修复方式，充分利用水库的自净能力、植物吸收和过滤作用，减少水体中的污染物来改善水库水质。三是需要通过法规监管来保护水库水质，制定和实施水库水质保护条例，明确各级政府和相关部门在水质保护中的职责和义务。同时，也需要加强对违反水质保护规定行为的处罚力度，以此作为警示，提高公众的水资源保护意识。四是鼓励公众参与到水库水质保护中来，通过宣传教育，增强公众的水资源保护意识，让更多的人了解到保护水资源的重要性，从而自觉参与到水资源保护的行动中来。只有这样常抓不懈，才能保证饮用水的安全。

4、结论与建议

本研究通过对黄冈白莲河水库2016年和2023年间水质数据的跟踪监测与对比分析，提示了地方环保政策实施后，水库水体综合污染指数逐年下降，水质整体优于国家地表水二类标准，基本稳定在一类水质标准；整体来看，虽然白莲河水库曾经面临水质问题，但是经过一系列的治理措施，目前的水质已经得到了明显地改善，达到了预期目的。然而，对于水库的保护和治理仍然需要持续关注和努力，以确保其水质能够维持在良好的状态。

根据白莲河水库自身特点和近几年综合治理，提出如下建议：控制污染源头：减少上游农业活动对水库的影响，如合理使用化肥和农药，推广有机农业和生态农业，以减少污染物的流失；恢复河岸植被：在现有的基础上继续种植树木和其他植被，防止水土流失；建立缓冲区域：:在水库的入口处设立缓冲带，种植高草或灌木，以过滤进入水库的水流，减少悬浮物和营养盐的含量；设置预警系统：建立水库水质监测网络，定期检测水质状况，并建立预警机制，一旦发现异常立即采取措施。通过这些综合性措施的实施，可以更有效地保护白莲湖水库水质，维持其生态平衡，为黄冈人民提供清洁安全的水资源。

参考文献:

[1实施流域综合治理夯实先行区建设基础筑牢安全发展屏障[EB/OL].(2023-04-24)[2023-04-24].

[2]龙圣海.分层型水源水库水质变化特征与水质原位改善技术研究[D].西安:西安建筑科技大学,2022.

[3]罗竣,吴怀升,冯美兰.白莲河水库综合治理初探[J].水利发展研究,2017,17(7):62-65.

[4]程敏,江波,张丽云,等.湖泊水质净化服务评估方法研究进展[J].湿地科学与管理,2015,11(1):68-73.

[5]张运林,张毅博,周永强,等.生态文明建设以来长江中下游湖泊水生态环境变化[J].人民长江,2023,54(1):14-23.

[6]秦伯强,吴海斌.长江流域湖泊富营养化发展趋势与展望[J].人民长江,2023,54(10):18-23.

[7]周庆,姚洪源,张玉洁,等.长江干流黄冈段水体水质分析[J].黄冈师范学院学报,2022,42(3):80-83.

[8]娄保锋,张翔,穆宏强,等.蓄水前后三峡库区长江干流高锰酸盐指数比较[J].环境科学与资源利用,2021,33(4):1112-1122.

[9]刘振江,安沁生,潘耀祖,等.北方城市水库水季节性氨氮增高原因分析与对策[J].给水排水,2006(3):23-26.

[10]尹超,王超,王立,等.丹江口水库总磷时空分布特征及其影响因素[J].人民长江,2023,54(1):1-7.

[11]焦阔,程亮,高军,等.综合水质标识指数法在长江中下游河网型城市水质评价的应用[C].中国环境科学学会科学技术年会论文集,2020.