南水北调东平湖水质富营养化变化趋势分析及改善对策
摘要：本文在对东平湖水质进行7年全面监测的基础上，以叶绿素a（chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（CODMn） 5个指标，对东平湖富营养化状态进行调查和评价。水质监测表明，东平湖水质富营养化程度呈现先好转后有反弹的变化趋势，总体水质较好，富营养化处于中营养水平。根据监测结果提出了东平湖水质富营养化的防治对策。
关键词：东平湖；富营养化；现状调查；趋势分析
中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2017）04-0174-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.082
Abstract： On the basis of the overall monitoring on the water quality of Dongping Lake which has continued about 7 years， the thesis ranges over five perspectives including chlorophyll-a（Chla）， total phosphorus（TP）， total nitrogen（TN）， SD and permanganate index.Water quality monitoring shows that Dongping Lake water quality eutrophication degree has improved after the first rebound trend， the overall water quality is better， eutrophication in the middle nutrient level. According to the test results， the countermeasures of water quality eutrophication of Dongping Lake were put forward.
Key Words：Dongping Lake；Eutrophication；Investigation on the Status；Analysis on theVariation Trend
东平湖位于山东省泰安市东平县，是山东省第二大淡水湖泊和省级地质公园 [1]，同时也是南水北调东线工程的调蓄水库[2]。近年来，社会经济的迅猛发展对东平湖生态健康起到严重的影响，同时南水北调工程也对水质造成了一定影响。东平湖供水区水生态受到东平湖的水质状况直接影响，水质状况还会波及影响到南水北调受水区域的生态环境。为确保东平湖生态环境及湖泊资源能够得到可持续协调发展利用，对东平湖水质情况进行了常期全面监测和调查，本文通过东平湖7年的监测数据来研究分析东平湖水质状况和富营养化的变化趋势，并提出水质改善和富营养化防治的具体措施，实现经济、资源和生态环境的协调发展，对提高人民群众的生活健康水平具有重要的意义[3]。
1 研究区概况
东平湖地处山东省东平县西部，位于北纬35°30～36°20、东经116°00～116°30，由老湖和新湖两部分组成，新湖区属淮河流域，老湖区属黄河流域，东平湖为黄河和淮河两大流域的分水岭。全湖总面积为627 km2，其中老湖面積为209km2，相应蓄水能力为11.94×108 m3；新湖面积为418km2，相应蓄水能力为27.85×108m3。全湖总容水量达40×108m3，是调蓄黄河洪水的大型水库。东平湖的主要补给水源来自上游大汶河流域。大汶河发源于泰莱山区，全长211km，流经莱芜市和泰安市，总流域面积9069km2，年平均径流量21.32亿m3，主要接纳上游莱芜市、新泰市、肥城市、泰山区、岱岳区绝大部分废水及宁阳县、东平县部分废水。
2 东平湖水质及富营养化状况
2010-2016年7年间对东平湖水质pH、溶解氧、高锰酸盐指数、COD、氨氮、总氮、总磷、透明度等20多项指标进行了全面监测。
2.1 东平湖水质综合评价
东平湖7年的水质监测结果表明，东平湖水质主要污染指标为COD、高锰酸盐指数、总氮和总磷，属有机污染。COD年均值在15～20 mg/L；高锰酸盐指数年均值在1.6～4.7 mg/L；总磷年均值在0.031～0.047 mg/L 之间，均无超标年份；总氮年均值在0.037～2.36 mg/L，最高值出现在2012年，超《地表水环境质量标准（GB3838-2002）》中Ⅲ类标准1.36倍；叶绿素a年均值在7.23～15.97 mg/m3之间，最高值出现在2011年。详见表1[5]。
2.2 东平湖水质富营养化评价
根据湖泊（水库）富营养化评价方法及分级技术规定[6]，对东平湖水质的富营养化程度进行评价和分级：
TLI（Σ）<30 贫营养 30≤TLI（Σ）≤50中营养
TLI（Σ）>50 富营养 50
且在同一营养状态下，指数值越高，其营养程度越重。
由2010-2016年东平湖水质富营养化指数结果表明，7个年度的富营养化综合指数处于43.1～49.7之间，水质属于中营养状态； 2010-2016年东平湖富营养化状况详见表2。
3 东平湖水质及富营养化变化趋势
3.1 水质变化趋势
通过对东平湖水质多年来的监测数据进行分析评价，在不考虑TN指标的情况下， 2012年水质最好达到了Ⅱ类水标准，其余6个年度均达到Ⅲ类水质；若考虑TN指标，除2012年东平湖水质属Ⅴ类，2010-2011年、2013年东平湖水质均属Ⅳ类水外，2014-2016年总氮能稳定达到Ⅲ类水标准，其中2015年度总氮指标最好达到了Ⅱ类水标准，详见表1[5]。
3. 2 富营养化变化趋势
3. 2.1 富营养化年变化趋势
由2010-2016年东平湖富营养化综合指数统计结果表明：2010年东平湖富营养化指数最高，富营养化程度最重，2012年指数最低，富营养化程度最轻，但2016年度富营养化有所反弹，指数达到48.4。通过7个年度的水质监测表明，东平湖水质富营养化程度呈现先好转后有反弹的变化趋势，总体水质较好，富营养化处于中营养水平。
3. 2.2 富营养化月变化趋势
由2010-2016年东平湖富营养化综合指数统计结果表明：全年的富营养化相对变化不大，每年8月份的富营养化程度相对最重，7年有4个年度8月份的综合指数超过50，水质属于轻度富营养状态，其次为10月份；7年综合指数均值为46.3，属中营养状态。
4 东平湖富营养化成因分析
造成东平湖水质富营养化的原因较多，除东平湖水体较浅、阳光穿透性较好、水体含氧丰富等自然因素外，主要有工业、生活和面源等几方面的原因。
4.1 河流自净能力差
东平湖流域在经济快速发展的大环境下遭到一定破坏，造成河流的自净能力下降；同时流域的季节性较强，对河流自净能力起到一定的负影响；工业废水和城镇生活污水未经处理或处理的不当直接排放到河流，也在一定程度上增加了河流自净的负担。工业、生活污水即使达标排放，由于污水的排放总量大，单靠河流的自净能力，入湖河流的水质难以达到规定标准。
4.2 上游水质污染超标
部分企业、城镇生活污水处理厂废水处理设施非正常运行、造成废水未达标排放，废水偷排偷放、环境监管力度不够等；已建成的污水处理厂还存在管网不配套的问题，导致部分生活污水直排入河，致使上游大汶河水质受到严重影响，进而影响入湖水质增加了东平湖富营养化成度。
4.3 面源污染的影响
面源污染是影响东平湖水质的主要因素之一。目前，如何控制面源污染还没有效措施，更何况东平湖来水流域的水源补给主要是雨季的面源水，从而直接影响了整个流域水环境质量。东平湖来水流域大部分处在农业活动区，农业生产过程中化肥、农药、生长激素等的使用既缺少控制手段，也缺少科学指导，一方面造成农业生产资料的大量浪费，另一方面对水环境带来了严重污染。
4.4 东平湖自身净水能力受限
东平湖水体替换能力差，污染物的扩散能力差，污染物的蓄积严重，在一定条件下容易产生二次污染。湖区中存在大量的违规生产生活，如大量搞水产养殖、湖区旅游开发，以及湖区周围淀粉生产加工等，直接影响水质，加重了富营养化程度。
5 东平湖水质污染及富营养化的防治对策
结合南水北调责任书及“两湖一河”碧水行动责任书的实施，抓好重点项目，调整流域产业结构、加强污染源综合整治，制定水体营养源总量优化控制和削减技术方案。
（1）在点源上，实施污染物总量控制，建立区域循环经济模式、企业清洁生产的过程控制技术体系和高效、低耗的末端治理技术，分析重点行业氮磷削减的潜力、技术途径和对东平湖水环境的的影响效应；积极推进结构调整，加快工业点源治理项目的实施。结合当前的环保督查措施进一步加强对污水企业的监管力度，严禁偷排偷放及超标排放。加大对不达标及不合理企业的整治，依法关闭或搬迁禁养区内的畜禽养殖场，并对全市规模化以上畜禽养殖场督促建设污染治理设施并保证其正常运行，确保其达标排放，以削减入湖污染物。
（2）在面源上，建立东平湖营养物质削减的环保基础设施建设新模式，用经济、行政等手段限制源頭化肥、农药的过量使用，鼓励使用生物农药，禁止使用高毒、高残留农药，积极引导农民使用有机肥和科学施肥，减少化肥、农药施用量；减少东平湖流域农田水土流失与肥料流失以及畜禽粪尿、秸秆废渣、乡镇企业排污，综合利用畜禽粪尿，减少面源的氮磷污染负荷，严格控制流入湖泊水体中的营养物质氮、磷的负荷量。
（3）在生活源上，制定城市污水处理厂的营养物质削减控制策略，提出简易有效的村落雨污分流、污水生态截留净化、营养物循环利用的控制措施，提高大汶河沿岸已有的10座污水处理厂污水处理效率，完善管网、中水回用等配套设施，加强污水处理厂的监管力度，确保其稳定运行，切实发挥污水处理厂的治污减污作用。
加强东平湖水环境规划，实施东平湖流域生态修复工程和湿地保护恢复工程，加快生态湖滨带，东平湖入湖口、出湖口和稻屯洼三大人工湿地水质净化工程的进程，尽快完工并及时验收，因地制宜调水引流，加快东平湖水体循环交换，控制湖区围网养殖规模，推广自然放养，减少内源性营养物质负荷，采取泄水及控制支流氮磷输入量、疏浚湖底淤泥，加强旅游管理，防止旅游垃圾入湖，并禁止有污染的机动船只入湖等措施控制水体富营养化，水环境功能日益完善，河流断面水质明显改善。
通过对东平湖近几年水质数据的研究分析，可以得出东平湖水质总体较好，水体富营养化逐年有所改善并长期呈中营养状态。但因东平湖水体有着南水北调工程的调蓄功能，为确保东平湖生态环境及湖泊资源能够得到可持续协调发展利用，各级政府必须把改善和保护东平湖水质作为战略性政治任务来抓，按照“治、用、保”流域治理理念，多措并举加强对东平湖水质的长期监控及预警预测，密切关注水质变化情况，实施在线监测设施和人工监测无缝隙监管，并严格落实水质改善和富营养化防治的具体措施，确保东平湖水质不断改善、稳定达标，从而实现经济、资源和生态环境的协调发展。
参考文献
[1]毛小妮， 张中欣， 耿令朋，等. 山东省东平湖省级地质公园岩溶地貌特征及保护对策[J]. 山东国土资源， 2015（1）：59-61.
[2]杨淑华. 南水北调与山东水资源可持续利用[J]. 山东国土资源， 2005， 21（9）：55-57.
[3]庞清江，东平湖生态环境综合治理及资源可持续开发利用对策研究[J]. 水资源保护，2001，6
[4]王明翠， 刘雪芹， 等. 湖泊富营养化评价方法及分级标准[J]. 中国环境监测， 2002， 18（5）：47-49.
[5]泰安市环境质量报告书[B].（2011-2015年），2016.6
[6]湖泊（水库）富营养化评价方法及分级规定[S] 国家环保总局.
作者简介：刘艳艳，女，研究方向为环境监测与评价 。
关键词：东平湖；富营养化；现状调查；趋势分析
中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2017）04-0174-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.082
Abstract： On the basis of the overall monitoring on the water quality of Dongping Lake which has continued about 7 years， the thesis ranges over five perspectives including chlorophyll-a（Chla）， total phosphorus（TP）， total nitrogen（TN）， SD and permanganate index.Water quality monitoring shows that Dongping Lake water quality eutrophication degree has improved after the first rebound trend， the overall water quality is better， eutrophication in the middle nutrient level. According to the test results， the countermeasures of water quality eutrophication of Dongping Lake were put forward.
Key Words：Dongping Lake；Eutrophication；Investigation on the Status；Analysis on theVariation Trend
东平湖位于山东省泰安市东平县，是山东省第二大淡水湖泊和省级地质公园 [1]，同时也是南水北调东线工程的调蓄水库[2]。近年来，社会经济的迅猛发展对东平湖生态健康起到严重的影响，同时南水北调工程也对水质造成了一定影响。东平湖供水区水生态受到东平湖的水质状况直接影响，水质状况还会波及影响到南水北调受水区域的生态环境。为确保东平湖生态环境及湖泊资源能够得到可持续协调发展利用，对东平湖水质情况进行了常期全面监测和调查，本文通过东平湖7年的监测数据来研究分析东平湖水质状况和富营养化的变化趋势，并提出水质改善和富营养化防治的具体措施，实现经济、资源和生态环境的协调发展，对提高人民群众的生活健康水平具有重要的意义[3]。
1 研究区概况
东平湖地处山东省东平县西部，位于北纬35°30～36°20、东经116°00～116°30，由老湖和新湖两部分组成，新湖区属淮河流域，老湖区属黄河流域，东平湖为黄河和淮河两大流域的分水岭。全湖总面积为627 km2，其中老湖面積为209km2，相应蓄水能力为11.94×108 m3；新湖面积为418km2，相应蓄水能力为27.85×108m3。全湖总容水量达40×108m3，是调蓄黄河洪水的大型水库。东平湖的主要补给水源来自上游大汶河流域。大汶河发源于泰莱山区，全长211km，流经莱芜市和泰安市，总流域面积9069km2，年平均径流量21.32亿m3，主要接纳上游莱芜市、新泰市、肥城市、泰山区、岱岳区绝大部分废水及宁阳县、东平县部分废水。
2 东平湖水质及富营养化状况
2010-2016年7年间对东平湖水质pH、溶解氧、高锰酸盐指数、COD、氨氮、总氮、总磷、透明度等20多项指标进行了全面监测。
2.1 东平湖水质综合评价
东平湖7年的水质监测结果表明，东平湖水质主要污染指标为COD、高锰酸盐指数、总氮和总磷，属有机污染。COD年均值在15～20 mg/L；高锰酸盐指数年均值在1.6～4.7 mg/L；总磷年均值在0.031～0.047 mg/L 之间，均无超标年份；总氮年均值在0.037～2.36 mg/L，最高值出现在2012年，超《地表水环境质量标准（GB3838-2002）》中Ⅲ类标准1.36倍；叶绿素a年均值在7.23～15.97 mg/m3之间，最高值出现在2011年。详见表1[5]。
2.2 东平湖水质富营养化评价
根据湖泊（水库）富营养化评价方法及分级技术规定[6]，对东平湖水质的富营养化程度进行评价和分级：
TLI（Σ）<30 贫营养 30≤TLI（Σ）≤50中营养
TLI（Σ）>50 富营养 50
且在同一营养状态下，指数值越高，其营养程度越重。
由2010-2016年东平湖水质富营养化指数结果表明，7个年度的富营养化综合指数处于43.1～49.7之间，水质属于中营养状态； 2010-2016年东平湖富营养化状况详见表2。
3 东平湖水质及富营养化变化趋势
3.1 水质变化趋势
通过对东平湖水质多年来的监测数据进行分析评价，在不考虑TN指标的情况下， 2012年水质最好达到了Ⅱ类水标准，其余6个年度均达到Ⅲ类水质；若考虑TN指标，除2012年东平湖水质属Ⅴ类，2010-2011年、2013年东平湖水质均属Ⅳ类水外，2014-2016年总氮能稳定达到Ⅲ类水标准，其中2015年度总氮指标最好达到了Ⅱ类水标准，详见表1[5]。
3. 2 富营养化变化趋势
3. 2.1 富营养化年变化趋势
由2010-2016年东平湖富营养化综合指数统计结果表明：2010年东平湖富营养化指数最高，富营养化程度最重，2012年指数最低，富营养化程度最轻，但2016年度富营养化有所反弹，指数达到48.4。通过7个年度的水质监测表明，东平湖水质富营养化程度呈现先好转后有反弹的变化趋势，总体水质较好，富营养化处于中营养水平。
3. 2.2 富营养化月变化趋势
由2010-2016年东平湖富营养化综合指数统计结果表明：全年的富营养化相对变化不大，每年8月份的富营养化程度相对最重，7年有4个年度8月份的综合指数超过50，水质属于轻度富营养状态，其次为10月份；7年综合指数均值为46.3，属中营养状态。
4 东平湖富营养化成因分析
造成东平湖水质富营养化的原因较多，除东平湖水体较浅、阳光穿透性较好、水体含氧丰富等自然因素外，主要有工业、生活和面源等几方面的原因。
4.1 河流自净能力差
东平湖流域在经济快速发展的大环境下遭到一定破坏，造成河流的自净能力下降；同时流域的季节性较强，对河流自净能力起到一定的负影响；工业废水和城镇生活污水未经处理或处理的不当直接排放到河流，也在一定程度上增加了河流自净的负担。工业、生活污水即使达标排放，由于污水的排放总量大，单靠河流的自净能力，入湖河流的水质难以达到规定标准。
4.2 上游水质污染超标
部分企业、城镇生活污水处理厂废水处理设施非正常运行、造成废水未达标排放，废水偷排偷放、环境监管力度不够等；已建成的污水处理厂还存在管网不配套的问题，导致部分生活污水直排入河，致使上游大汶河水质受到严重影响，进而影响入湖水质增加了东平湖富营养化成度。
4.3 面源污染的影响
面源污染是影响东平湖水质的主要因素之一。目前，如何控制面源污染还没有效措施，更何况东平湖来水流域的水源补给主要是雨季的面源水，从而直接影响了整个流域水环境质量。东平湖来水流域大部分处在农业活动区，农业生产过程中化肥、农药、生长激素等的使用既缺少控制手段，也缺少科学指导，一方面造成农业生产资料的大量浪费，另一方面对水环境带来了严重污染。
4.4 东平湖自身净水能力受限
东平湖水体替换能力差，污染物的扩散能力差，污染物的蓄积严重，在一定条件下容易产生二次污染。湖区中存在大量的违规生产生活，如大量搞水产养殖、湖区旅游开发，以及湖区周围淀粉生产加工等，直接影响水质，加重了富营养化程度。
5 东平湖水质污染及富营养化的防治对策
结合南水北调责任书及“两湖一河”碧水行动责任书的实施，抓好重点项目，调整流域产业结构、加强污染源综合整治，制定水体营养源总量优化控制和削减技术方案。
（1）在点源上，实施污染物总量控制，建立区域循环经济模式、企业清洁生产的过程控制技术体系和高效、低耗的末端治理技术，分析重点行业氮磷削减的潜力、技术途径和对东平湖水环境的的影响效应；积极推进结构调整，加快工业点源治理项目的实施。结合当前的环保督查措施进一步加强对污水企业的监管力度，严禁偷排偷放及超标排放。加大对不达标及不合理企业的整治，依法关闭或搬迁禁养区内的畜禽养殖场，并对全市规模化以上畜禽养殖场督促建设污染治理设施并保证其正常运行，确保其达标排放，以削减入湖污染物。
（2）在面源上，建立东平湖营养物质削减的环保基础设施建设新模式，用经济、行政等手段限制源頭化肥、农药的过量使用，鼓励使用生物农药，禁止使用高毒、高残留农药，积极引导农民使用有机肥和科学施肥，减少化肥、农药施用量；减少东平湖流域农田水土流失与肥料流失以及畜禽粪尿、秸秆废渣、乡镇企业排污，综合利用畜禽粪尿，减少面源的氮磷污染负荷，严格控制流入湖泊水体中的营养物质氮、磷的负荷量。
（3）在生活源上，制定城市污水处理厂的营养物质削减控制策略，提出简易有效的村落雨污分流、污水生态截留净化、营养物循环利用的控制措施，提高大汶河沿岸已有的10座污水处理厂污水处理效率，完善管网、中水回用等配套设施，加强污水处理厂的监管力度，确保其稳定运行，切实发挥污水处理厂的治污减污作用。
加强东平湖水环境规划，实施东平湖流域生态修复工程和湿地保护恢复工程，加快生态湖滨带，东平湖入湖口、出湖口和稻屯洼三大人工湿地水质净化工程的进程，尽快完工并及时验收，因地制宜调水引流，加快东平湖水体循环交换，控制湖区围网养殖规模，推广自然放养，减少内源性营养物质负荷，采取泄水及控制支流氮磷输入量、疏浚湖底淤泥，加强旅游管理，防止旅游垃圾入湖，并禁止有污染的机动船只入湖等措施控制水体富营养化，水环境功能日益完善，河流断面水质明显改善。
通过对东平湖近几年水质数据的研究分析，可以得出东平湖水质总体较好，水体富营养化逐年有所改善并长期呈中营养状态。但因东平湖水体有着南水北调工程的调蓄功能，为确保东平湖生态环境及湖泊资源能够得到可持续协调发展利用，各级政府必须把改善和保护东平湖水质作为战略性政治任务来抓，按照“治、用、保”流域治理理念，多措并举加强对东平湖水质的长期监控及预警预测，密切关注水质变化情况，实施在线监测设施和人工监测无缝隙监管，并严格落实水质改善和富营养化防治的具体措施，确保东平湖水质不断改善、稳定达标，从而实现经济、资源和生态环境的协调发展。
参考文献
[1]毛小妮， 张中欣， 耿令朋，等. 山东省东平湖省级地质公园岩溶地貌特征及保护对策[J]. 山东国土资源， 2015（1）：59-61.
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[3]庞清江，东平湖生态环境综合治理及资源可持续开发利用对策研究[J]. 水资源保护，2001，6
[4]王明翠， 刘雪芹， 等. 湖泊富营养化评价方法及分级标准[J]. 中国环境监测， 2002， 18（5）：47-49.
[5]泰安市环境质量报告书[B].（2011-2015年），2016.6
[6]湖泊（水库）富营养化评价方法及分级规定[S] 国家环保总局.
作者简介：刘艳艳，女，研究方向为环境监测与评价 。
