岩口水库年平均库容3 590万m³，集水面积5 715 km²，其上游有4条主要溪流汇入，分别是斯何溪、溪华溪、金傅翟溪和黄山溪，这4条溪各自流经水库周边的村落，如斯何村、溪华村、金傅翟村、黄山村、五星社村、周村和桃花坞村等，带来大量氮、磷等营养物质，成为岩口水库主要的污染源之一；根据岩口水库汇水情况，将水库分为3个区域：库坝区、库中区、库尾区，见图1。根据义乌市当地情况，本研究中四季划分为：春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）和冬季（12月～次年2月）。

本研究在各个支流的入库口以及水库分区中心设置采样点（图1），逐月采集水体样品，水库中，采集表层上覆水（距离水面0.5 m深处），由于水库库坝区有上游支流汇入，另采集水库库坝区深层水体样品（距离水面4 m）。本文中水体样品采集参考《水质采样技术指导：HJ494—2009》^[13]进行，每个采样点分别采集100 mL水样，装入干净的聚乙烯样品瓶，密封后置于4 ℃保温箱中保存，并运送回实验室进行水质分析。采集水样的同时，在现场使用便携多参数水质仪（哈希SL1000多通道便携式水质分析仪）测定各个采样点的pH值和溶解氧（DO）。带回实验室的水样分别采用碱性过硫酸钾联合消解法和钼酸铵分光光度法测定水体总氮（TN）和总磷（TP）的质量浓度^[14]。

单因子评价法比较常见，主要是对比单一水质指标与目标标准之间的差别进行评价，本文不再赘述，详见已有研究和标准^{[8, 15]}。

综合营养状态指数法（TLI（Σ））则参考中国环境监测总站《环境质量综合评价技术导则》（讨论稿18页），对岩口水库支流和水库水体进行评价。综合营养状态指数计算，见式（1）。

式（1）中，TLI（Σ）为综合营养状态指数，W_i为第i种参数的营养状态指数的相关权重，TLI(i)为第i种参数的营养状态指数。以叶绿素a（chl a）为基准值，则第i种参数均一化后的相关权重计算，见式（2）。

式（2）中，$ {{r}}_{{ni}} $为第i种参数与基准值叶绿素a的相关系数，m为评价参数的个数。

我国湖库的叶绿素a与其他参数之间的相关关系$ {{r}}_{{ni}} $及$ {{r}}_{{ni}}^{{2}} $见表1。

本文中，营养状态指数计算，见式（3～4）。

式（3～4）中，TN与TP质量浓度单位为mg/L。

本文采用0～100一系列连续数字对岩口水库的营养状态进行分级评价，具体分级标准见表2，在相同营养状态下，指数数值越高，其营养程度越高，导致水体富营养化的风险越高。

本研究使用Excel 2016进行数据统计和处理，使用GraphPad（V7.0）作图。采用综合营养指数评价法评估水体的营养状态后，对不同营养状态赋值，“5”、“4”、“3”、“2”、“1”分别代表“重度富营养”、“中度富营养”、“轻度富营养”、“中营养”和“寡营养”状态。赋值后的数据作热力图，展示不同水体营养状态的时空变化。

本研究于2013～2018年间，逐月监测岩口水库上游支流及水库水体的主要水质指标，生成72组监测数据，监测结果见图2～5。

2013～2018年上游支流与岩口水库水体溶解氧检测结果见图2。

图2可见，监测期间，上游支流的DO浓度大部分时间基本相同（图2a），在5～12 mg/L之间波动，变化规律也基本一致。相似地，水库的库坝、库中和库尾区的DO浓度大部分时间基本相同，在6～13 mg/L之间波动，并且变化规律也基本一致（图2b）。整体而言，上游支流的DO浓度在春、夏季波动明显，这与这两个季节内，当地降雨较多，地表径流携带氮、磷等营养元素进入水体，增加了水体微生物的耗氧量以及底层有机物分解的耗氧量^[16]。但在2014年7月至2015年10月间，几条支流的DO浓度波动极小，并且斯何溪的DO浓度优于其他几条溪流；同样地，在此期间水库各分区的DO浓度波动也较小，库坝区表层水体DO浓度高于库坝区深层水体，并且高于库中区与库尾区的DO浓度。综合而言，这可能与当地该段时间的降雨较少有关。

2013～2018年上游支流与岩口水库水体pH值的动态变化，见图3。

pH是衡量水环境水质的重要指标之一，其对水体中的各种物理化学反应均有重要影响^[17]。图3可见，支流与水库水体大部分时间内偏碱性（pH>7），2013年1月至2014年7月间，不同支流间pH动态变化差异明显，而之后的pH动态变化趋于一致（图3a）；而在整个监测期间内，水库不同分区的pH值动态变化规律更为一致，显示出水库具有更好的pH缓冲能力。进一步分析发现，监测期间，岩口水库的pH值每年4月至9月较高，超过8.5，水体碱性较强，这会影响磷与水库沉积物的吸附和离子交换作用，增加底泥的磷释放，从而增加水库水体的富营养化风险^{[7, 18]}。因此，根据2013～2018年监测数据，应对岩口水库pH值的动态变化规律提高关注度。

2013～2018年上游支流与岩口水库水体TN的动态变化，见图4。

图4可见，监测期间，上游各支流总氮浓度的时空变化规律较复杂，各支流出现TN浓度峰值的时段并不完全一致（图4a），显示出时空上的差异性；相反地，岩口水库不同分区的TN变化规律一致性很高（图4b），时空上的差异性不明显。

黄山溪、金傅翟溪、斯何溪和溪华溪多年TN平均值分别为0.869、0.678、0.884和1.404 mg/L，其中以溪华溪的TN水质最差，多年平均TN浓度超过地表Ⅲ类水限值（TN≤1 mg/L），成为岩口水库主要的TN污染来源，但是也应注意到，其他支流也有部分时段的TN浓度超过地表Ⅲ类水限值，这也与各个支流周边居民的生活活动密切相关，生活污水的直排导致过量的氮汇入水体，因此仍需关注和研究相应的治理方案及措施。深入分析发现，各个支流的TN浓度峰值基本出现在冬季，而夏季的TN浓度较低，这是因为低温条件下水体中原位微生物群落的活性较低，不能有效地去除水体中的氮。

岩口水库不同分区的多年TN平均值介于0.52～0.53 mg/L之间，水库水质绝大部分时间优于地表Ⅲ类水，只在少数时间段超过限值，特别是在2017年10月至2018年4月以及2018年年底之后，具体原因需结合当地情况进一步分析。

2013～2018年上游支流与岩口水库水体TP的动态变化见图5。

上游各支流TP浓度分析显示，其时空变化规律更复杂，一致性较差（图5a）。黄山溪、金傅翟溪、斯何溪和溪华溪多年TP平均值分别为0.15、0.11、0.13和0.16 mg/L，多年平均TP浓度未超过地表Ⅲ类水限值（TP≤0.2 mg/L），但是各个支流在部分时段内TP浓度依然超过了地表Ⅲ水限值，并且溪华溪的TP超标情况明显。与TN类似，TP的峰值一般出现在冬季，但是夏季也偶有超标，如2013年和2015年的金傅翟溪。

水库的TP时空变化规律也比较复杂，其中库尾区的TP浓度波动较大，其次是库中区（图5b）。其多年平均TP浓度介于0.02～0.03 mg/L之间，但是部分时段TP的峰值也超过了地表Ⅲ类水限值（湖库，TP≤0.05 mg/L）。

综上分析结果，虽然大部分时间内，多数水体的TN和TP浓度尚优于地表Ⅲ类水，但是水库水质恶化的风险依然存在，需要进一步评价不同水体的营养状态，从而对水体的污染程度有更清晰的认识。

国内外一致认可的水体发生富营养化的TN浓度为0.2 mg/L、TP浓度为0.02 mg/L^[19]，因此本研究选用这两个限值评价岩口水库各水体的TN及TP富营养化风险，见图6。

图6可知，监测期间72个样品中，黄山溪、金傅翟溪、斯何溪和溪华溪分别有67、65、66和70个样品的TN浓度超过0.2 mg/L，而上述支流分别有70、71、71和71个样品的TP浓度超过0.02 mg/L，即超过90%的样品中氮、磷超过富营养化限值，存在极大的富营养化风险。各支流具有一定的流动性，减轻了“水华”的暴发，但各支流汇入岩口水库后，由于水库的更新周期较长，这会给水库本身带来极大的富营养化风险。对岩口水库而言，72个样品中，库坝表层、库坝深层、库中区、库尾区分别有65、68、68和65个样品的TN浓度超过0.2 mg/L，但相应水体分别有29、22、32和35个样品的TP浓度超过0.02 mg/L，即超过90%的样品中氮超过富营养化限值，相对而言，低于50%的样品中磷超过富营养化限值。

上述结果分析可知，氮仍是目前岩口水库流域水体富营养化治理的关键，但上游支流持续地汇入带来超量的磷，因此由磷导致的富营养化问题也需要引起注意。

本研究以TN和TP为核心指标，采用综合营养状态指数法，进一步分析上游支流及岩口水库营养状态的时空变化规律，将不同的营养状态赋值后加和，用以反映岩口水库流域不同水体2013～2018年间的整体营养状态。上游4条溪流的整体富营养化程度由高至低依次为：溪华溪（评价总计232）、黄山溪（评价总计211）、斯何溪（评价总计203）和金傅翟溪（评价总计187）（图7a～d），而库区的整体营养状态尚可（图7e～h）。

图7可知，上游支流中，溪华溪整体的水质较差，处于轻度至重度富营养化状态的时段较多（图7d），这与本研究前述结果一致；2018年后，溪华溪水体营养状态呈现变好趋势，全年大部分时间处于中营养状态。黄山溪大部分时间处于中营养至轻度富营养化状态，但2016年冬季（2016年12月至2017年3月）水质较差，富营养化程度上升（图7a），这与本研究前述结果一致，即冬季水质变差，TN浓度较高，水体富营养化程度上升。金傅翟溪大部分时间处于中营养状态，2018年之前水体富营养化状况时有发生，如2013～2015年，但水体营养状态整体呈现变好趋势（图7b）。斯何溪水体营养状态变化规律与黄山溪类似，2014年冬季（2014年12月至2015年3月）水体富营养化程度明显上升，但大部分时间处于中营养至轻度富营养化状态（图7c）。

相比而言，岩口水库大部分时间水质较好，营养状态较低，处于寡营养至中营养状态（图7e～h）。值得注意的是，2018年底，岩口水库的营养状态明显上升，成为轻度富营养化，这与上游支流营养状态上升有密切关系（图7a～d）。整体分析来看，2018年之前，氮、磷营养元素由上游支流汇入岩口水库，彼时岩口水库有较大的环境承载力，因此水库的营养状态变化不大；随着时间推移，氮、磷在水库中持续累积，终会降低水库的环境承载力，导致水库的营养状态上升以及富营养化，在岩口水库后续的水环境治理中应予以高度关注。

结合分析结果，本文认为现阶段岩口水库水体防治应遵循“先控外源污染汇入，再治内源积累”的基本原则，并且未来2～3年内岩口水库的防治工作重点仍应以外源污染控制为主，建议如下。

1）进一步控制上游支流农村污水排放，加强当地村落手工小作坊排污监管力度，杜绝生产污水直接排放入支流的坑塘，政府部门应建立完善用、排水制度，制定相应的监管措施，引导村民形成良好的用、排水习惯。

2）加强农村、农业面源污染控制，这也是“十四五”规划所要求的应有之义。主要防控措施包括：基于实际情况的退耕还林，根据土壤肥力的精准施肥，完善梯田等高种植方式，流域关键区域封育、抚育、改造，利用上游支流坑塘系统构建具有截留、吸收、转化等生态功能的湿式滞留塘等，在岩口水库流域内搭建起由陆地到水体的立体式面源污染控制体系。

3）强化末端污染控制工程，特别是相关生态工程建设，如入库溪流下游河道的生态改造，库前区前置库生态净化系统的建设以及流域现有生态工程，特别是半自然湿地的修缮。

1）2013～2018年监测期间，岩口水库的上游支流与水库水体pH值绝大部分时间呈碱性，岩口水库的pH更高；水体pH值呈现冬季较低、夏季较高的变化规律，不同支流间pH值差异不大。

2）上游支流的氮、磷污染较严重，应进一步加强上游支流的污染治理；整体而言，溪华溪的氮、磷污染程度最高，黄山溪和金傅翟溪次之，斯何溪的氮、磷污染程度最低，各支流基本呈现冬季水质较差，夏季水质较好的规律；岩口水库近两年（2017～2018年）的总氮波动明显，冬季时总氮浓度明显上升，而总磷近两年的波动较小，显示出当地水环境治理的效果。

3）单因子评价法评估结果显示，各支流超过90%的样品中氮、磷营养物质超过富营养化限值，是岩口水库主要的氮、磷污染来源，超过90%的岩口水库样品氮超限严重，氮仍是目前岩口水库流域水体富营养化治理的关键；综合营养状态指数法评估结果与单因子法相似，上游支流特别是溪华溪的富营养化程度较高，而岩口水库的营养化程度较低，但应关注岩口水库营养化程度上升的趋势。