摩洛哥SMBA水库水体和沉积物时空质量评估：对富营养化控制的启示与策略

本文系统评估了摩洛哥Sidi Mohammed Ben Abdellah（SMBA）水库三个子库区（Sale、Digue、Confluence）在2024–2025水文周期内的水质时空变化特征。研究揭示了热分层、溶解氧季节性波动及营养盐（氮、磷）浓度变化对富营养化过程的影响，指出内部磷负荷是维持富营养化的关键机制。该研究为饮用水源地可持续管理（如营养盐输入控制与连续监测）提供了重要科学依据。

　　

Highlight

水库是水文循环的关键组成部分，将有机和无机物质输送到海洋并补给水库系统。然而，控制理化参数和营养物分布的过程及其对水质的影响仍未充分理解。本研究监测了摩洛哥Sidi Mohammed Ben Abdellah（SMBA）大坝三个子水库——Sale（S1）、Digue（S2）和Confluence（S3）——在2024–2025水文周期内的水质状况。研究目标包括评估营养状态、考察温度、pH、溶解氧（DO）和营养物的时空变异性，并评估其对原水质量和营养动态的影响。这些水体经处理后为周边人口提供饮用水。结果显示存在持续的热分层、溶解氧的季节性波动以及营养物浓度（尤其是磷和氮）的显著变化。S2湖区表现出明显的富营养化状态，而S1和S3被归类为中富营养状态。相关分析揭示了叶绿素a（Chl-a）、营养物循环和溶解氧之间的强关联性，突显了内部磷负荷在维持富营养化中的核心作用。总体而言，研究结果强调了采取可持续管理策略的迫切性，包括减少营养物输入和实施连续监测，以缓解水质退化并确保SMBA水库的长期可持续性。

Introduction

在摩洛哥这个半干旱国家，饮用和工业用水供应主要依赖于水库储存的地表水（Ait Kadi and Ziyad, 2018; Hssaisoune et al., 2020）。该国目前运营149座大型多功能水坝，这些水坝在水资源管理中发挥着关键作用。然而，其运行需要仔细监测以确保储存水的水质（Boutouatou et al., 2025; Sherif et al., 2023）。水资源是摩洛哥经济和社会发展的核心，但大坝水体面临着日益增加的人为污染压力，包括城市排放、工业活动和农业径流（Moumen et al., 2019; Ouhakki et al., 2024）。这些压力损害水质，并对公共健康、家庭和娱乐用水（如灌溉、游泳）以及更广泛的社会经济发展产生负面影响。

Bouregreg河口是摩洛哥主要河流之一，对拉巴特-塞拉地区具有重要的水力和经济意义（El Alaoui et al., 2020）。该河在其河口18公里处受到Sidi Mohammed Ben Abdellah（SMBA）大坝的调节，该大坝容量超过十亿立方米。这座大坝为摩洛哥最大的城市群——拉巴特-塞拉和卡萨布兰卡——提供饮用水，服务超过八百万人（Salama et al., 2021）。鉴于气候变化和人为压力带来的威胁，对该水库进行持续监测至关重要。摩洛哥的水库也日益受到富营养化的威胁（El Ghachtoul et al., 2005; Mohafid et al., 2024），其主要驱动因素是由磷酸盐和硝酸盐引起的过量营养物输入，这些往往与土地利用和人类活动相关。富营养化刺激藻类过度生长，加速水体的老化（Mishra, 2023; Sun et al., 2023）。这一过程扰乱了关键水质参数，如磷、叶绿素a（Chl-a）和溶解氧（DO），这些参数反映了包括初级生产、光合作用和营养物循环在内的生态过程。由此导致的原水水质下降也影响处理后的水，常常被消费者感知为有令人不快的味道和气味。

本研究展示了对构成SMBA水库的三个湖泊的理化水质时空调查结果，该水库为从拉巴特到卡萨布兰卡的沿海走廊提供饮用水。研究还评估了这些湖泊的营养状态。温度和溶解氧的垂直剖面提供了对湖泊动态和分层的洞察，而理化参数之间的相关性揭示了营养物循环、光合作用和初级生产之间的功能关系。本研究基于以下假设：关键参数（包括温度、pH、溶解氧和营养物浓度）的时空变异性在塑造SMBA水库的生态条件和营养动态中起着核心作用。为验证这一点，研究解决了三个问题：（1）理化参数如何在水库内的季节和站点之间变化？（2）营养物富集（如磷酸盐、硝酸盐、铵）的空间和季节模式是什么，它们如何贡献于富营养化风险？（3）这些变化如何影响水库的营养状态，以及对水质监测和可持续管理的影响是什么？

Literature review: anthropogenic pollution in the SMBA reservoir

Sidi Mohammed Ben Abdellah（SMBA）大坝的水质受自然和人为驱动因素的共同影响，特别是水文动态、土地利用、农业径流、城市污水和沉积物运输（El Ghachtoul et al., 2005; Moumen et al., 2019）。营养物富集，主要来自肥料、废水和侵蚀的氮和磷，是富营养化的主要原因。土壤特性强烈影响营养物的流动性；Bouregreg流域以…

Study area

Sidi Mohammed Ben Abdellah大坝位于Bouregreg河上，距离拉巴特约20公里，自1974年开始运行（Aarabi et al., 2023; El Aoula et al., 2021）。它是该地区主要的地表水调动基础设施，调节着2.45亿立方米的水量，专门分配给拉巴特和卡萨布兰卡之间的饮水和工业用途（Abdelhadi et al., 2022）。大坝的形态测量和水文特征总结在表1中。

SMBA独特的地貌…

Temperature

三个研究站点表层水体的时空热变异性表现出明显的季节模式。表层水温通常在夏季达到峰值，最高平均温度为35.7°C，而最低值出现在冬季，最低平均温度为15.3°C。这种变异性主要受大气温度季节波动的驱动（Yang et al., 2019）。

图4显示了站点S1、S2和S3之间显著的季节性表层温度波动…

Conclusion

监测Sidi Mohammed Ben Abdellah（SMBA）水库的水质至关重要，因为它是战略饮用水源。时空分析揭示了与光合作用、生产力和营养物循环相关的显著季节性。所有三个盆地都显示出生态成熟的迹象，其特征是稳定的分层、营养物富集（N、P）、叶绿素升高和深层水缺氧，这在富营养化且封闭的Digue（S2）中最为明显。人为…