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        基于綜合指數(shù)法和狀態(tài)評(píng)分法對(duì)干旱區(qū)域水體營養(yǎng)化評(píng)價(jià)對(duì)比分析

        2015-06-03 18:51:18魏華

        魏華

        摘 要:隨著執(zhí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的實(shí)施,水體富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)是判斷水環(huán)境質(zhì)量的一項(xiàng)重要工作?,F(xiàn)如今水體富營養(yǎng)化狀態(tài)評(píng)價(jià)方法有多種,既要便于評(píng)價(jià)分析,也能客觀反映水體的實(shí)際營養(yǎng)化狀態(tài),選取一種適宜于干旱區(qū)域水體富營養(yǎng)化的評(píng)價(jià)方法至關(guān)重要。采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法和營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)分法評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)分析,優(yōu)化選取適宜干旱區(qū)域的水體富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)的方法,并對(duì)干旱區(qū)域水體富營養(yǎng)化結(jié)合實(shí)際提出相應(yīng)的防治措施及建議。探討多種方法評(píng)價(jià)水體富營養(yǎng)化狀態(tài)的使用,將更科學(xué)、有效的判斷預(yù)測水體富營養(yǎng)化狀態(tài)發(fā)展趨勢,以及采取相應(yīng)的防治措施,逐步改善水質(zhì),保護(hù)飲用水水源地,為人民生活飲水安全監(jiān)測評(píng)價(jià)提供可靠的技術(shù)支撐。

        關(guān)鍵詞:綜合指數(shù)法和狀態(tài)評(píng)分法 干旱區(qū)域水體富營養(yǎng)化 營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)方法 對(duì)比分析

        中圖分類號(hào):X824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2015)03(c)-0031-02

        1 問題提出

        近年夏季,大部分區(qū)域持續(xù)高溫少雨,特別在干旱區(qū)域河庫受降水徑流補(bǔ)給以及人類社會(huì)活動(dòng)影響,在干旱高溫氣候條件下水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,水體的富營養(yǎng)化給人們的生活環(huán)境帶來了極大的威脅。

        隨著執(zhí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的實(shí)施,水體富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)是加強(qiáng)水源地保護(hù),強(qiáng)化飲用水水源地安全,水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測與保護(hù)的一項(xiàng)重要工作。如何又快又準(zhǔn)的評(píng)價(jià)出水體富營養(yǎng)化狀態(tài),既要便于評(píng)價(jià)分析,也能客觀反映水體的實(shí)際營養(yǎng)化狀態(tài),選取一種適宜于干旱區(qū)域水體富營養(yǎng)化的評(píng)價(jià)方法至關(guān)重要。

        2 基本概況

        劉橋水庫在唐白河支流泥河,位于棗陽市城西環(huán)城辦事處,承雨面積76 km2,總庫容3350×104m,該水庫以灌溉、供水為主,兼有防洪、養(yǎng)魚等綜合效益。設(shè)計(jì)灌溉面積4×104畝,主灌七方鎮(zhèn)、羅崗鎮(zhèn)。城鎮(zhèn)生活日供水能力在5×104m3以上。劉橋水庫承雨面積范圍涉及環(huán)城辦事處、太平鎮(zhèn)的部分村莊。

        白云湖位于涢水、厥水交匯口下游1700 m,攔截流域面積3827 km2,監(jiān)測斷面以上有均水、溠水、厥水等河流匯入,流域內(nèi)建有大(二)型水庫5座、中型水庫7座,小型水庫237座,上游大中型水庫對(duì)城區(qū)的供水調(diào)節(jié)和防洪調(diào)節(jié)具有良好的水利條件。攔河壩總庫容2878×104m3,死庫容89×104m3。日供水26.6×104m3/d,年均可供水量(P=97%)9700×104m3。監(jiān)測斷面以上涢水流域總耕地面積約78.74萬畝,其中水田59.4萬畝。近年來,監(jiān)測斷面上游隨縣、均川鎮(zhèn)、澴潭鎮(zhèn)等城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程較快,居住人口相對(duì)集中稠密。

        對(duì)劉橋水庫和白云湖水庫水質(zhì)監(jiān)測項(xiàng)目有水溫、pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、COD、氨氮、五日生化需氧量、氰化物、砷、揮發(fā)酚、六價(jià)鉻、汞、鎘、鉛、總磷、總氮、氟化物、硫化物、石油類、透明度、葉綠素a、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、鐵、錳等31項(xiàng)。

        3 水富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法

        水體的富營養(yǎng)化是一個(gè)受氣候、水環(huán)境、人類活動(dòng)等多因素影響下的復(fù)雜結(jié)果,各因素和各參數(shù)之間互相制約、互相聯(lián)系,采用簡單的單因子評(píng)價(jià),易造成影響因素信息的不完整,評(píng)價(jià)結(jié)果缺乏客觀性,一般需要采用多水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

        目前,水體的富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)判定方法廣義的講可分為直接法和水質(zhì)因子間接法。直接判定方法有透明度法、水生植物凈化法,水質(zhì)因子間接判定方法主要包括以下幾種:綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法、營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)分法、總成分分析營養(yǎng)度評(píng)價(jià)法、灰色系統(tǒng)理論法、優(yōu)勢種評(píng)價(jià)法等。根據(jù)《湖泊(水庫)富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法》及《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程分級(jí)技術(shù)規(guī)定》(SL395-2007)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)判斷水體富營養(yǎng)化級(jí)別。

        水體富營養(yǎng)化監(jiān)測的參數(shù)主要有透明度、水溫、葉綠素、總磷、總氮、亞硝酸鹽氮、化學(xué)需氧量、生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、生物量等。

        探討區(qū)域處于鄂西北極易干旱的區(qū),水源補(bǔ)給主要依賴降水徑流,也是人口居住較稠密的區(qū)域,考慮到干旱地區(qū)的水體營養(yǎng)化因子的多樣性,故采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法和營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)分法兩種方法來進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

        根據(jù)《湖泊(水庫)富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法》及《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程分級(jí)技術(shù)規(guī)定》(SL395-2007)的相關(guān)水體營養(yǎng)化級(jí)別判別,評(píng)價(jià)指標(biāo)分為葉綠素(chla)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)。

        4 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法評(píng)價(jià)分析

        4.1 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算公式

        綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算公式為:

        (1)

        式中:—綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);

        Wj——第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重。

        TLI(j)——代表第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。

        以chla作為基準(zhǔn)參數(shù),則第j種參數(shù)的歸一化的相關(guān)權(quán)重計(jì)算公式為:

        (2)

        式中:rij—第j種參數(shù)與基準(zhǔn)參數(shù)chla的相關(guān)系數(shù);

        m—評(píng)價(jià)參數(shù)的個(gè)數(shù)。

        4.2 水體營養(yǎng)狀態(tài)等級(jí)劃分

        采用0~100的一系列連續(xù)數(shù)字對(duì)湖(庫)營養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行分級(jí):

        TLI(∑)<30 貧營養(yǎng)

        30≤TLI(∑)≤50 中營養(yǎng)

        TLI(∑)>50 富營養(yǎng)

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