呂寶闊

（遼寧省沈陽水文局，遼寧沈陽110005）

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臥龍湖富營養(yǎng)化程度隨季節(jié)變化的研究

呂寶闊

（遼寧省沈陽水文局，遼寧沈陽110005）

［摘 要］本文應(yīng)用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法評價臥龍湖水庫富營養(yǎng)化程度隨季節(jié)的變化。通過模糊數(shù)學(xué)綜合評價指數(shù)法分析得出臥龍湖水質(zhì)類別為Ⅴ類，與單指數(shù)法得出結(jié)論一致，證明模糊數(shù)學(xué)綜合評價指數(shù)法可應(yīng)用在臥龍湖水環(huán)境水質(zhì)評價中。

［關(guān)鍵詞］模糊數(shù)學(xué)綜合評價法；臥龍湖；季節(jié)變化；富營養(yǎng)化

1　概　述

臥龍湖位于康平城西，作為科爾沁沙地南緣最大生態(tài)屏障、東北亞鳥類遷徙廊道重要驛站、東北最大淡水型國家濕地公園以及我國北方首個生態(tài)文明示范區(qū)，其生態(tài)價值極其重要［1，2］。臥龍湖水主要由東西馬蓮河匯入，水域面積67 km2，屬于西馬蓮河康平開發(fā)利用區(qū)，西馬蓮河臥龍湖景觀娛樂用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)。

2　水質(zhì)類別

葉綠素、總磷、總氮、透明度以及高錳酸鹽指數(shù)的測量結(jié)果見于表1，根據(jù)GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》［3］通過逐一項(xiàng)分別對各個參評因子進(jìn)行評判分析，最終根據(jù)取水質(zhì)類別最大的因子作為綜合水質(zhì)類別的原則，得出夏至、秋分、冬至?xí)r節(jié)臥龍湖水環(huán)境水質(zhì)類別均為Ⅴ類。

表1　臥龍湖水庫各監(jiān)測項(xiàng)目濃度值

3　模糊數(shù)學(xué)綜合評價指數(shù)［4，5］

模糊數(shù)學(xué)綜合評價指數(shù)法相比較于單因子水質(zhì)分析更具全面性，更能綜合地對水域環(huán)境進(jìn)行評判分析。綜合評價指數(shù)法分析步驟為隸屬度函數(shù)計(jì)算、模糊評價指數(shù)計(jì)算、最后得出綜合評價矩陣。隸屬度函數(shù)：

模糊評價指數(shù)：

式中：n——級別（1-5類）；m——因子（總氮、總磷……）。不同季節(jié)模糊評價指數(shù)見表2。

權(quán)重矩陣A：Wi=xi/sij，i=1，2，…，m；j=1，2，…，n。

表2　臥龍湖不同季節(jié)模糊評價指數(shù)

表3　各評價因子權(quán)重

綜合評價矩陣：B=A·R。根據(jù)綜合評價矩陣中最大值所對應(yīng)的綜合評價等級為最終綜合水質(zhì)等級的原則，得出結(jié)論臥龍湖3個季節(jié)水質(zhì)類別均為Ⅴ類（見表4）。

表4　臥龍湖不同季節(jié)綜合評價矩陣

4　綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算

對于富營養(yǎng)的評價方法有很多種，目前應(yīng)用最為成熟中國環(huán)境監(jiān)測總站《湖庫（水庫）富營養(yǎng)化評價方法及分級技術(shù)規(guī)定》（總站生字［2001］090號［6，7］），綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法評價范圍更加全面，評價因子綜合考慮了導(dǎo)致富營養(yǎng)化直接原因的總氮、總磷、透明度、葉綠素、高錳酸鹽指數(shù)，因此克服了一些方法通過單一評價因子片面評價富營養(yǎng)化問題。

綜合營養(yǎng)評價指數(shù)公式為：

其中：TLI（∑）為綜合營養(yǎng)評價指數(shù)；TLI（j）為對應(yīng)的第j種參評因子的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；Wj為對應(yīng)的第j種參評因子的權(quán)重。各個營養(yǎng)化影響因子的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算公式如下（結(jié)果見表5）：

TLI（Chl）=10×（2.5+1.086ln Chl）

TLI（TP）=10×（9.436+1.624lnTP）

TLI（TN）=10×（5.453+1.694lnTN）

TLI（SD）=10×（5.118-1.94lnSD）

TLI（CODMn）=10×（0.109+2.661lnCODMn）

表5　中國湖泊（水庫）部分參數(shù)與Chla的相關(guān)關(guān)系

根據(jù)各個營養(yǎng)化影響因子的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算公式分別計(jì)算出臥龍湖水庫的葉綠素、總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)以及透明度的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)見表6，最終計(jì)算出不同季節(jié)臥龍湖水庫的綜合評價指數(shù)。

表6　臥龍湖水庫富營養(yǎng)化綜合評價指數(shù)

5　結(jié)果分析

通過綜合營養(yǎng)指數(shù)法得出臥龍湖水庫營養(yǎng)等級為夏至?xí)r節(jié)為重度富營養(yǎng)化，秋分和冬至?xí)r節(jié)為中度富營養(yǎng)化。夏天陽光充足藻類生長旺盛葉綠素含量高為62.6μg/L，相反冬季只有7.29μg/L，同樣反映在高錳酸鹽指數(shù)上夏季要高于秋季冬季，水生生物新陳代謝旺盛有機(jī)質(zhì)含量高于其他季節(jié)。從監(jiān)測結(jié)果來看，3個季節(jié)總磷總氮的含量相差不大，但富營養(yǎng)化程度夏季確實(shí)最嚴(yán)重，說明在夏季爆發(fā)富營養(yǎng)化的危險性高于其他季節(jié)。通過模糊數(shù)學(xué)綜合評價法得出結(jié)論臥龍湖水庫水質(zhì)在3個季節(jié)都處于Ⅴ類，只能滿足農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域，而臥龍湖位于西馬蓮河臥龍湖景觀娛樂用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)，對于景觀娛樂用水區(qū)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到Ⅲ或Ⅳ類，嚴(yán)重制約了臥龍湖旅游開發(fā)。

6　結(jié)論

對于富營養(yǎng)化的預(yù)防，首先控制其水域中總

氮、總磷的來源，臥龍湖水源主要來自東西馬蓮河的匯入，其上游主要為農(nóng)業(yè)用水區(qū)，飲用水源區(qū)。其水質(zhì)主要受到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及生活污水的匯入影響，由水質(zhì)因子逐項(xiàng)分析可以看出主要超標(biāo)的因子為總氮，總氮作為水體富營養(yǎng)化的原料，超標(biāo)直接導(dǎo)致藻類的大量生長繁殖，從而引起可怕的生態(tài)危險。所以，對上游流域農(nóng)田施肥、農(nóng)藥的使用要嚴(yán)格控制，對于生活污水的排放更要嚴(yán)格管理，生活污水必須通過污水處理廠處理達(dá)標(biāo)后方能排入河中，相關(guān)部門要嚴(yán)格把關(guān)。臥龍湖水質(zhì)的提高，對于湖內(nèi)外生態(tài)環(huán)境的保護(hù)極其重要。臥龍湖的生態(tài)恢復(fù)建設(shè)是一個重要的課題，臥龍湖作為遼寧省內(nèi)最大的平原淡水湖，更是整個地區(qū)的“綠腎”，它能很好地調(diào)節(jié)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，一旦超負(fù)荷后果將不堪設(shè)想。

［參考文獻(xiàn)］

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［5］溫樹影.模糊數(shù)學(xué)評價法在石佛寺水庫水質(zhì)評價中的應(yīng)用［J］.水土保持應(yīng)用技術(shù)，2015（04）：27—28，30.

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［中圖分類號］X 524

［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A

［文章編號］1002—0624（2016）07—0035—02

［收稿日期］2016-01-12