傅 博， 黃國如,2,3

(1.華南理工大學(xué) 土木與交通學(xué)院， 廣東 廣州 510640； 2.華南理工大學(xué) 亞熱帶建筑科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640； 3.廣東省水利工程安全與綠色水利工程技術(shù)研究中心， 廣東 廣州 510640)

1 研究背景

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人類生產(chǎn)活動(dòng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，河湖水庫飲用水水源地的水質(zhì)污染和水體富營養(yǎng)化問題日趨嚴(yán)重，為有效控制水污染，需對河湖水庫水質(zhì)狀況進(jìn)行綜合評價(jià)。從20世紀(jì)以來各種水質(zhì)評價(jià)方法不斷出現(xiàn)和發(fā)展完善，主要包括單因子法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、多元統(tǒng)計(jì)方法、模糊綜合評價(jià)法、內(nèi)梅羅污染指數(shù)法和水質(zhì)指數(shù)法等[1-9]。例如，初海波等[10]以東遼河為例，比較BP網(wǎng)絡(luò)、Hopfield網(wǎng)絡(luò)、模糊綜合評價(jià)法、內(nèi)梅羅污染指數(shù)法4種方法的水質(zhì)評價(jià)結(jié)果；李清芳等[11]利用多元統(tǒng)計(jì)分析方法，研究3個(gè)典型水源地水庫的水質(zhì)情況；高紅杰等[12]運(yùn)用內(nèi)梅羅法、均值法、水質(zhì)指數(shù)法對城市地表水質(zhì)進(jìn)行綜合評價(jià)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)梅羅法更適用于部分典型城市地表水質(zhì)評價(jià)；楊永宇等[13]對比灰色關(guān)聯(lián)法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法2種方法，從不同層次分析黑河流域水質(zhì)優(yōu)劣，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法結(jié)果更加合理。上述各種方法都有其自身的特點(diǎn)和局限性，單因子評價(jià)法清晰易懂，能夠直觀地反映水質(zhì)指標(biāo)與對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值之間的關(guān)系，以所選水質(zhì)指標(biāo)中評價(jià)最差的某項(xiàng)指標(biāo)類別作為水質(zhì)類別；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法呈現(xiàn)較高的自適應(yīng)性、自組織性和一定的容錯(cuò)性，使評價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況較為相符；主成分分析法具有降維、簡化變量的特點(diǎn)，可篩選出主要污染物指標(biāo)；指數(shù)法則可以分析湖泊、水庫等水體的富營養(yǎng)化狀況。

本文以江門市四堡水庫為研究對象，在充分分析典型水質(zhì)指標(biāo)時(shí)空變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，采用單因子評價(jià)法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、主成分分析法和指數(shù)法等從多維角度對水庫水質(zhì)和富營養(yǎng)化狀況進(jìn)行綜合評價(jià)，為四堡水庫水資源保護(hù)、水污染防控及生態(tài)良好發(fā)展提供支撐。

2 研究區(qū)域概況及資料

四堡水庫位于廣東省江門鶴山市龍口鎮(zhèn)，沙坪河龍口支流上游，屬西江水系，是一座以防洪灌溉為主的中型水庫。四堡水庫為附近村鎮(zhèn)的供水水源地，根據(jù)《鶴山市供水專項(xiàng)規(guī)劃(2008-2020)》，在突發(fā)情況下該水庫也為周邊城鎮(zhèn)提供應(yīng)急供水。在對庫區(qū)水環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，農(nóng)村生活污染、農(nóng)田面源污染等均會(huì)對水質(zhì)造成影響，排入的氨氮極有可能產(chǎn)生水華現(xiàn)象。

為開展研究需要，在四堡水庫布設(shè)采樣點(diǎn)13處，編號為W1～W13(圖1)。其中，W1、W7靠近水庫大壩，W2～W6位于水庫北部，W8～W10位于水庫中部，W11～W13位于水庫南尾部，以上采樣點(diǎn)大體占據(jù)了四堡水庫整個(gè)范圍，具有良好的代表性。于2018年6-12月組織了7次水質(zhì)樣本采集和檢測工作，檢測指標(biāo)主要有水溫、透明度、pH值、溶解氧(DO)、五日生化需氧量(BOD5)、化學(xué)需氧量(CODCr)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、總磷(TP)、總氮(TN)、氨氮(NH3—N)和葉綠素a等。

圖1 四堡水庫采樣點(diǎn)分布

3 水質(zhì)評價(jià)方法

根據(jù)不同水質(zhì)評價(jià)方法的特點(diǎn)和要求，選擇DO、BOD5、CODCr、CODMn、TP、TN和NH3—N等7項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)，采用單因子評價(jià)法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和主成分分析法等從多維角度對四堡水庫水質(zhì)狀況進(jìn)行評價(jià)和分析，選擇透明度、TP、TN、NH3—N和葉綠素a等5項(xiàng)指標(biāo)，采用指數(shù)法對四堡水庫富營養(yǎng)化狀況進(jìn)行評價(jià)和討論。具體方法簡介如下。

3.1 單因子評價(jià)法

單因子評價(jià)法簡單常見，在此不再贅述，詳見文獻(xiàn) [1]、[14] 。

3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、輸出層和隱含層，以誤差反向算法訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)模型[15]。在水質(zhì)評價(jià)方面，通過設(shè)計(jì)一個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，訓(xùn)練設(shè)定的數(shù)據(jù)樣本(參考《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002》[14]所選項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)限值)，得出與選定樣本預(yù)期輸出相符合的計(jì)算結(jié)果，再將實(shí)測數(shù)據(jù)輸入訓(xùn)練好的BP網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)輸出值進(jìn)行水庫水質(zhì)評價(jià)。

3.3 主成分分析法

主成分分析法利用降維，將多指標(biāo)通過線性轉(zhuǎn)換為少量主要指標(biāo)(主成分)來解釋原始數(shù)據(jù)信息[16]。原理是先將所選的p個(gè)指標(biāo)分別設(shè)為X1，X2，…，Xp，該p個(gè)指標(biāo)構(gòu)成的矩陣設(shè)為X，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化后得到ZX，再通過線性變換得到新的變量F，之后通過綜合評價(jià)函數(shù)對水質(zhì)情況進(jìn)行定量化描述，計(jì)算公式為：

(1)

式中：F為主成分綜合得分；λi為特征值；λ為特征值之和。F得分越大，說明水質(zhì)狀況越差，得分越小則水質(zhì)狀況越好。

3.4 指數(shù)法

指數(shù)法常用來衡量湖庫營養(yǎng)狀態(tài)，在此也不再贅述，具體參考文獻(xiàn)[17]。

4 評價(jià)結(jié)果與分析

4.1 水質(zhì)因子時(shí)空變化規(guī)律

2018年6-12月對四堡水庫進(jìn)行了7次水樣采集和檢測工作，部分檢測結(jié)果見圖2。

圖2 2018年6-12月四堡水庫不同采樣日期水樣部分水質(zhì)指標(biāo)檢測結(jié)果

由圖2可知，DO濃度在6-9月先降后升，到8月濃度最低，在10-12月期間DO濃度又開始減少。由于8月溫度較高，同時(shí)降雨較多，導(dǎo)致地表徑流攜帶營養(yǎng)鹽進(jìn)入水體，增大微生物耗氧量，另外底層有機(jī)質(zhì)分解耗氧等等[18]，多種因素使得DO濃度下降；而冬季溫度降低，浮游植物減少，光合作用減弱，水體DO濃度相對較低。CODMn濃度在6-7月略微減少，到8月明顯增加，之后又減少，變化規(guī)律較為復(fù)雜，濃度在1.97～3.69 mg/L浮動(dòng)。

TP濃度整體均較高，6月有8處斷面TP濃度大于0.05 mg/L，到7月增加到10處，而8-9月濃度全處于0.06～0.09mg/L，10月有3處TP濃度降到0.05 mg/L以下，12月則有5處，從汛期到非汛期TP濃度變化較大，TP濃度較高的有W9、W10、W12等處。TN濃度有增有減，在0.29～0.68 mg/L之間浮動(dòng)，最高值出現(xiàn)在9月，之后開始減少，在12月達(dá)到最低，TN濃度較高的有W6、W7、W9、W12、W13等處。N、P元素明顯超過國內(nèi)外一致認(rèn)可的TN達(dá)到0.2 mg/L、TP達(dá)到0.02 mg/L為富營養(yǎng)化發(fā)生的濃度[19]。藻類生長期水體中N/P <10，N為可能的限制性營養(yǎng)鹽；而N/P >10，則P為可能的限制性營養(yǎng)鹽[20]。四堡水庫大部分點(diǎn)位的N/P值小于10，因此，N為可能的限制性營養(yǎng)鹽。

NH3—N濃度在6-7月有所增加，到8月又略微減少，9月又有所增加，在9月后明顯減少，12月達(dá)到最低，濃度在0.106～0.453 mg/L浮動(dòng)，變化規(guī)律與TN濃度變化大體相似。可能因?yàn)?月氣溫較高，氨化作用減小，硝化作用增加，NH3向NO3轉(zhuǎn)化，DO濃度較低，微生物氨化作用較小，有機(jī)氮轉(zhuǎn)化的NH3也隨之減少，使8月NH3—N濃度較??；而9月后進(jìn)入秋冬季節(jié)，降雨量少，流入水體的營養(yǎng)鹽減少，10、12月測得的NH3—N濃度減少。NH3—N濃度較高的點(diǎn)位有W6、W10、W11等處。

葉綠素a濃度在6-7月有所增加，到8月減少，之后又增加，在8月份的濃度普遍較低，濃度主要集中在4～9 μg/L范圍內(nèi)，W11、W12、W13等點(diǎn)位的葉綠素a濃度普遍較高。

4.2 單因子評價(jià)結(jié)果

采用單因子評價(jià)法對四堡水庫2018年的7次檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行水質(zhì)評價(jià)，結(jié)果見表1。

表1 2018年6-12月各檢測點(diǎn)單因子水質(zhì)評價(jià)結(jié)果

由表1可知，2018年6、7月水庫13處采樣點(diǎn)基本處于III-IV類水之間，到8-9月全部處于IV類水，主要是由于TP濃度達(dá)到IV類標(biāo)準(zhǔn)，而到10月之后水質(zhì)略有好轉(zhuǎn)，恢復(fù)到III-IV類水之間。6月W3、W4、W7、W8、W11為III類水，其余為IV類水，III類水和IV類水水樣所占比例分別為38.5%和61.5%；7月W4、W5、W13為III類水，W3為V類水，其余為IV類水，III類水和IV類水水樣所占比例分別為23.1%和69.2%；8、9月所有水樣評價(jià)結(jié)果均為IV類水，水質(zhì)達(dá)到最差；10月W5、W10、W11為III類水，其余為IV類水，III類水和IV類水水樣所占比例分別為23.1%和76.9%；12月W1、W2、W3、W6、W13為III類水，其余為IV類水，III類水和IV類水水樣所占比例分別為38.5%和61.5%。由此可見，夏季處于汛期，降雨較多，N、P營養(yǎng)鹽隨徑流進(jìn)入水庫，水庫的TN、TP濃度較高，水質(zhì)相對較差。

4.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價(jià)結(jié)果

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法中為獲取足夠的訓(xùn)練樣本[13]，利用MATLAB軟件的RAND函數(shù)，在各級水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)間隨機(jī)生成訓(xùn)練樣本，輸出層設(shè)定的期望值與每級水質(zhì)對應(yīng)，小于I級標(biāo)準(zhǔn)輸出為1，I、II級標(biāo)準(zhǔn)之間輸出為2，其余同理。在MATLAB平臺上構(gòu)建3層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸入層有7個(gè)節(jié)點(diǎn)，隱含層、輸出層的節(jié)點(diǎn)分別設(shè)為10和1，后兩層分別選擇tansig、purelin函數(shù)，訓(xùn)練次數(shù)定為1 000次，誤差設(shè)為0.000001。將7次檢測數(shù)據(jù)利用PREMNMX函數(shù)歸一化，輸入到訓(xùn)練好的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸出與評價(jià)結(jié)果見表2。

由表2可知，從時(shí)間變化上來看，6-9月間水質(zhì)相對變差，9月后又有所恢復(fù)，不同時(shí)期水質(zhì)變化影響較大。有些點(diǎn)位結(jié)果異常偏大，可能是相對于其他點(diǎn)位一些指標(biāo)值偏大，導(dǎo)致歸一化后的輸入值偏大，使輸出值也偏大。W1、W4輸出值大部分在3左右，水質(zhì)在III-IV類水之間，更偏于III類水，而其余各處輸出值大部分在4左右，更偏于IV類水；W6、W10、W11為IV類水，輸出值基本在4以上，進(jìn)一步說明處于水庫出水口或者下游非匯水區(qū)域的水質(zhì)較好，而水庫匯水區(qū)的水質(zhì)較差。另外，由表1和表2對比可知，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價(jià)結(jié)果與單因子評價(jià)結(jié)果基本一致。

表2 2018年6-12月各采樣點(diǎn)BP網(wǎng)絡(luò)輸出值及評價(jià)等級結(jié)果

4.4 主成分分析評價(jià)結(jié)果

對水庫7次檢測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，計(jì)算相關(guān)系數(shù)及其矩陣的特征值、特征向量以及主成分貢獻(xiàn)率、累計(jì)貢獻(xiàn)率，最后得出主成分載荷和主成分得分。其中確定主成分個(gè)數(shù)的原則為取特征值大于1且累計(jì)貢獻(xiàn)率大于70%[21]。由于篇幅所限，選擇2018年汛期(8月21日)和非汛期(12月4日)兩次有代表性的主成分污染物負(fù)荷計(jì)算結(jié)果(表3)，其累計(jì)貢獻(xiàn)率分別達(dá)到68.10%和75.81%，達(dá)到或接近要求，說明使用該方法可以反映大部分?jǐn)?shù)據(jù)信息，表4為該方法計(jì)算所得的水質(zhì)綜合評價(jià)結(jié)果。

表3 2018年兩次代表性采樣主成分載荷矩陣表

表4 2018年6-12月主成分析水質(zhì)綜合評價(jià)得分與排名

在以上的主成分分析中，主要貢獻(xiàn)得分的第一、第二主成分中，各個(gè)因子載荷都有變動(dòng)，CODMn、TP、TN、NH3—N在前兩個(gè)主成分中載荷均較高，對綜合得分影響較大，表明水質(zhì)情況主要受到N、P營養(yǎng)鹽和有機(jī)氧化物質(zhì)影響。例如，8月主成分載荷矩陣(表3)，第一主成分上CODCr、CODMn、TN、NH3—N載荷較高，第二主成分上BOD5、TP載荷較高，這些指標(biāo)基本決定了最后的綜合得分F。從表3也可以看出，不同月份各個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的得分排名會(huì)有所變動(dòng)，說明水質(zhì)評估結(jié)果受多種因素影響。

從水質(zhì)綜合評價(jià)分?jǐn)?shù)(表4)可以看出，W1、W8得分較小，水質(zhì)排名基本靠后，水質(zhì)較好。W4、W5、W9、W10、W13分?jǐn)?shù)較高，可見這些區(qū)域水質(zhì)污染較為嚴(yán)重。營養(yǎng)鹽在隨徑流入庫到水庫出水口的過程中逐漸沉積下來，因此在剛進(jìn)入水庫時(shí)濃度最大，而到達(dá)水庫中下游時(shí)，濃度減小，到水庫出水口時(shí)濃度更小，W1在出水口區(qū)域，W8離水庫匯水區(qū)較遠(yuǎn)，水質(zhì)

情況良好。處于水庫南尾部或北尾部靠近支流入庫的區(qū)域，營養(yǎng)鹽濃度高于其他地方，水質(zhì)綜合評價(jià)分?jǐn)?shù)較高，水質(zhì)相比其他區(qū)域較差。

上述3種方法各有自身特點(diǎn)，單因子評價(jià)法較為嚴(yán)格，可以定性評價(jià)各處的水質(zhì)等級，但對處于同一水質(zhì)等級的不同采樣區(qū)域，無法更進(jìn)一步比較其水質(zhì)優(yōu)劣；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法可以定性和定量相結(jié)合進(jìn)行水質(zhì)評價(jià)，其水質(zhì)評價(jià)結(jié)果與單因子評價(jià)結(jié)果基本一致；主成分分析法能從各項(xiàng)目的載荷大小篩選出影響水質(zhì)的關(guān)鍵因子，通過水質(zhì)綜合得分高低判斷水質(zhì)情況，在空間上反映各處的污染嚴(yán)重程度。利用上述3種方法從不同角度進(jìn)行水庫水質(zhì)評價(jià)，更全面科學(xué)地反映四堡水庫水質(zhì)時(shí)空變化規(guī)律。

4.5 指數(shù)法評價(jià)結(jié)果

采用7次檢測中透明度、TP、TN、NH3—N和葉綠素a這5項(xiàng)相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算四堡水庫營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，結(jié)果見表5。

表5 2018年6-12月四堡水庫營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(得分)結(jié)果

由表5可以看出，水庫為輕度富營養(yǎng)水平，大部分采樣點(diǎn)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)于6、7月上升，8月有所下降，之后又上升，到9月底有9處營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)達(dá)到55分以上，之后到12月，營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)明顯降低，總體趨勢是先升后降。6-9月處于汛期，氣溫逐漸升高，降雨增多，陸地營養(yǎng)鹽受到?jīng)_刷隨徑流進(jìn)入庫區(qū)水體，TP、TN、NH3—N濃度總體趨勢增加，浮游植物數(shù)量增加，使得葉綠素a濃度增加，DO濃度減少，該時(shí)期水庫營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)較高。8月份分?jǐn)?shù)降低，主要是由于葉綠素a濃度有所降低，對分?jǐn)?shù)貢獻(xiàn)值小。而8月葉綠素a濃度處于較低水平可能是因?yàn)?月中旬降雨過大，浮游植物繁殖減弱，從而導(dǎo)致產(chǎn)生的葉綠素a減少，再加上不同藻類葉綠素a含量不同[22]，水庫浮游植物種類較多，硅藻、綠藻、藍(lán)藻等都占有一定比例，無單一的優(yōu)勢種，也會(huì)使葉綠素a減少。9月后降雨減少，進(jìn)入枯水季，水體中的TP、TN濃度相對較低；而冬季隨著溫度降低，浮游植物數(shù)量減少，所產(chǎn)生的葉綠素a也會(huì)較少，從而使?fàn)I養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)降低，富營養(yǎng)化情況略微好轉(zhuǎn)。

四堡水庫13處采樣點(diǎn)中，W3、W6、W7、W9、W13營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)較高，W4、W1略低。匯水入庫段和水庫中游區(qū)域營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)較高，富營養(yǎng)化比較嚴(yán)重，壩前取水口處營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)較低，富營養(yǎng)化相對較輕，這與前述方法所得結(jié)果大體類似。

早期四堡水庫周邊大面積范圍被承包種植商品林，現(xiàn)今依據(jù)政府規(guī)定將商品林改造成生態(tài)林，但從現(xiàn)場調(diào)查看來水庫周邊仍有相當(dāng)一部分以桉樹林為主的商品林，桉樹林N、P隨徑流入庫是導(dǎo)致水庫營養(yǎng)鹽濃度較高的因素之一，此外禽畜養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的氮磷入庫也造成水庫營養(yǎng)鹽濃度較高，加重富營養(yǎng)化程度。

4.6 葉綠素a與水質(zhì)因子的相關(guān)性分析

葉綠素a為水體富營養(yǎng)化程度的基本指標(biāo)，常用來反映水體富營養(yǎng)化，由于它受到諸多因素影響，研究其與各類水質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性便于識別影響湖庫富營養(yǎng)化的因子。由于本水庫透明度基本為30 cm左右，變化幅度較小，本文未考慮其影響。利用Pearson方法分析葉綠素a與其他主要水質(zhì)因子的相關(guān)性，結(jié)果如表6所示。相關(guān)系數(shù)在[0.8,1.0]為極強(qiáng)相關(guān)，[0.6,0.8]為強(qiáng)相關(guān)，[0.4,0.6]為中等程度相關(guān)，[0.2,0.4]為弱相關(guān)，[0.0,0.2]為極弱相關(guān)或無相關(guān)。

表6 2018年6-12月葉綠素a與其他水質(zhì)因子間的Pearson相關(guān)系數(shù)

注：**表示在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

從表6可以看出，水庫葉綠素a受到多種因素影響，其中，葉綠素a與水溫、pH值、TP、TN為極弱相關(guān)或弱相關(guān)，與DO、CODCr達(dá)到中等程度相關(guān)，與BOD5、CODMn、NH3—N達(dá)到中等程度相關(guān)或強(qiáng)相關(guān)，而且在不同時(shí)期葉綠素a與各個(gè)因子的相關(guān)系數(shù)有所變動(dòng)?？赡苡腥缦略颍阂皇侨~綠素a在時(shí)空上有較強(qiáng)的不確定性，二是水庫水量、水位、流速、降雨量、光照等水文氣象因子可能影響葉綠素a濃度變化，這些因子具有較強(qiáng)的不確定性。四堡水庫位于南方亞熱帶地區(qū)，水溫基本在18℃以上，對葉綠素a影響較??；pH值基本在7左右，波動(dòng)幅度較小，其對葉綠素a影響也較小。葉綠素a與DO呈現(xiàn)的相關(guān)關(guān)系有正有負(fù)，葉綠素a含量越多，浮游植物越多，光合作用產(chǎn)生的氧氣遠(yuǎn)大于浮游生物耗氧量時(shí)，使水中DO增加，葉綠素a與DO呈現(xiàn)正相關(guān)，反之光合作用釋放的氧氣不足以補(bǔ)充耗氧量時(shí)，水中DO減少，兩者呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。BOD5、CODCr、CODMn這些有機(jī)污染物對水體中的葉綠素a有一定影響，大多數(shù)情況下呈正相關(guān)關(guān)系，可能是藻類大量繁殖而排泄有機(jī)物質(zhì)所導(dǎo)致[23]，藻類越多，有機(jī)物質(zhì)越多，使得水體有機(jī)耗氧物的污染越多。N、P等營養(yǎng)鹽是浮游植物生長的必要因素，而葉綠素a又是浮游植物存量的表征指標(biāo)，兩者的關(guān)系較為復(fù)雜[24]。從相關(guān)系數(shù)可以看出，水庫葉綠素a與TN的相關(guān)性比與TP的相關(guān)性更強(qiáng)，特別是與以NH3—N形式存在的氮相關(guān)更強(qiáng)，可見N為浮游植物生長的限制因子，因此控制氮素的濃度能夠有效調(diào)控水體富營養(yǎng)化。

5 結(jié) 論

(1)不同月份TP、TN、NH3—N變化較為復(fù)雜，汛期四堡水庫營養(yǎng)鹽濃度普遍上升，非汛期營養(yǎng)鹽濃度回落，靠近水庫中下游區(qū)域的水質(zhì)較好，水庫匯水區(qū)的水質(zhì)較差。單因子評價(jià)法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評價(jià)結(jié)果較為一致，水庫水質(zhì)基本在III-IV類之間，主成分分析法表明水質(zhì)主要受CODMn、TP、TN、NH3—N影響，指數(shù)法表明水庫為輕度富營養(yǎng)化，在水庫匯水區(qū)的富營養(yǎng)化程度較高。

(2)BOD5、CODCr、CODMn這些有機(jī)污染物對水體中的葉綠素有一定影響，大多呈正相關(guān)關(guān)系，四堡水庫中葉綠素a與TN的相關(guān)性比與TP的相關(guān)性更強(qiáng)，特別是與以NH3—N形式存在的氮相關(guān)更為顯著，N是浮游植物生長的限制因子，控制氮素的濃度能夠有效調(diào)控水體富營養(yǎng)化。