福建沙縣城區(qū)飲用水環(huán)境質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析研究

摘 要：以福建沙縣城區(qū)三大生活飲用水地表水源水體為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)2011-2013年水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，同時(shí)應(yīng)用層次分析法和富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)指數(shù)（TSI）進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)并結(jié)合往年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)三個(gè)水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)化程度進(jìn)行趨勢(shì)分析，最后提出防治對(duì)策。研究結(jié)果表明：近年來(lái)馬巖水庫(kù)和洞天巖水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化程度有所下降，三個(gè)水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化水平隨季節(jié)變化仍有較大的波動(dòng)，指標(biāo)中葉綠素指標(biāo)隨著季節(jié)變化亦十分明顯。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上看，運(yùn)用三個(gè)指標(biāo)（葉綠素、透明度和總磷）得到的TSI值大部分低于運(yùn)用五個(gè)指標(biāo)（葉綠素、透明度、總磷、總氮、氨氮和COD）得到的TSI值；三指標(biāo)的富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)結(jié)果普遍偏低，但基本可以反映水體的富營(yíng)養(yǎng)化狀況。在未來(lái)飲用水源水庫(kù)保護(hù)中應(yīng)關(guān)注保護(hù)水庫(kù)周邊的植被，做好流域生態(tài)規(guī)劃，加強(qiáng)面污染源管理，減緩其富營(yíng)養(yǎng)化速率。

關(guān)鍵詞：生活飲用水地表水源 富營(yíng)養(yǎng)化 評(píng)價(jià) TSI指數(shù)

中圖分類號(hào)：X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（a）-0084-02

隨著水庫(kù)老齡化，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷在庫(kù)區(qū)積累，其營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)有不斷上升的趨勢(shì)[1-3]。本研究擬通過(guò)對(duì)沙縣城區(qū)三大生活飲用水水源近3年的水質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，研究其富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息角度闡明其環(huán)境學(xué)意義，進(jìn)而提出合理化管理措施，保障水質(zhì)安全。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

目前沙縣城區(qū)3個(gè)飲用水源保護(hù)區(qū)水庫(kù)基本特征如下：

（1）洞天巖水庫(kù)位于縣城西北6 kg的鳳崗街道辦事處龍坑村附近的黃坑溪上，壩址以上集雨面積3.43 km2，另外引鄰近畔溪流域10 km2徑流補(bǔ)充庫(kù)內(nèi)，水庫(kù)總庫(kù)容258萬(wàn) m3。

（2）下村洋水庫(kù)位于虬江街道辦事處村尾村，源于墩頭溪，壩址以上流域面積16.5 km2。正常庫(kù)容25.76萬(wàn) m3，死庫(kù)容1.49萬(wàn) m3，總庫(kù)容27.25萬(wàn) m3。

（3）馬巖水庫(kù)位于畔溪中游，壩址以上集雨面積24.6 km2，總庫(kù)容55.12萬(wàn) m3。

1.2 研究方法

1.2.1 采樣和分析方法

自2011年1月4日-2013年11月4日在三個(gè)水庫(kù)取水口對(duì)水體的總磷（TP）、總氮（TN）、葉綠素a（Chla）、透明度（SD）、化學(xué)需氧量（COD）等32個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，共監(jiān)測(cè)18次。其中應(yīng)用TP、TN、Chla、SD、COD五個(gè)指標(biāo)用于對(duì)水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化的評(píng)估，評(píng)估運(yùn)用富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)指數(shù)（TSI），其中三指標(biāo)法采用TP、Chla、SD；五指標(biāo)法采用TP、TN、Chla、SD、COD。在現(xiàn)場(chǎng)樣點(diǎn)處用塞氏圓盤法測(cè)得SD，連續(xù)測(cè)3次后取其平均值。其余指標(biāo)按照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）》進(jìn)行分析。

1.2.2 評(píng)價(jià)方法

（1）營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法。利用Aizaki修正的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TSIM法評(píng)價(jià)水庫(kù)水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀況，Aizaki修正的各單項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TSIM法計(jì)算公式見(jiàn)參考文獻(xiàn)[4]。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：<30貧營(yíng)養(yǎng)；30～50中營(yíng)養(yǎng)；50～70富營(yíng)養(yǎng)；>70超富營(yíng)養(yǎng)。

（2）層次分析法。該方法主要用于確定三指標(biāo)法和五指標(biāo)法的各單項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值[4]。對(duì)于TSIM法涉及的葉綠素a、透明度、總磷三指標(biāo)法，其判斷矩陣為：

相應(yīng)權(quán)向量為W=（0.5396 0.2970 0.1634），其中λmax=3.0092，CI=0.0046，RI=0.52，CR=0.0088，具有滿意的一致性。

對(duì)于TSIM法涉及的葉綠素a、透明度、總磷、總氮、COD五指標(biāo)法，其判斷矩陣為：

相應(yīng)權(quán)向量為W=（0.4709 0.2528 0.1471 0.0800 0.0492），其中λmax=5.0296，CI=0.0074，RI=1.11，CR=0.0067，具有滿意的一致性。

（3）統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)。主要包括平均值，標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 參評(píng)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析

從近三年的數(shù)據(jù)來(lái)看，五個(gè)參評(píng)指標(biāo)其年內(nèi)變化和年際變化均較大，其相關(guān)統(tǒng)計(jì)參數(shù)具體見(jiàn)下表。各水庫(kù)參數(shù)中葉綠素的變異系數(shù)最大，其他參數(shù)的變異也較大，均大于20%，說(shuō)明水庫(kù)受到外界影響（氣候或人為干擾）大，其水質(zhì)波動(dòng)在三個(gè)水庫(kù)均有出現(xiàn)。

2.2 TSI值的統(tǒng)計(jì)分析

各參評(píng)指標(biāo)TSI值的變異與參評(píng)參數(shù)變異絕對(duì)值相比均較小，其相關(guān)統(tǒng)計(jì)參數(shù)具體見(jiàn)表2。各水庫(kù)參數(shù)中TSI（Chla）的變異系數(shù)最大，其他參數(shù)的變異相對(duì)較小，均小于15%，說(shuō)明經(jīng)過(guò)TSI公式變換后，得到的各參數(shù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變異均有所下降。

根據(jù)各水庫(kù)三年的富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)綜合TSI數(shù)據(jù)，得到三指標(biāo)和五指標(biāo)TSI值的相關(guān)統(tǒng)計(jì)參數(shù)，具體見(jiàn)表3。各水庫(kù)參數(shù)中TSI3較TSI5的變異系數(shù)為小，TSI3的平均值也較TSI5為小。說(shuō)明選用5個(gè)參數(shù)進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)綜合TSI計(jì)算后，得到水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度一般更大。而五參數(shù)的引進(jìn)，使得結(jié)果更為穩(wěn)定，其變異變得更小。

2.3 三個(gè)水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)及趨勢(shì)

三個(gè)水庫(kù)TSI5值大部分時(shí)間在50至70之間，處于富營(yíng)養(yǎng)初級(jí)階段；同時(shí)其值近年有所減少。發(fā)現(xiàn)近3年來(lái)TSI（SD）均大于TSI（Chla），說(shuō)明近期水體中非藻類SS含量較高。

從三個(gè)水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)水平來(lái)看，近年來(lái)三個(gè)水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化水平有趨同的趨勢(shì)。與前幾年相比，下村洋水庫(kù)近年來(lái)富營(yíng)養(yǎng)化水平基本保持不變；馬巖和洞天巖水庫(kù)與原來(lái)平均值55的富營(yíng)養(yǎng)化水平相比較[6]，tsi平均值為52左右，說(shuō)明兩個(gè)水庫(kù)近年來(lái)水質(zhì)有所改善。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）2011-2013年間得到葉綠素等五個(gè)參評(píng)指標(biāo)其年內(nèi)變化和年際變化均較大。參數(shù)中葉綠素變異系數(shù)最大，說(shuō)明其隨時(shí)間變化率最大。其他參數(shù)的變異也較大，均大于20%。

（2）統(tǒng)計(jì)得到各參評(píng)指標(biāo)TSI值的變異與參評(píng)參數(shù)變異絕對(duì)值相比均較小，說(shuō)明經(jīng)過(guò)TSI公式變換后，得到的各參數(shù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變異均有所下降。

（3）2011-2013年間統(tǒng)計(jì)得到各水庫(kù)參數(shù)中TSI3較TSI5的變異系數(shù)為小，TSI3的平均值也較TSI5為小。TSI5法其變異變得更小，因此建議選用五參數(shù)評(píng)估法。

（4）2011-2013年期間，三個(gè)水庫(kù)水質(zhì)受非藻類SS含量影響較大。因此，需要對(duì)三個(gè)水庫(kù)所在流域進(jìn)行細(xì)致的流域生態(tài)調(diào)查，編制可行的流域生態(tài)保護(hù)規(guī)劃[5-6]，注意保護(hù)水庫(kù)周邊的植被，同時(shí)加強(qiáng)面污染源管理，積極開(kāi)展生態(tài)水利工程（如前置庫(kù)技術(shù)，生態(tài)養(yǎng)魚(yú)捕撈或是沿岸帶人工濕地構(gòu)建）來(lái)降低水中的氮磷負(fù)荷[6]，減少或從根本上防止藻類的爆發(fā)，最終達(dá)到有效控制外源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入，切實(shí)落實(shí)“以防為主，綜合治理”的方針[6]。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭近新，陳慧君.水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化與防治[M].中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1988.

[2] Wetcel，R.G.Limnology[M].2nd ed.Philadephia；Saunders College Publ Co.1983.

[3] 劉健康，謝平.揭開(kāi)武漢東湖藍(lán)藻水華消失之謎[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，1999，8（3）：312-318.

[4] 蔡慶華.湖泊富營(yíng)養(yǎng)化綜合評(píng)價(jià)方法[J].湖泊科學(xué)，1997，9（3）：89-94.

[5] 魏玉珍，潘文斌，蔡曉薇.山仔水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化動(dòng)態(tài)研究[J].安全與環(huán)境工程， 2006，13（2）：16-20.

[6] 黃健.福建沙縣城區(qū)三大生活飲用水地表水源富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（9）：13-14.endprint

摘 要：以福建沙縣城區(qū)三大生活飲用水地表水源水體為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)2011-2013年水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，同時(shí)應(yīng)用層次分析法和富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)指數(shù)（TSI）進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)并結(jié)合往年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)三個(gè)水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)化程度進(jìn)行趨勢(shì)分析，最后提出防治對(duì)策。研究結(jié)果表明：近年來(lái)馬巖水庫(kù)和洞天巖水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化程度有所下降，三個(gè)水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化水平隨季節(jié)變化仍有較大的波動(dòng)，指標(biāo)中葉綠素指標(biāo)隨著季節(jié)變化亦十分明顯。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上看，運(yùn)用三個(gè)指標(biāo)（葉綠素、透明度和總磷）得到的TSI值大部分低于運(yùn)用五個(gè)指標(biāo)（葉綠素、透明度、總磷、總氮、氨氮和COD）得到的TSI值；三指標(biāo)的富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)結(jié)果普遍偏低，但基本可以反映水體的富營(yíng)養(yǎng)化狀況。在未來(lái)飲用水源水庫(kù)保護(hù)中應(yīng)關(guān)注保護(hù)水庫(kù)周邊的植被，做好流域生態(tài)規(guī)劃，加強(qiáng)面污染源管理，減緩其富營(yíng)養(yǎng)化速率。

關(guān)鍵詞：生活飲用水地表水源 富營(yíng)養(yǎng)化 評(píng)價(jià) TSI指數(shù)

中圖分類號(hào)：X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（a）-0084-02

隨著水庫(kù)老齡化，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷在庫(kù)區(qū)積累，其營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)有不斷上升的趨勢(shì)[1-3]。本研究擬通過(guò)對(duì)沙縣城區(qū)三大生活飲用水水源近3年的水質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，研究其富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息角度闡明其環(huán)境學(xué)意義，進(jìn)而提出合理化管理措施，保障水質(zhì)安全。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

目前沙縣城區(qū)3個(gè)飲用水源保護(hù)區(qū)水庫(kù)基本特征如下：

（1）洞天巖水庫(kù)位于縣城西北6 kg的鳳崗街道辦事處龍坑村附近的黃坑溪上，壩址以上集雨面積3.43 km2，另外引鄰近畔溪流域10 km2徑流補(bǔ)充庫(kù)內(nèi)，水庫(kù)總庫(kù)容258萬(wàn) m3。

（2）下村洋水庫(kù)位于虬江街道辦事處村尾村，源于墩頭溪，壩址以上流域面積16.5 km2。正常庫(kù)容25.76萬(wàn) m3，死庫(kù)容1.49萬(wàn) m3，總庫(kù)容27.25萬(wàn) m3。

（3）馬巖水庫(kù)位于畔溪中游，壩址以上集雨面積24.6 km2，總庫(kù)容55.12萬(wàn) m3。

1.2 研究方法

1.2.1 采樣和分析方法

自2011年1月4日-2013年11月4日在三個(gè)水庫(kù)取水口對(duì)水體的總磷（TP）、總氮（TN）、葉綠素a（Chla）、透明度（SD）、化學(xué)需氧量（COD）等32個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，共監(jiān)測(cè)18次。其中應(yīng)用TP、TN、Chla、SD、COD五個(gè)指標(biāo)用于對(duì)水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化的評(píng)估，評(píng)估運(yùn)用富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)指數(shù)（TSI），其中三指標(biāo)法采用TP、Chla、SD；五指標(biāo)法采用TP、TN、Chla、SD、COD。在現(xiàn)場(chǎng)樣點(diǎn)處用塞氏圓盤法測(cè)得SD，連續(xù)測(cè)3次后取其平均值。其余指標(biāo)按照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）》進(jìn)行分析。

1.2.2 評(píng)價(jià)方法

（1）營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法。利用Aizaki修正的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TSIM法評(píng)價(jià)水庫(kù)水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀況，Aizaki修正的各單項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TSIM法計(jì)算公式見(jiàn)參考文獻(xiàn)[4]。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：<30貧營(yíng)養(yǎng)；30～50中營(yíng)養(yǎng)；50～70富營(yíng)養(yǎng)；>70超富營(yíng)養(yǎng)。

（2）層次分析法。該方法主要用于確定三指標(biāo)法和五指標(biāo)法的各單項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值[4]。對(duì)于TSIM法涉及的葉綠素a、透明度、總磷三指標(biāo)法，其判斷矩陣為：

相應(yīng)權(quán)向量為W=（0.5396 0.2970 0.1634），其中λmax=3.0092，CI=0.0046，RI=0.52，CR=0.0088，具有滿意的一致性。

對(duì)于TSIM法涉及的葉綠素a、透明度、總磷、總氮、COD五指標(biāo)法，其判斷矩陣為：

相應(yīng)權(quán)向量為W=（0.4709 0.2528 0.1471 0.0800 0.0492），其中λmax=5.0296，CI=0.0074，RI=1.11，CR=0.0067，具有滿意的一致性。

（3）統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)。主要包括平均值，標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 參評(píng)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析

從近三年的數(shù)據(jù)來(lái)看，五個(gè)參評(píng)指標(biāo)其年內(nèi)變化和年際變化均較大，其相關(guān)統(tǒng)計(jì)參數(shù)具體見(jiàn)下表。各水庫(kù)參數(shù)中葉綠素的變異系數(shù)最大，其他參數(shù)的變異也較大，均大于20%，說(shuō)明水庫(kù)受到外界影響（氣候或人為干擾）大，其水質(zhì)波動(dòng)在三個(gè)水庫(kù)均有出現(xiàn)。

2.2 TSI值的統(tǒng)計(jì)分析

各參評(píng)指標(biāo)TSI值的變異與參評(píng)參數(shù)變異絕對(duì)值相比均較小，其相關(guān)統(tǒng)計(jì)參數(shù)具體見(jiàn)表2。各水庫(kù)參數(shù)中TSI（Chla）的變異系數(shù)最大，其他參數(shù)的變異相對(duì)較小，均小于15%，說(shuō)明經(jīng)過(guò)TSI公式變換后，得到的各參數(shù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變異均有所下降。

根據(jù)各水庫(kù)三年的富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)綜合TSI數(shù)據(jù)，得到三指標(biāo)和五指標(biāo)TSI值的相關(guān)統(tǒng)計(jì)參數(shù)，具體見(jiàn)表3。各水庫(kù)參數(shù)中TSI3較TSI5的變異系數(shù)為小，TSI3的平均值也較TSI5為小。說(shuō)明選用5個(gè)參數(shù)進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)綜合TSI計(jì)算后，得到水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度一般更大。而五參數(shù)的引進(jìn)，使得結(jié)果更為穩(wěn)定，其變異變得更小。

2.3 三個(gè)水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)及趨勢(shì)

三個(gè)水庫(kù)TSI5值大部分時(shí)間在50至70之間，處于富營(yíng)養(yǎng)初級(jí)階段；同時(shí)其值近年有所減少。發(fā)現(xiàn)近3年來(lái)TSI（SD）均大于TSI（Chla），說(shuō)明近期水體中非藻類SS含量較高。

從三個(gè)水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)水平來(lái)看，近年來(lái)三個(gè)水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化水平有趨同的趨勢(shì)。與前幾年相比，下村洋水庫(kù)近年來(lái)富營(yíng)養(yǎng)化水平基本保持不變；馬巖和洞天巖水庫(kù)與原來(lái)平均值55的富營(yíng)養(yǎng)化水平相比較[6]，tsi平均值為52左右，說(shuō)明兩個(gè)水庫(kù)近年來(lái)水質(zhì)有所改善。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）2011-2013年間得到葉綠素等五個(gè)參評(píng)指標(biāo)其年內(nèi)變化和年際變化均較大。參數(shù)中葉綠素變異系數(shù)最大，說(shuō)明其隨時(shí)間變化率最大。其他參數(shù)的變異也較大，均大于20%。

（2）統(tǒng)計(jì)得到各參評(píng)指標(biāo)TSI值的變異與參評(píng)參數(shù)變異絕對(duì)值相比均較小，說(shuō)明經(jīng)過(guò)TSI公式變換后，得到的各參數(shù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變異均有所下降。

（3）2011-2013年間統(tǒng)計(jì)得到各水庫(kù)參數(shù)中TSI3較TSI5的變異系數(shù)為小，TSI3的平均值也較TSI5為小。TSI5法其變異變得更小，因此建議選用五參數(shù)評(píng)估法。

（4）2011-2013年期間，三個(gè)水庫(kù)水質(zhì)受非藻類SS含量影響較大。因此，需要對(duì)三個(gè)水庫(kù)所在流域進(jìn)行細(xì)致的流域生態(tài)調(diào)查，編制可行的流域生態(tài)保護(hù)規(guī)劃[5-6]，注意保護(hù)水庫(kù)周邊的植被，同時(shí)加強(qiáng)面污染源管理，積極開(kāi)展生態(tài)水利工程（如前置庫(kù)技術(shù)，生態(tài)養(yǎng)魚(yú)捕撈或是沿岸帶人工濕地構(gòu)建）來(lái)降低水中的氮磷負(fù)荷[6]，減少或從根本上防止藻類的爆發(fā)，最終達(dá)到有效控制外源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入，切實(shí)落實(shí)“以防為主，綜合治理”的方針[6]。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭近新，陳慧君.水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化與防治[M].中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1988.

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[5] 魏玉珍，潘文斌，蔡曉薇.山仔水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化動(dòng)態(tài)研究[J].安全與環(huán)境工程， 2006，13（2）：16-20.

[6] 黃健.福建沙縣城區(qū)三大生活飲用水地表水源富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（9）：13-14.endprint

摘 要：以福建沙縣城區(qū)三大生活飲用水地表水源水體為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)2011-2013年水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，同時(shí)應(yīng)用層次分析法和富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)指數(shù)（TSI）進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)并結(jié)合往年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)三個(gè)水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)化程度進(jìn)行趨勢(shì)分析，最后提出防治對(duì)策。研究結(jié)果表明：近年來(lái)馬巖水庫(kù)和洞天巖水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化程度有所下降，三個(gè)水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化水平隨季節(jié)變化仍有較大的波動(dòng)，指標(biāo)中葉綠素指標(biāo)隨著季節(jié)變化亦十分明顯。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上看，運(yùn)用三個(gè)指標(biāo)（葉綠素、透明度和總磷）得到的TSI值大部分低于運(yùn)用五個(gè)指標(biāo)（葉綠素、透明度、總磷、總氮、氨氮和COD）得到的TSI值；三指標(biāo)的富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)結(jié)果普遍偏低，但基本可以反映水體的富營(yíng)養(yǎng)化狀況。在未來(lái)飲用水源水庫(kù)保護(hù)中應(yīng)關(guān)注保護(hù)水庫(kù)周邊的植被，做好流域生態(tài)規(guī)劃，加強(qiáng)面污染源管理，減緩其富營(yíng)養(yǎng)化速率。

關(guān)鍵詞：生活飲用水地表水源 富營(yíng)養(yǎng)化 評(píng)價(jià) TSI指數(shù)

中圖分類號(hào)：X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（a）-0084-02

隨著水庫(kù)老齡化，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷在庫(kù)區(qū)積累，其營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)有不斷上升的趨勢(shì)[1-3]。本研究擬通過(guò)對(duì)沙縣城區(qū)三大生活飲用水水源近3年的水質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，研究其富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息角度闡明其環(huán)境學(xué)意義，進(jìn)而提出合理化管理措施，保障水質(zhì)安全。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

目前沙縣城區(qū)3個(gè)飲用水源保護(hù)區(qū)水庫(kù)基本特征如下：

（1）洞天巖水庫(kù)位于縣城西北6 kg的鳳崗街道辦事處龍坑村附近的黃坑溪上，壩址以上集雨面積3.43 km2，另外引鄰近畔溪流域10 km2徑流補(bǔ)充庫(kù)內(nèi)，水庫(kù)總庫(kù)容258萬(wàn) m3。

（2）下村洋水庫(kù)位于虬江街道辦事處村尾村，源于墩頭溪，壩址以上流域面積16.5 km2。正常庫(kù)容25.76萬(wàn) m3，死庫(kù)容1.49萬(wàn) m3，總庫(kù)容27.25萬(wàn) m3。

（3）馬巖水庫(kù)位于畔溪中游，壩址以上集雨面積24.6 km2，總庫(kù)容55.12萬(wàn) m3。

1.2 研究方法

1.2.1 采樣和分析方法

自2011年1月4日-2013年11月4日在三個(gè)水庫(kù)取水口對(duì)水體的總磷（TP）、總氮（TN）、葉綠素a（Chla）、透明度（SD）、化學(xué)需氧量（COD）等32個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，共監(jiān)測(cè)18次。其中應(yīng)用TP、TN、Chla、SD、COD五個(gè)指標(biāo)用于對(duì)水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化的評(píng)估，評(píng)估運(yùn)用富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)指數(shù)（TSI），其中三指標(biāo)法采用TP、Chla、SD；五指標(biāo)法采用TP、TN、Chla、SD、COD。在現(xiàn)場(chǎng)樣點(diǎn)處用塞氏圓盤法測(cè)得SD，連續(xù)測(cè)3次后取其平均值。其余指標(biāo)按照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）》進(jìn)行分析。

1.2.2 評(píng)價(jià)方法

（1）營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法。利用Aizaki修正的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TSIM法評(píng)價(jià)水庫(kù)水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀況，Aizaki修正的各單項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TSIM法計(jì)算公式見(jiàn)參考文獻(xiàn)[4]。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：<30貧營(yíng)養(yǎng)；30～50中營(yíng)養(yǎng)；50～70富營(yíng)養(yǎng)；>70超富營(yíng)養(yǎng)。

（2）層次分析法。該方法主要用于確定三指標(biāo)法和五指標(biāo)法的各單項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值[4]。對(duì)于TSIM法涉及的葉綠素a、透明度、總磷三指標(biāo)法，其判斷矩陣為：

相應(yīng)權(quán)向量為W=（0.5396 0.2970 0.1634），其中λmax=3.0092，CI=0.0046，RI=0.52，CR=0.0088，具有滿意的一致性。

對(duì)于TSIM法涉及的葉綠素a、透明度、總磷、總氮、COD五指標(biāo)法，其判斷矩陣為：

相應(yīng)權(quán)向量為W=（0.4709 0.2528 0.1471 0.0800 0.0492），其中λmax=5.0296，CI=0.0074，RI=1.11，CR=0.0067，具有滿意的一致性。

（3）統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)。主要包括平均值，標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 參評(píng)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析

從近三年的數(shù)據(jù)來(lái)看，五個(gè)參評(píng)指標(biāo)其年內(nèi)變化和年際變化均較大，其相關(guān)統(tǒng)計(jì)參數(shù)具體見(jiàn)下表。各水庫(kù)參數(shù)中葉綠素的變異系數(shù)最大，其他參數(shù)的變異也較大，均大于20%，說(shuō)明水庫(kù)受到外界影響（氣候或人為干擾）大，其水質(zhì)波動(dòng)在三個(gè)水庫(kù)均有出現(xiàn)。

2.2 TSI值的統(tǒng)計(jì)分析

各參評(píng)指標(biāo)TSI值的變異與參評(píng)參數(shù)變異絕對(duì)值相比均較小，其相關(guān)統(tǒng)計(jì)參數(shù)具體見(jiàn)表2。各水庫(kù)參數(shù)中TSI（Chla）的變異系數(shù)最大，其他參數(shù)的變異相對(duì)較小，均小于15%，說(shuō)明經(jīng)過(guò)TSI公式變換后，得到的各參數(shù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變異均有所下降。

根據(jù)各水庫(kù)三年的富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)綜合TSI數(shù)據(jù)，得到三指標(biāo)和五指標(biāo)TSI值的相關(guān)統(tǒng)計(jì)參數(shù)，具體見(jiàn)表3。各水庫(kù)參數(shù)中TSI3較TSI5的變異系數(shù)為小，TSI3的平均值也較TSI5為小。說(shuō)明選用5個(gè)參數(shù)進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)綜合TSI計(jì)算后，得到水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度一般更大。而五參數(shù)的引進(jìn)，使得結(jié)果更為穩(wěn)定，其變異變得更小。

2.3 三個(gè)水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)及趨勢(shì)

三個(gè)水庫(kù)TSI5值大部分時(shí)間在50至70之間，處于富營(yíng)養(yǎng)初級(jí)階段；同時(shí)其值近年有所減少。發(fā)現(xiàn)近3年來(lái)TSI（SD）均大于TSI（Chla），說(shuō)明近期水體中非藻類SS含量較高。

從三個(gè)水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)水平來(lái)看，近年來(lái)三個(gè)水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化水平有趨同的趨勢(shì)。與前幾年相比，下村洋水庫(kù)近年來(lái)富營(yíng)養(yǎng)化水平基本保持不變；馬巖和洞天巖水庫(kù)與原來(lái)平均值55的富營(yíng)養(yǎng)化水平相比較[6]，tsi平均值為52左右，說(shuō)明兩個(gè)水庫(kù)近年來(lái)水質(zhì)有所改善。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）2011-2013年間得到葉綠素等五個(gè)參評(píng)指標(biāo)其年內(nèi)變化和年際變化均較大。參數(shù)中葉綠素變異系數(shù)最大，說(shuō)明其隨時(shí)間變化率最大。其他參數(shù)的變異也較大，均大于20%。

（2）統(tǒng)計(jì)得到各參評(píng)指標(biāo)TSI值的變異與參評(píng)參數(shù)變異絕對(duì)值相比均較小，說(shuō)明經(jīng)過(guò)TSI公式變換后，得到的各參數(shù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變異均有所下降。

（3）2011-2013年間統(tǒng)計(jì)得到各水庫(kù)參數(shù)中TSI3較TSI5的變異系數(shù)為小，TSI3的平均值也較TSI5為小。TSI5法其變異變得更小，因此建議選用五參數(shù)評(píng)估法。

（4）2011-2013年期間，三個(gè)水庫(kù)水質(zhì)受非藻類SS含量影響較大。因此，需要對(duì)三個(gè)水庫(kù)所在流域進(jìn)行細(xì)致的流域生態(tài)調(diào)查，編制可行的流域生態(tài)保護(hù)規(guī)劃[5-6]，注意保護(hù)水庫(kù)周邊的植被，同時(shí)加強(qiáng)面污染源管理，積極開(kāi)展生態(tài)水利工程（如前置庫(kù)技術(shù)，生態(tài)養(yǎng)魚(yú)捕撈或是沿岸帶人工濕地構(gòu)建）來(lái)降低水中的氮磷負(fù)荷[6]，減少或從根本上防止藻類的爆發(fā)，最終達(dá)到有效控制外源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入，切實(shí)落實(shí)“以防為主，綜合治理”的方針[6]。

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