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）

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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)學綜合評價指數(shù)法分析得出臥龍湖水質類別為Ⅴ類，與單指數(shù)法得出結論一致，證明模糊數(shù)學綜合評價指數(shù)法可應用在臥龍湖水環(huán)境水質評價中。

［關鍵詞］模糊數(shù)學綜合評價法；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)的測量結果見于表1，根據(jù)GB3838-2002《地表水環(huán)境質量標準》［3］通過逐一項分別對各個參評因子進行評判分析，最終根據(jù)取水質類別最大的因子作為綜合水質類別的原則，得出夏至、秋分、冬至時節(jié)臥龍湖水環(huán)境水質類別均為Ⅴ類。

表1　臥龍湖水庫各監(jiān)測項目濃度值

3　模糊數(shù)學綜合評價指數(shù)［4，5］

模糊數(shù)學綜合評價指數(shù)法相比較于單因子水質分析更具全面性，更能綜合地對水域環(huán)境進行評判分析。綜合評價指數(shù)法分析步驟為隸屬度函數(shù)計算、模糊評價指數(shù)計算、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的綜合評價等級為最終綜合水質等級的原則，得出結論臥龍湖3個季節(jié)水質類別均為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)計算

對于富營養(yǎng)的評價方法有很多種，目前應用最為成熟中國環(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）為對應的第j種參評因子的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；Wj為對應的第j種參評因子的權重。各個營養(yǎng)化影響因子的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式如下（結果見表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的相關關系

根據(jù)各個營養(yǎng)化影響因子的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式分別計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)等級為夏至時節(jié)為重度富營養(yǎng)化，秋分和冬至時節(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質含量高于其他季節(jié)。從監(jiān)測結果來看，3個季節(jié)總磷總氮的含量相差不大，但富營養(yǎng)化程度夏季確實最嚴重，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)學綜合評價法得出結論臥龍湖水庫水質在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)水質標準應達到Ⅲ或Ⅳ類，嚴重制約了臥龍湖旅游開發(fā)。

6　結論

對于富營養(yǎng)化的預防，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，由水質因子逐項分析可以看出主要超標的因子為總氮，總氮作為水體富營養(yǎng)化的原料，超標直接導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)藥的使用要嚴格控制，對于生活污水的排放更要嚴格管理，生活污水必須通過污水處理廠處理達標后方能排入河中，相關部門要嚴格把關。臥龍湖水質的提高，對于湖內(nèi)外生態(tài)環(huán)境的保護極其重要。臥龍湖的生態(tài)恢復建設是一個重要的課題，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”，它能很好地調節(jié)保護生態(tài)環(huán)境，一旦超負荷后果將不堪設想。

［參考文獻］

［1］趙洪利，楊云飛，董立國.沈陽臥龍湖省級自然保護區(qū)濕地現(xiàn)狀與生態(tài)功能利用探討［J］.環(huán)境保護科學，2008 （04）：40—43.

［2］尼慶偉.沈陽臥龍湖濕地生態(tài)退化機制及保護對策研究［D］.大連理工大學，2010.

［3］2002GB，地表水環(huán)境質量標準［S］.2002.

［4］呂寶闊.模糊數(shù)學評價法在棋盤山水庫水環(huán)境評價中的應用［J］.吉林水利，2014（10）：42—44，48.

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

［6］王明翠，劉雪芹，張建輝.湖泊富營養(yǎng)化評價方法及分級標準［J］.中國環(huán)境監(jiān)測，2002（05）：47—49.

［7］張文濤.淺議湖庫富營養(yǎng)化的評價方法和分級標準［J］.珠江現(xiàn)代建設，2010（01）：9—12.

［中圖分類號］X 524

［文獻標識碼］A

［文章編號］1002—0624（2016）07—0035—02

［收稿日期］2016-01-12