水利工程論文-泉州山美水庫(kù)水質(zhì)分布特征與富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì).doc

水利工程論文-泉州山美水庫(kù)水質(zhì)分布特征與富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)摘要：根據(jù)近年水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，著重研究山美水庫(kù)庫(kù)區(qū)及進(jìn)水水質(zhì)分布特征，評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)庫(kù)區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化程度及變化趨勢(shì)。結(jié)果表明：從入庫(kù)、庫(kù)區(qū)至出庫(kù)的表層水體，除pH之外，DO、CODMn和BOD5濃度呈遞減趨勢(shì)，入庫(kù)前后濃度降低尤其顯著；而TN、NO32-N和TP濃度除入庫(kù)前后有所降低之外，其他呈遞增趨勢(shì)?，F(xiàn)狀水體富營(yíng)養(yǎng)化水平為中營(yíng)養(yǎng)；預(yù)測(cè)2010至2015年，水體富營(yíng)養(yǎng)水平由中營(yíng)養(yǎng)向中富營(yíng)養(yǎng)狀況過(guò)渡。關(guān)鍵詞：山美水庫(kù)水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化山美水庫(kù)是泉州市一座以供水為主，兼灌溉、防洪、發(fā)電等綜合功能的大型水利樞紐工程。山美水庫(kù)是維系下游南安、晉江、石獅、惠安、泉港、鯉城、豐澤、和洛江等八個(gè)市、縣、區(qū)450萬(wàn)人口生存的主要供水源地。為了深入了解區(qū)域人為活動(dòng)對(duì)庫(kù)區(qū)水環(huán)境質(zhì)量的影響，本文根據(jù)近年山美水庫(kù)水環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果，著重研究庫(kù)區(qū)及進(jìn)出水體的水質(zhì)分布特征和影響因素；探討水體富營(yíng)養(yǎng)化程度及變化趨勢(shì)。研究結(jié)果為進(jìn)一步防止山美水庫(kù)環(huán)境污染提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)水庫(kù)水資源管理與保護(hù)工作具有一定的指導(dǎo)意義。1水庫(kù)概況與調(diào)查方法1.1水庫(kù)概況山美水庫(kù)位于泉州市晉江東溪中游的南安碼頭鎮(zhèn)山美村，地理位置見(jiàn)圖1。流域面積1023km2，正常蓄水位99m，相應(yīng)庫(kù)容4.72108m3。水庫(kù)來(lái)水主要是東溪上游永春縣的桃溪、湖洋溪兩大支流和德化縣大樟溪龍門灘水庫(kù)跨流域調(diào)水。東溪年平均入庫(kù)徑流量為9.69108m3，龍門灘水庫(kù)年均引水量4.0108m3，山美水庫(kù)年平均出庫(kù)水量為8.97108m3。山美水庫(kù)主要污染源來(lái)自桃溪中游約9km永春縣城的工業(yè)和生活廢水以及庫(kù)區(qū)網(wǎng)箱養(yǎng)殖的污染物。據(jù)調(diào)查，2000年永春縣城排放廢水量9604t、CODcr2628t、NH4+-N366t；庫(kù)區(qū)水域有500個(gè)網(wǎng)箱養(yǎng)魚，估計(jì)每年過(guò)剩餌料約2700t（不含魚類排泄物）。1.2采樣站位及監(jiān)測(cè)方法1根據(jù)水庫(kù)地理環(huán)境特征，分別在入庫(kù)河段、庫(kù)區(qū)、出庫(kù)河段布設(shè)6個(gè)采樣站位，其中庫(kù)區(qū)站位取0.5、10、20m層水樣，站位分布見(jiàn)圖1。水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、硝酸鹽氮、總氮和總磷。測(cè)定方法列于表1。采樣時(shí)間為2002年1月、6月、8月和12月。2結(jié)果與討論2.1水質(zhì)指標(biāo)濃度分布特征1)表層水質(zhì)指標(biāo)濃度變化表層水水質(zhì)監(jiān)測(cè)均值統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2和圖2。作者簡(jiǎn)介：陳婉卿（1949-）女，工程師圖1山美水庫(kù)地理位置及采樣站位圖Fig.1TheMapandSamplingStationofShanmeiReservoir表1水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及分析方法Tab.1TheWaterQualityMeasuringItemsandTheAnalysisMethods監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分析方法測(cè)定下限方法來(lái)源pH玻璃電極法GB6920-86溶解氧（DO）碘量法0.2mg/LGB7489-89高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）高錳酸鹽法0.5mg/LGB11892-89生化需氧量（BOD5）稀釋與接種法2mg/LGB7488-87氨氮（NH4+-N）納氏試劑比色法0.05mg/LGB7479-87硝酸鹽氮（NO32-N）酚二磺酸分光光度法0.02mg/LGB7480-87總氮（TN）堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法0.05mg/LGB11894-89總磷（TP）鉬酸銨分光光度法0.01mg/LGB11893-89由圖2可見(jiàn)，首先，從入庫(kù)河流A、B站位至庫(kù)區(qū)C站位表層水質(zhì)中的DO、CODMn、BOD5和TP濃度均有顯著下降，而NO32-N、TN僅略有降低。其次，在庫(kù)區(qū)從C、D到E，直至出庫(kù)河段F站位，表層水的DO、CODMn和BOD5濃度均繼續(xù)逐漸降低，其中DO降低較為明顯，但出庫(kù)河段又略有回升；相反地，TN、NO32-N和TP逐漸增加，其中TN增加較明顯。前者說(shuō)明入庫(kù)河水中較高濃度的CODMn、BOD5和TP因庫(kù)區(qū)水體的稀釋作用而降低，并且?guī)靺^(qū)水體DO濃度由于污染物的生化降解耗氧作用而明顯低于河水。后者表明庫(kù)區(qū)的污染物依賴生化降解而逐漸降低，同時(shí)養(yǎng)殖過(guò)剩餌料及魚類代謝物的輸入，使水體的TN、NO32-N和TP逐漸增加。根據(jù)GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，由表2可知，山美水庫(kù)入庫(kù)水中DO、CODMn、BOD5、TN和TP的超標(biāo)率分別為33%、33%、33%、和100%，而庫(kù)區(qū)水中DO、TN和TP的超標(biāo)率分別為33%、100%和33%。因此，入庫(kù)桃溪水和庫(kù)區(qū)水均達(dá)不到水質(zhì)功能區(qū)應(yīng)執(zhí)行的GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的類標(biāo)準(zhǔn)要求3。表2山美水庫(kù)內(nèi)外水質(zhì)監(jiān)測(cè)均值統(tǒng)計(jì)結(jié)果Tab.2TheMeasuredandStatisticResultsofwaterqualityindexinShanmeiReservoirsInsideandOutside項(xiàng)目站pHDOCODMnBOD5NH4+-NNO32-NTNTP位無(wú)量綱mg/L入庫(kù)桃溪站A7.37.25.44.00.460.722.270.10入庫(kù)湖洋溪站B7.38.62.21.40.120.521.140.04出庫(kù)東溪站F7.25.51.40.40.050.692.020.03庫(kù)區(qū)西北站C07.46.71.50.80.050.511.540.02庫(kù)區(qū)東北站D07.66.71.41.20.050.611.450.02庫(kù)區(qū)南站E07.45.81.40.50.050.662.080.03庫(kù)區(qū)外評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)-696430.5-0.50.025庫(kù)區(qū)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)-696430.5100.50.025庫(kù)區(qū)外超標(biāo)率-03333330-100100庫(kù)區(qū)超標(biāo)率-033000010033注：a）庫(kù)區(qū)外和庫(kù)區(qū)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)均為GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的類b）C0、D0和E0指庫(kù)區(qū)站位表層水圖2水庫(kù)內(nèi)外表層水水質(zhì)指標(biāo)濃度的平面分布Fig.2TheplaneDistributionofwaterqualityindexinShanmeiReservoirsInsideandOutsidesurfacewater2)水庫(kù)水質(zhì)指標(biāo)濃度的垂直分布狀況水質(zhì)垂直分布如圖3所示，由圖可見(jiàn)，庫(kù)區(qū)各站位水，除COD外，DO和BOD5濃度呈現(xiàn)隨深度的增加而明顯地遞減的趨勢(shì)；NO32-N、TN和TP除C站位表層至10m層的TN、TP之外，其濃度隨深度的增加則呈遞增趨勢(shì)。在庫(kù)區(qū)滯留水體中，微生物的生物化學(xué)作用是污染物降解的主要過(guò)程，因此，溶解氧濃度隨深度的遞減規(guī)律與BOD及富含N、P的過(guò)剩餌料的降解耗氧，以及浮游植物的光合作用降低有著密切的關(guān)系。圖3山美水庫(kù)水質(zhì)指標(biāo)濃度垂直分布圖Fig.3ProfilesofwaterqualityindexinShanmeiReservoir2.2水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)1)水庫(kù)水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)程度評(píng)價(jià)水體營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)項(xiàng)目選取CODMn、TP、TN、Chl-a和SD（透明度）。評(píng)價(jià)方法采用百分評(píng)分法，根據(jù)公式（1）計(jì)算評(píng)分值，對(duì)照表3的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，確定山美水庫(kù)的營(yíng)養(yǎng)情況。（1）其中：M為湖泊水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀況的評(píng)價(jià)值，Mi為i項(xiàng)目的評(píng)分值，n為評(píng)價(jià)項(xiàng)目的個(gè)數(shù)。山美水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)化程度水質(zhì)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。由表可以看出，枯水期TN和Chl-a二項(xiàng)指標(biāo)為中富營(yíng)養(yǎng)，其余指標(biāo)為中營(yíng)養(yǎng)程度，總的營(yíng)養(yǎng)程度為中營(yíng)養(yǎng)；豐水期TN、TP和Chl-a三項(xiàng)指標(biāo)為富營(yíng)養(yǎng)，其余指標(biāo)為中營(yíng)養(yǎng)程度，總的營(yíng)養(yǎng)程度也為中營(yíng)養(yǎng)，從兩個(gè)水期比較說(shuō)明，豐水期的評(píng)分值與枯水期相當(dāng)。表3我國(guó)湖泊水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)分與分類標(biāo)準(zhǔn)Tab.3TheEutrophicationGradeandSortStandardforChineseLakesandReservoirs營(yíng)養(yǎng)程度評(píng)分值Ch1-amg/m3TPmg/m3TNmg/m3CODMnmg/LSDm貧營(yíng)養(yǎng)100.51.0200.1510.0201.04.0500.45.0中營(yíng)養(yǎng)302.0101001.03.0404.0253002.01.55010.0505004.01.0富營(yíng)養(yǎng)6026.010010008.00.57064.0200200010.00.480160.0600600025.00.390400.0900900040.00.21001000.013001600060.00.12表4山美水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.4ThemeasuredandassessedresultsofnutritionalizationindexinShanmeiReservoirsWaterBody水期項(xiàng)目Ch1-amg/m3TPmg/m3TNmg/m3CODMnmg/LSDm評(píng)分均值營(yíng)養(yǎng)程度枯水期測(cè)定值13.12218991.61.6-中營(yíng)養(yǎng)評(píng)分值523869363145豐水期測(cè)定值13.22815901.7-中營(yíng)養(yǎng)評(píng)分值52486637-462)水庫(kù)水質(zhì)