湖泊水庫富營養(yǎng)化的現(xiàn)狀與變化

湖泊水庫富營養(yǎng)化的現(xiàn)狀與變化

0湖泊水庫富營養(yǎng)化的成因湖泊（水庫）的富營養(yǎng)化是當(dāng)前水源水質(zhì)的主要污染。據(jù)1996年全國調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明:調(diào)查的91個湖泊(水庫)中至少有23個已處于中富營養(yǎng)化狀態(tài),其中20個已處于富營養(yǎng)化狀態(tài),其水量占湖泊(水庫)總供水量的25.4%.對重點(diǎn)城市的39個水源地水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明:1989-1996年間,飲用水源地的水質(zhì)呈惡化趨勢。以高錳酸鹽指數(shù)為例,1989年僅1個水源地劣于Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn),而1996年已上升到14個,其中6個水源地的水質(zhì)已劣于Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。湖泊(水庫)的富營養(yǎng)化已是一個普遍性的問題,這也促使我們要進(jìn)一步深入地研究湖泊(水庫)的富營養(yǎng)化問題。湖泊的富營養(yǎng)化是湖泊因之變得營養(yǎng)豐富的過程,人為的活動導(dǎo)致大量營養(yǎng)素(基本上為氮和磷)進(jìn)入湖泊,加速了藻類及其它水生植物的大量生長,藻類生長過盛使水體有氣味并造成死亡,有機(jī)物在湖底堆積,在湖泊分層的長期過程內(nèi),細(xì)菌對有機(jī)物的代謝作用使靠近湖底供氧不足,致使優(yōu)良魚種減少。一般情況下,這一過程是不可逆的,也就是一旦湖泊成為富營養(yǎng)的,即使額外營養(yǎng)素的來源被切斷,它也要保持這種狀態(tài)至一個極長的時(shí)期,這也是富營養(yǎng)化最具破壞性的一面;但若湖泊的富營養(yǎng)化是由于人為大量營養(yǎng)素的進(jìn)入,而大大地加速了湖泊的富營養(yǎng)化進(jìn)程,那么通過人為的活動,切斷或減少過多營養(yǎng)素進(jìn)入湖泊,這種富營養(yǎng)化進(jìn)程是可以減緩甚至可能逆轉(zhuǎn)的(稱為可逆富營養(yǎng)化)。紅楓湖、百花湖(以下簡稱“兩湖”)自90年代以來,水體的富營養(yǎng)化加劇,對“兩湖”的治理自1996年以來逐年加大,尤其是1999年實(shí)施了以削減氮、磷入湖排放量為目的的“兩湖”綜合治理一期工程后,對于水質(zhì)的現(xiàn)狀評價(jià)說法不一,本文旨在通過對“兩湖”水質(zhì)類別的統(tǒng)計(jì)和變化示意,分析說明“兩湖”的水質(zhì)現(xiàn)狀及變化,再運(yùn)用系統(tǒng)分析的集對聯(lián)系度分析方法對“兩湖”近年來的富營養(yǎng)化進(jìn)行定性評價(jià),并利用其聯(lián)系度這一連續(xù)性的數(shù)值進(jìn)行定量示意來反映“兩湖”富營養(yǎng)化程度的變化趨勢。1近年來，“兩湖”水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果的統(tǒng)計(jì)與分析“兩湖”的富營養(yǎng)化是導(dǎo)制其水質(zhì)惡化的主要原因,通過對“兩湖”水質(zhì)狀況的分析來反映其富營養(yǎng)化的程度。1.110年數(shù)據(jù)分析由表1可見,紅楓湖水質(zhì)在1998年主要為Ⅳ類,并偏Ⅴ類,水質(zhì)較差;1999年水質(zhì)仍以Ⅳ類為主,變化不大;而2000年的水質(zhì)雖然主要以Ⅳ為主,但V類水質(zhì)的斷面數(shù)量有大幅減少,而Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)的斷面數(shù)量卻有所增加,可以認(rèn)為是Ⅳ類水體偏Ⅲ類,水質(zhì)有所改善。百花湖1998年和1999年兩年里水質(zhì)的變化不大,主要為Ⅲ類、Ⅳ類,水質(zhì)尚可,2000年的水質(zhì)有了明顯的好轉(zhuǎn),屬較典型的Ⅱ、Ⅲ類,水質(zhì)優(yōu)良。1.21紅楓湖的水質(zhì)特性根據(jù)表1數(shù)據(jù),得到“兩湖”不同類別水質(zhì)斷面率的變化見圖1、圖2.從圖1可見,紅楓湖2000年與1999年相比,Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)斷面率和Ⅳ類水質(zhì)斷面率的變化差別不大,而V類和劣于Ⅴ類水質(zhì)的斷面率卻有減少的趨勢,這說明2000年紅楓湖的水質(zhì)比1999年雖然沒有明顯好轉(zhuǎn),但水質(zhì)惡化趨勢卻是得到了明顯的控制。從圖2可見,百花湖2000年與1999年同期相比,Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)的斷面數(shù)有普遍增加,而IV類水質(zhì)斷面數(shù)明顯減少,說明了水質(zhì)有了明顯好轉(zhuǎn)。以上可見,通過1999年實(shí)施的“兩湖”綜合治理一期工程,以削減污染源氮、磷排放的手段,控制了“兩湖”富營養(yǎng)化的加劇,有效地控制了紅楓湖水質(zhì)的進(jìn)一步惡化并促進(jìn)了百花湖水質(zhì)的好轉(zhuǎn)。2分析了“兩湖”近年來的富營養(yǎng)化程度2.1確定不確定問題的分析方法集對分析是我國學(xué)者趙克勤于1989年提出的一種處理不確定問題的系統(tǒng)分析方法,其核心思想是用一個確定不確定式子μ=a+bi+cj來把對不確定性的辨證認(rèn)識轉(zhuǎn)換成一個具體的數(shù)學(xué)工具。2.2“兩湖”的比較選擇富營養(yǎng)化關(guān)鍵的參數(shù):總磷(TP)、總氮(TN)、化學(xué)需氧量(CODMn)、SD(透明度)和生物量(BIO)五個參數(shù)作為評價(jià)指標(biāo),其評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2.為了更全面地描述“兩湖”的富營養(yǎng)化狀況,克服因?yàn)榧竟?jié)不同,監(jiān)測點(diǎn)不同而產(chǎn)生的監(jiān)測數(shù)據(jù)的差異,紅楓湖各污染因子指標(biāo)為7個監(jiān)測點(diǎn)的年平均值,百花湖的為5個監(jiān)測點(diǎn)年平均值,并分別統(tǒng)計(jì)了1998年—2000年三年的各項(xiàng)指標(biāo),見表3.將以上數(shù)據(jù)代入聯(lián)系度計(jì)算式,計(jì)算出“兩湖”1998—2000年集對平均聯(lián)系度如表4.通過以上計(jì)算,判定“兩湖”自1998年以來,已進(jìn)入了富營養(yǎng)化階段。此外從“兩湖”的聯(lián)系度比較看,百花湖比紅楓湖的富營養(yǎng)化更為典型,但是也可看出,紅楓湖向極富營養(yǎng)化的發(fā)展趨勢比百花湖更強(qiáng)。從1998—2000年三年來看,百花湖的水質(zhì)變化總體不大,而紅楓湖卻在1999年中由1998年的中偏富營養(yǎng)化向1999年的極富營養(yǎng)化邁進(jìn)了一步,值得欣慰的是2000年這種趨勢得到了扭轉(zhuǎn)。為了更形象地將通過集對分析所得到的定量結(jié)果來刻畫“兩湖”的富營養(yǎng)化發(fā)展趨勢,見圖3.從以上示意圖可看出,紅楓湖、百花湖2000年富營養(yǎng)化的趨勢得到了扭轉(zhuǎn),尤其是紅楓湖,這主要得益于“兩湖”綜合治理一期工程在1999年的實(shí)施。2.3污染源污染物排放系統(tǒng)的確定在1999年實(shí)施的“兩湖”綜合治理一期工程中,實(shí)施了13個項(xiàng)目,涉及了工業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖和生活污染源的治理,該項(xiàng)工程的主要目標(biāo)是削減污染點(diǎn)源的氮、磷排放量。削減總磷46.35-67.5噸/年、總氮90噸/年。通過上面對一期工程前后的水質(zhì)狀況分析及富營養(yǎng)化發(fā)展趨勢的示意,都說明了該次綜合治理工程遏制了“兩湖”富營養(yǎng)化的趨勢并促進(jìn)了水質(zhì)的好轉(zhuǎn),這也印證了以削減氮、磷入湖排放量為目的的綜合治理的效果是明顯的。3“兩湖”富營養(yǎng)化的自然效果評