基于模糊綜合評價法的太泊湖水環境質量評價

摘要 根據2013年5月～2014年3月太泊湖7個重要斷面水質周年實際監測數據，采用模糊綜合評價法，確定了5個指標（DO、CODMn、NH3N、TN、TP）作為評價因子，建立評價矩陣，計算出影響因子的權重，最后對太泊湖水質狀況進行綜合評價。評價結果表明，太泊湖各監測月份水質存在一定差異，其水質總體狀況為Ⅱ類偏向Ⅲ類水，其主要污染物為無機氮和無機磷。

關鍵詞 太泊湖；模糊綜合評價法；水環境質量

中圖分類號 X822；S181.3 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）25-08733-03

Abstract Based on the monitoring water quality data at seven important crosssection of Taibo Lake during May in 2013 to March in 2014， using fuzzy comprehensive evaluation method， five evaluation factors， i.e.， dissolved oxygen， permanganate value， ammonia nitrogen， total nitrogen and total phosphorus， an assessing matrix was built， weights of the affecting factors were calculated， and finally grades of the water quality was evaluated. The results showed that water quality of Taibo Lake exists differences among months， generally at grade Ⅱor Ⅲ. The main pollutants are inorganic nitrogen and inorganic phosphorus.

Key words Taibo Lake； Fuzzy comprehensive evaluation method； Water environment quality

隨著湖泊養殖產業的飛速發展，養殖湖泊的水質受到的影響越來越大。湖泊的水質質量直接影響到養殖產品的品質，因此科學、合理、綜合地評價養殖湖泊水體的水質狀況，直接關系到養殖產品的質量。目前，水質評價的方法較多，主要有單因素評價法、灰色評價法、綜合污染指數法、模糊綜合評價法等，其中模糊綜合評價法已廣泛用于湖泊、河流等水質評價[1-4]。該方法是一種基于模糊數學的評價方法，其根據模糊數學中的隸屬度原則把定性評價轉化為定量評價，即對受到多因素影響的對象做出一個綜合的評價。它能很好地解決評價過程中出現的模糊的、難以量化的問題，成為定量研究水質的有效方法[5-7]。

太泊湖為江西省彭澤縣境內第一大湖，其水面寬闊，光照充足，雨量充沛，是該省重要的商品魚生產基地，也是長江洄游性魚類天然的產卵場所。其主產品種有鯉魚、彭澤鯽、鲌、鱖魚等，年產量達500萬kg左右。隨著社會經濟的發展和城市化進程的加快，加之近些年湖區高密度的水產養殖，大量的生產和生活污水排入湖區，使其水體遭到嚴重破壞，加速了富營養化的進程，因此必須對太泊湖水質狀況與污染特征進行系統地分析及評價。考慮到太泊湖水質評價中存在模糊性，筆者根據2013年5月～2014年3月太泊湖水質周年實際監測數據，采用模糊綜合評價法對其進行評價，判斷該湖泊的水質狀況，找出影響水質的主要因素，以期為湖泊養殖區的管理以及發展“綠色水產品”提供科學依據。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況 太泊湖位于江西省彭澤縣東北部，屬長江干流下游上段右岸水系，河跡洼地型淡水湖泊。太泊湖橫跨贛皖兩省，位于116°37′～116°46′ E，29°58′～30°02′ N。水域南起花亭堤，北至蛤蟆墩大堤，全長12 km，與長江相通，面積2 130 hm2，流域面積665 km2，水深1～3 m，最深處5 m。太泊湖原為天然湖泊，地勢低洼，易受江水倒灌，僅靠涵閘控制，無排澇泵站，且為血吸蟲病重災區。曾于1966～1975年和1992～1995年進行兩次綜合治理，將西部部分河流改道直排長江，治理后湖泊集水面積減少278 km2。

1.2 數據來源 結合監測湖泊的進出水口、湖叉、水草區、敞水區等因素，在太泊湖布設監測位點7個（圖1），從2013年5月開始每2個月采樣監測1次，監測1周年。按《水和廢水監測分析方法》[8]，監測各項水質指標（表1）。

3 結論與討論

江立文等[12]利用2010年太泊湖的監測數據，選取透明度（SD）、高錳酸鹽指數（CODMn）、總氮（TN）濃度、總磷（TP）濃度以及葉綠素a（Chla）為評價指標，通過綜合營養指數（TLI）評價了太泊湖的水體營養狀態。結果表明，太泊湖的水體已達到輕度富營養化狀態。然后以水深（DW）、水溫（TW）、SD、pH、溶解氧（DO）濃度、CODMn、TN濃度、硝酸鹽（NO3N） 濃度、TP濃度、溶解性磷酸鹽（DP） 濃度和Chla 濃度等11 項監測指標為分析變量，采用主成分分析法探討了湖泊水體富營養化的驅動因子。分析結果表明，導致太泊湖水體富營養化的驅動因子主要分為4類：影響程度最大的因子為 pH、TN和NO3N等指標；其次為TP、DP等含磷營養鹽指標；再次為水溫和水深等自然特征指標；影響最小的為 Chla 和CODMn等生物和有機物特性指標。

養殖湖泊水質狀況是受多個環境因子綜合影響的結果，而各種環境因子之間也存在各種復雜的聯系，這種聯系存在模糊性。各種超標因子對養殖湖泊水質狀況的影響程度也存在模糊性。養殖水體是一個多環境因子相互作用的復雜動態系統，具有模糊與精確、不確定與確定的特性，僅根據單環境因子的監測結果往往不能做出綜合性的評價[13]。而模糊綜合評價法則可考慮所有監測環境因子，依據各自的權重，綜合考慮所有監測因子對養殖湖泊環境的作用，評價養殖湖泊水體的狀況。

該研究運用模糊綜合評價法，對太泊湖2013～2014年水質狀況進行評價。結果表明，太泊湖各監測月份間水質存在一定差異，其水質總體狀況為Ⅱ類偏向Ⅲ類水。由權重計算可知，總氮為太泊湖首要污染物，其次為氨氮、高錳酸鹽指數和總磷。具體分析各監測月份的環境因子，發現導致2013年5月、7月、11月以及2014年1月份水質狀況變差的主要原因是總氮和總磷的升高，而2013年的9月和2014年的3月份是總氮和氨氮較高。結合太泊湖水產養殖的實際情況，其在4～5月灌江納苗，水體與長江進行交換，水質為Ⅱ類水；5月后其水體為封閉水體，并購置魚苗放于湖泊中開始人工養殖，尤其在7月份魚類生長旺季，養殖戶向湖泊投入菜粕、雞糞等有機物，湖泊中無機氮含量明顯升高，其水質為Ⅱ類偏向Ⅲ類水；在捕撈季節（1～3月），由于湖泊水位較低，水體交換作用能力小，加上人為捕撈活動的影響，其水質明顯變差，為Ⅴ類水。

為了防止太泊湖水體富營養化、提高水產品質量，建議對其養殖容納量進行科學地估算，制定科學的養殖模式，合理地降低其養殖密度，減少有機物的投放，并嚴格控制湖區周圍面源污染和城市生活污水的排放。

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