基于綜合指數(shù)法和狀態(tài)評分法對干旱區(qū)域水體營養(yǎng)化評價對比分析

魏華

摘 要：隨著執(zhí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的實施，水體富營養(yǎng)化評價是判斷水環(huán)境質(zhì)量的一項重要工作。現(xiàn)如今水體富營養(yǎng)化狀態(tài)評價方法有多種，既要便于評價分析，也能客觀反映水體的實際營養(yǎng)化狀態(tài)，選取一種適宜于干旱區(qū)域水體富營養(yǎng)化的評價方法至關(guān)重要。采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法和營養(yǎng)狀態(tài)評分法評價的結(jié)果進行比對分析，優(yōu)化選取適宜干旱區(qū)域的水體富營養(yǎng)化評價的方法，并對干旱區(qū)域水體富營養(yǎng)化結(jié)合實際提出相應(yīng)的防治措施及建議。探討多種方法評價水體富營養(yǎng)化狀態(tài)的使用，將更科學(xué)、有效的判斷預(yù)測水體富營養(yǎng)化狀態(tài)發(fā)展趨勢，以及采取相應(yīng)的防治措施，逐步改善水質(zhì)，保護飲用水水源地，為人民生活飲水安全監(jiān)測評價提供可靠的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：綜合指數(shù)法和狀態(tài)評分法 干旱區(qū)域水體富營養(yǎng)化 營養(yǎng)狀態(tài)評價方法 對比分析

中圖分類號：X824 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（c）-0031-02

1 問題提出

近年夏季，大部分區(qū)域持續(xù)高溫少雨，特別在干旱區(qū)域河庫受降水徑流補給以及人類社會活動影響，在干旱高溫氣候條件下水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象時有發(fā)生，水體的富營養(yǎng)化給人們的生活環(huán)境帶來了極大的威脅。

隨著執(zhí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的實施，水體富營養(yǎng)化評價是加強水源地保護，強化飲用水水源地安全，水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測與保護的一項重要工作。如何又快又準(zhǔn)的評價出水體富營養(yǎng)化狀態(tài)，既要便于評價分析，也能客觀反映水體的實際營養(yǎng)化狀態(tài)，選取一種適宜于干旱區(qū)域水體富營養(yǎng)化的評價方法至關(guān)重要。

2 基本概況

劉橋水庫在唐白河支流泥河，位于棗陽市城西環(huán)城辦事處，承雨面積76 km2，總庫容3350×104m，該水庫以灌溉、供水為主，兼有防洪、養(yǎng)魚等綜合效益。設(shè)計灌溉面積4×104畝，主灌七方鎮(zhèn)、羅崗鎮(zhèn)。城鎮(zhèn)生活日供水能力在5×104m3以上。劉橋水庫承雨面積范圍涉及環(huán)城辦事處、太平鎮(zhèn)的部分村莊。

白云湖位于涢水、厥水交匯口下游1700 m，攔截流域面積3827 km2，監(jiān)測斷面以上有均水、溠水、厥水等河流匯入，流域內(nèi)建有大（二）型水庫5座、中型水庫7座，小型水庫237座，上游大中型水庫對城區(qū)的供水調(diào)節(jié)和防洪調(diào)節(jié)具有良好的水利條件。攔河壩總庫容2878×104m3，死庫容89×104m3。日供水26.6×104m3/d，年均可供水量（P=97%）9700×104m3。監(jiān)測斷面以上涢水流域總耕地面積約78.74萬畝，其中水田59.4萬畝。近年來，監(jiān)測斷面上游隨縣、均川鎮(zhèn)、澴潭鎮(zhèn)等城鎮(zhèn)化發(fā)展進程較快，居住人口相對集中稠密。

對劉橋水庫和白云湖水庫水質(zhì)監(jiān)測項目有水溫、pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、COD、氨氮、五日生化需氧量、氰化物、砷、揮發(fā)酚、六價鉻、汞、鎘、鉛、總磷、總氮、氟化物、硫化物、石油類、透明度、葉綠素a、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、鐵、錳等31項。

3 水富營養(yǎng)化評價方法

水體的富營養(yǎng)化是一個受氣候、水環(huán)境、人類活動等多因素影響下的復(fù)雜結(jié)果，各因素和各參數(shù)之間互相制約、互相聯(lián)系，采用簡單的單因子評價，易造成影響因素信息的不完整，評價結(jié)果缺乏客觀性，一般需要采用多水質(zhì)參數(shù)進行綜合評價。

目前，水體的富營養(yǎng)化評價判定方法廣義的講可分為直接法和水質(zhì)因子間接法。直接判定方法有透明度法、水生植物凈化法，水質(zhì)因子間接判定方法主要包括以下幾種：綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法、營養(yǎng)狀態(tài)評分法、總成分分析營養(yǎng)度評價法、灰色系統(tǒng)理論法、優(yōu)勢種評價法等。根據(jù)《湖泊（水庫）富營養(yǎng)化評價方法》及《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程分級技術(shù)規(guī)定》（SL395-2007）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)判斷水體富營養(yǎng)化級別。

水體富營養(yǎng)化監(jiān)測的參數(shù)主要有透明度、水溫、葉綠素、總磷、總氮、亞硝酸鹽氮、化學(xué)需氧量、生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、生物量等。

探討區(qū)域處于鄂西北極易干旱的區(qū)，水源補給主要依賴降水徑流，也是人口居住較稠密的區(qū)域，考慮到干旱地區(qū)的水體營養(yǎng)化因子的多樣性，故采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法和營養(yǎng)狀態(tài)評分法兩種方法來進行分析評價。

根據(jù)《湖泊（水庫）富營養(yǎng)化評價方法》及《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程分級技術(shù)規(guī)定》（SL395-2007）的相關(guān)水體營養(yǎng)化級別判別，評價指標(biāo)分為葉綠素（chla）、總磷（TP）、總氮（TN）、透明度（SD）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）。

4 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法評價分析

4.1 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式

綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式為：

（1）

式中：—綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；

Wj——第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重。

TLI（j）——代表第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。

以chla作為基準(zhǔn)參數(shù)，則第j種參數(shù)的歸一化的相關(guān)權(quán)重計算公式為：

（2）

式中：rij—第j種參數(shù)與基準(zhǔn)參數(shù)chla的相關(guān)系數(shù)；

m—評價參數(shù)的個數(shù)。

4.2 水體營養(yǎng)狀態(tài)等級劃分

采用0～100的一系列連續(xù)數(shù)字對湖（庫）營養(yǎng)狀態(tài)進行分級：

TLI（∑）<30 貧營養(yǎng)

30≤TLI（∑）≤50 中營養(yǎng)

TLI（∑）>50 富營養(yǎng)

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