东昌湖水质评价及富营养化分析.pdf
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1、环境污染与治理-101-东昌湖水质评价及富营养化分析郭中伟,郑 蕾,赵红金,陈成勇*(聊城市水文中心,山东 聊城 252000)摘要:东昌 湖是北方少有的大型城市内陆人工湖泊。为分析东昌湖的水质状况和富营养化程度,本文选取2022年东昌湖监测数据,对其水质和富营养化状态进行评价研究,并对东昌湖20182022年的叶绿素a、高锰酸盐指数、总氮、总磷和透明度等水质指标变化趋势进行分析,结果表明东昌湖全年水质级别为类,水质状况较好。2022年东昌湖综合营养指数处于中营养状态,在汛期(69月)处于轻度富营养状态。近5年东昌湖的总磷、总氮、叶绿素a指标均呈下降趋势。同时,本文对未来湖泊水质和富营养化分析
2、的研究方向进行了展望。关键词:东昌湖;水质评价;富营养化中图分类号:TS5 文献标志码:A DOI:10.20025/ki.CN10-1679.2023-15-33Water Quality Evaluation and Eutrophication Analysis of Dongchang LakeGuo Zhongwei,Zheng Lei,Zhao Hongjin,Chen Chengyong*(Hydrology Center in Liaocheng City,Liaocheng 252000,China)Abstract:Dongchang Lake is one of the
3、rare large intra-city artificial lakes in the north.In order to analyze the water quality and eutrophication level of Dongchang Lake,this paper selects the monitoring data of Dongchang Lake in 2022 to evaluate the water quality and eutrophication status,and analyzes the trend of water quality indica
4、tors such as chlorophyll a,permanganate index,total nitrogen,total phosphorus and transparency of Dongchang Lake from 2018 to 2022,the results show that the water quality level of Dongchang Lake is III throughout the year,and the water quality is good.In 2022,the comprehensive nutrient index of Dong
5、chang Lake is in the medium nutrient state,and in the fl ood season(JuneSeptember),it is in the mild eutrophic state.The total phosphorus,total nitrogen and chlorophyll a indicators of Dongchang Lake in the past 5 years have shown a decreasing trend.Meanwhile,the future research directions of lake w
6、ater quality and eutrophication analysis were prospected.Key words:Dongchang Lake;water quality evaluation;eutrophication引言湖泊生态系统在维持生物多样性、支持人类生存发展和提供各种生态系统服务方面发挥着关键作用。湖泊水质是指决定湖泊生态系统健康和功能的物理、化学和生物特征。湖泊富营养化是自然或人类引起的营养物质过度富集的过程,是导致湖泊水质恶化的主要原因之一,主要是因为营养物质(如氮和磷)输入的增加,导致湖泊藻类过度生长、氧气耗尽和生态失衡,了解湖泊水质和评估富营养化水平对
7、于湖泊管理和淡水资源保护至关重要。本文以东昌湖为研究对象,分析其水质状况及富营养化情况,以期为城市内陆湖泊的管理提供技术支撑和方法借鉴。1研究区概况聊城市位于山东省西部,与河北省、河南省接壤,境内有卫运河、马颊河、徒骇河、京杭大运河、金堤河、黄河、东昌湖等河流、湖泊,年平均降水量为560.0 mm。东昌湖位于聊城市中心城区,总面积约为6.3 km2,湖岸线长达16 km,水深为35 m,除自然降雨外,湖泊主要水源为“引黄补水”,是我国江北地区罕见的大型城内湖泊。2分析方法水质是指水的化学、物理和生物特性,它决定了水是否适合于各种特定用途,如生活饮用、娱乐活动、农业灌溉、工业使用和生态系统支持等
8、,它是衡量水体与其预期用途的重要指标。富营养化是一个自然或人类活动引起的过程,其特点是水生生态系统,如湖泊、河流和沿海地区的营养物质过度富集,特别是氮和磷过度富集。这种过度的营养输入刺激了藻类和其他水生植物的生长,导致生物量过剩,继而改变了生态系统的结构和功能。富营养化会导致溶解氧的耗尽,藻类大量繁殖,生物多样性丧失,以及水质的整体退化。2.1单因子评价法单因子评价法1是将每个评价指标的实测浓度与地表水环境质量标准(GB 3838-2002)2中类水指标限制进行比 第一作者简介:郭中伟(1970-),女,本科,工程师,研究方向:水环境监测。通讯作者简介:陈成勇(1991-),男,本科,工程师,
9、研究方向:水文水资源与水环境监测。邮箱:。环境污染与治理-102-较,以确定各个评价指标的水质类别,并以最差的水质类别作为断面水质类别。式中:Ri为第i个水质指标的单因子评价指数;i为第i个水质指标的实测值(mg/L);s为第i个水质指标的评价标准值(mg/L)。2.2季节性Kendall检验法季节性Kendall检验是一种非参数统计方法,它不需要对数据的分布进行任何假设,可以处理缺失数据和异常值,不受数据中的离群值或极端值的影响,可以对数据进行更准确和更完整的动态分析,在水质分析中常用于检测水质数据随时间变化的趋势,刘敏3等人对季节性Kendall检验法的原理进行了详细阐述。本文运用基于季节
10、性Kendall检验方法的水质趋势分析软件PWQTrend进行分析,它能够定量描述并表达水质的演变趋势4。2.3综合营养指数法综合营养指数法通过对叶绿素a(Chl-a)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)、总磷(TP)和透明度(SD)划分等级来判断水体富营养化程度,具体计算方法如下。2.3.1 营养状态指数的计算TLI(Chl-a)=10(2.5+1.086lnCChl-a)TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCCODMn)TLI(TN)=10(5.453+1.694lnCTN)TLI(TP)=10(9.436+1.624lnCTP)TLI(SD)=10(5.118-1
11、.940lnCSD)式中,TLI为营养状态指数;C为浓度,其中,Chl-a采用g/L为单位;SD采用m为单位;其他指标采用mg/L为单位。2.3.2 各指数相关权重的计算j为第j种指标的营养状态指数的相关权重。以Chl-a作为基准指标,则第j种指标的归一化的相关权重计算公式如下。式中,Nij为第j种指标与基准指标Chl-a的相关系数,其取值详见表1;m为评价指标的个数。表1湖泊部分指标与Chl-a的相关关系指标Chl-aTPTNSDCODMnNij10.840.82-0.830.832.3.3 综合营养指数(TLI)采用0100的数值对湖泊营养状态进行分级:TLI30,代表贫营养;30TLI5
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