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水利工程论文-泉州山美水库水质分布特征与富营养化趋势.doc水利工程论文-泉州山美水库水质分布特征与富营养化趋势.doc -- 2 元

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水利工程论文泉州山美水库水质分布特征与富营养化趋势摘要根据近年水质监测结果,着重研究山美水库库区及进水水质分布特征,评价和预测库区富营养化程度及变化趋势。结果表明从入库、库区至出库的表层水体,除pH之外,DO、CODMn和BOD5浓度呈递减趋势,入库前后浓度降低尤其显著而TN、NO32N和TP浓度除入库前后有所降低之外,其他呈递增趋势。现状水体富营养化水平为中营养预测2010至2015年,水体富营养水平由中营养向中富营养状况过渡。关键词山美水库水质富营养化山美水库是泉州市一座以供水为主,兼灌溉、防洪、发电等综合功能的大型水利枢纽工程。山美水库是维系下游南安、晋江、石狮、惠安、泉港、鲤城、丰泽、和洛江等八个市、县、区450万人口生存的主要供水源地。为了深入了解区域人为活动对库区水环境质量的影响,本文根据近年山美水库水环境监测结果,着重研究库区及进出水体的水质分布特征和影响因素探讨水体富营养化程度及变化趋势。研究结果为进一步防止山美水库环境污染提供科学依据,对水库水资源管理与保护工作具有一定的指导意义。1水库概况与调查方法1.1水库概况山美水库位于泉州市晋江东溪中游的南安码头镇山美村,地理位置见图1。流域面积1023km2,正常蓄水位99m,相应库容4.72108m3。水库来水主要是东溪上游永春县的桃溪、湖洋溪两大支流和德化县大樟溪龙门滩水库跨流域调水。东溪年平均入库径流量为9.69108m3,龙门滩水库年均引水量4.0108m3,山美水库年平均出库水量为8.97108m3。山美水库主要污染源来自桃溪中游约9km永春县城的工业和生活废水以及库区网箱养殖的污染物。据调查,2000年永春县城排放废水量9604t、CODcr2628t、NH4N366t库区水域有500个网箱养鱼,估计每年过剩饵料约2700t(不含鱼类排泄物)。1.2采样站位及监测方法1根据水库地理环境特征,分别在入库河段、库区、出库河段布设6个采样站位,其中库区站位取0.5、10、20m层水样,站位分布见图1。水质监测项目包括pH、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、硝酸盐氮、总氮和总磷。测定方法列于表1。采样时间为2002年1月、6月、8月和12月。2结果与讨论2.1水质指标浓度分布特征1表层水质指标浓度变化表层水水质监测均值统计结果见表2和图2。作者简介陈婉卿(1949)女,工程师图1山美水库地理位置及采样站位图Fig.1TheMapandSamplingStationofShanmeiReservoir表1水质监测项目及分析方法Tab.1TheWaterQualityMeasuringItemsandTheAnalysisMethods监测项目分析方法测定下限方法来源pH玻璃电极法GB692086溶解氧(DO)碘量法0.2mg/LGB748989高锰酸盐指数(CODMn)高锰酸盐法0.5mg/LGB1189289生化需氧量(BOD5)稀释与接种法2mg/LGB748887氨氮(NH4N)纳氏试剂比色法0.05mg/LGB747987硝酸盐氮(NO32N)酚二磺酸分光光度法0.02mg/LGB748087总氮(TN)碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法0.05mg/LGB1189489总磷(TP)钼酸铵分光光度法0.01mg/LGB1189389由图2可见,首先,从入库河流A、B站位至库区C站位表层水质中的DO、CODMn、BOD5和TP浓度均有显著下降,而NO32N、TN仅略有降低。其次,在库区从C、D到E,直至出库河段F站位,表层水的DO、CODMn和BOD5浓度均继续逐渐降低,其中DO降低较为明显,但出库河段又略有回升相反地,TN、NO32N和TP逐渐增加,其中TN增加较明显。前者说明入库河水中较高浓度的CODMn、BOD5和TP因库区水体的稀释作用而降低,并且库区水体DO浓度由于污染物的生化降解耗氧作用而明显低于河水。后者表明库区的污染物依赖生化降解而逐渐降低,同时养殖过剩饵料及鱼类代谢物的输入,使水体的TN、NO32N和TP逐渐增加。根据GB38382002地表水环境质量标准,由表2可知,山美水库入库水中DO、CODMn、BOD5、TN和TP的超标率分别为33、33、33、和100,而库区水中DO、TN和TP的超标率分别为33、100和33。因此,入库桃溪水和库区水均达不到水质功能区应执行的GB38382002地表水环境质量标准的Ⅱ类标准要求3。表2山美水库内外水质监测均值统计结果Tab.2TheMeasuredandStatisticResultsofwaterqualityindexinShanmeiReservoirsInsideandOutside项目站pHDOCODMnBOD5NH4NNO32NTNTP位无量纲mg/L入库桃溪站A7.37.25.44.00.460.722.270.10入库湖洋溪站B7.38.62.21.40.120.521.140.04出库东溪站F7.25.51.40.40.050.692.020.03库区西北站C07.46.71.50.8<0.050.511.540.02库区东北站D07.66.71.41.2<0.050.611.450.02库区南站E07.45.81.40.5<0.050.662.080.03库区外评价标准69≥6≤4≤3≤0.5≤0.5≤0.025库区评价标准69≥6≤4≤3≤0.510≤0.5≤0.025库区外超标率03333330100100库区超标率033000010033注a)库区外和库区评价标准均为GB38382002地表水环境质量标准的Ⅱ类b)C0、D0和E0指库区站位表层水图2水库内外表层水水质指标浓度的平面分布Fig.2TheplaneDistributionofwaterqualityindexinShanmeiReservoirsInsideandOutsidesurfacewater2水库水质指标浓度的垂直分布状况水质垂直分布如图3所示,由图可见,库区各站位水,除COD外,DO和BOD5浓度呈现随深度的增加而明显地递减的趋势NO32N、TN和TP除C站位表层至10m层的TN、TP之外,其浓度随深度的增加则呈递增趋势。在库区滞留水体中,微生物的生物化学作用是污染物降解的主要过程,因此,溶解氧浓度随深度的递减规律与BOD及富含N、P的过剩饵料的降解耗氧,以及浮游植物的光合作用降低有着密切的关系。图3山美水库水质指标浓度垂直分布图Fig.3ProfilesofwaterqualityindexinShanmeiReservoir2.2水库的富营养化趋势1水库水质营养程度评价水体营养化评价项目选取CODMn、TP、TN、Chla和SD(透明度)。评价方法采用百分评分法,根据公式(1)计算评分值,对照表3的评分标准,确定山美水库的营养情况。(1)其中M为湖泊水库营养状况的评价值,Mi为i项目的评分值,n为评价项目的个数。山美水库营养化程度水质监测评价结果见表4。由表可以看出,枯水期TN和Chla二项指标为中富营养,其余指标为中营养程度,总的营养程度为中营养丰水期TN、TP和Chla三项指标为富营养,其余指标为中营养程度,总的营养程度也为中营养,从两个水期比较说明,丰水期的评分值与枯水期相当。表3我国湖泊水库富营养化评分与分类标准Tab.3TheEutrophicationGradeandSortStandardforChineseLakesandReservoirs营养程度评分值Ch1amg/m3TPmg/m3TNmg/m3CODMnmg/LSDm贫营养100.51.0200.1510.0201.04.0500.45.0中营养302.0101001.03.0404.0253002.01.55010.0505004.01.0富营养6026.010010008.00.57064.0200200010.00.480160.0600600025.00.390400.0900900040.00.21001000.013001600060.00.12表4山美水库营养化指标监测评价结果Tab.4ThemeasuredandassessedresultsofnutritionalizationindexinShanmeiReservoirsWaterBody水期项目Ch1amg/m3TPmg/m3TNmg/m3CODMnmg/LSDm评分均值营养程度枯水期测定值13.12218991.61.6中营养评分值523869363145丰水期测定值13.22815901.7中营养评分值52486637462水库水质富营养化程度预测总磷是反映营养化程度的重要指标之一,下面以库区各监测站位枯水期TP的均值作为代表值。根据山美水库上游区域社会经济发展规划,拟定三种不同状况,即A、总磷负荷维持在2002年水平B、总磷负荷比2002年平均值增加10C、总磷负荷在2002年水平的基础上每年递增2。应用迪隆模型2,分别预测在正常蓄水水位下2010年和2015年总磷的浓度,预测结果见表5。2
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