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、NO32-N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、NH4+-N366t；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GB6920-86溶解氧（DO）碘量法0.2mg/LGB7489-89高锰酸盐指数（CODMn）高锰酸盐法0.5mg/LGB11892-89生化需氧量（BOD5）稀释与接种法2mg/LGB7488-87氨氮（NH4+-N）纳氏试剂比色法0.05mg/LGB7479-87硝酸盐氮（NO32-N）酚二磺酸分光光度法0.02mg/LGB7480-87总氮（TN）碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法0.05mg/LGB11894-89总磷（TP）钼酸铵分光光度法0.01mg/LGB11893-89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NO32-N、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、NO32-N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、NO32-N和TP逐渐增加。根据GB3838-2002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GB3838-2002地表水环境质量标准的类标准要求3。表2山美水库内外水质监测均值统计结果Tab.2TheMeasuredandStatisticResultsofwaterqualityindexinShanmeiReservoirsInsideandOutside项目站pHDOCODMnBOD5NH4+-NNO32-NTNTP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C07.46.71.50.80.050.511.540.02库区东北站D07.66.71.41.20.050.611.450.02库区南站E07.45.81.40.50.050.662.080.03库区外评价标准-696430.5-0.50.025库区评价标准-696430.5100.50.025库区外超标率-03333330-100100库区超标率-033000010033注：a）库区外和库区评价标准均为GB3838-2002地表水环境质量标准的类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；NO32-N、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、Chl-a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Chl-a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Chl-a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Ch1-amg/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Ch1-amg/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52486637-462)水库水质