（环境工程专业论文）南四湖及东平湖流域水环境质量分析与评价.pdf

青岛理- 丁大学丁学硕十学位论文 摘要 南水北调东线工程是解决我国北方地区水资源严重短缺问题的特大基础设施项目。 南四湖及东平湖作为南水北调东线工程的重要输水通道和调蓄湖泊，面临着严峻而紧迫 的输水水质安全保障任务，其水质状况一直备受关注。论文结合国家水体污染控制与治 理科技重大专项子课题：“南四湖流域水环境调查、问题诊断及输水水质安全保障综合控 制方案研究( 2 0 0 9 z x 0 7 2 1 0 0 0 7 0 1 ) ”中二级子课题“河流与湖泊水环境质量调查与评价” 进行。 论文在对目前国内外常用的多种水质评价方法进行筛选后，确定选用水质标识指数 法和污染指数法，利用山东省排放污染物总量控制水质监测公报中南四湖及东平湖 流域2 0 0 2 - - - 一2 0 0 6 年主要河流和湖泊的水质监测数据、2 0 0 5 年和2 0 1 0 年南四湖流域三次 现场调研的水质监测数据以及微山县环保局提供的薛城小沙河控制单元2 0 0 5 - - 2 0 0 9 年 河流监测断面的水质监测数据对南四湖及东平湖流域的水质状况进行分析与评价。得出 以下结论： ( 1 ) 2 0 0 2 - 2 0 0 6 年南四湖流域的水质有了明显好转，但未达到水质目标。流域水 质季节性变化明显，丰水期要好于枯水期，点源污染是其主要污染特征。河流污染重于 湖内，湖东污染重于湖西，上级湖污染重于下级湖。湖内主要污染物是t n ，其次是t p 。 ( 2 ) 2 0 1 0 年比2 0 0 5 年南四湖流域水质总体上有了明显的改善，各指标下降率均在 4 5 以上。2 0 1 0 年8 月比3 月水质要好，主要受到点源污染物的影响。2 0 1 0 年南四湖 流域i i i 类以下的达标水质依然占相当少的份额，水质有待进一步提高。污染物分布特征 与2 0 0 2 - - 2 0 0 6 年的分析结果基本一致。2 0 1 0 年南四湖河流的重点污染物是t n ，湖内 则是t n 和t p 。 ( 3 ) 2 0 0 5 , - - 一2 0 0 9 年薛城小沙河控制单元水质明显好转，2 0 0 9 年总体水质为类， 水质较好，距离调水目标还差1 个水质类别。单元年内分为两个水质时期，2 - 6 月份污 染严重，其他月份污染较轻且水质变化不大，年内水质变化明显。 ( 4 ) 2 0 0 2 2 0 0 6 年东平湖流域水质有所好转，大汶河的污染要重于东平湖，为超 v 类，而湖内的水质为i 类，距离水质目标还有差距。流域水质季节性变化明显， 丰水期好于枯水期，点源污染是主要污染特征。湖内重点污染物为t n ，其次为c o d e r 。 ( 5 ) 南四湖及东平湖流域总体上水质在逐渐变好，但是距离水质目标还有差距。 青岛理工大学t 学硕士学位论文 流域水质的季节性变化明显，丰水期水质好于枯水期，点源污染是主要污染特征。湖内 水质好于河流，流域重点污染物是t n 。 ( 6 ) 造成湖内污染的主要原因是入湖河流污染严重，而导致河流污染的主要原因 是点源污染严重。总结导致南四湖及东平湖流域水环境问题的主要原因是流域工业结构 性污染突出；城市基础设施建设滞后于城市化进程；工业污染源不能稳定达标；面源污 染问题日益严重；湖泊淤积严重；水资源短缺；生态系统遭到破坏；环境监管能力相对 不足等。 建议进一步调整产业结构，推行清洁生产；实行排污总量控制制度；加快城镇污水 处理厂建设；加强面源污染治理；进行湖内底泥疏浚与生态系统修复；各级政府和部门 应加强环境监管力度，加快推动结构性污染的解决，促进流域内经济、社会、环境和谐 发展。 关键词：南四湖；东平湖；南水北调；水环境；水质评价 u 青岛理工大学工学硕十学位论文 a b s t r a c t t h ee a s t - r o u t eo ft h es o u t h t o - n o r t hw a t e rd i v e r s i o n p r o j e c t i sa l le n o r m o u s i n f r a s t r u c t u r ep r o j e c tw h i c hw i l lr e l i e v es e r i o u sw a t e rs h o r t a g ei nn o r t ha r e ao fc h i n a n a n s i l a k ea n d d o n g p i n gl a k ea st h ei m p o r t a n tw a t e rd i s t r i b u t i o nc h a n n e l ，s t o r ea n dr e g u l a t i v el a k e o ft h ep r o j e c t ，w h i c hi s f a c i n gs e r i o u sa n du r g e n ts a f e t yc o n t r o ld u t yo fd i s t r i b u t i v ew a t e r q u a l i t y , t h e i rw a t e rq u a l i t yc o n d i t i o nh a v er e c e i v e dt h ea t t e n t i o n t h ep a p e rc o m b i n e sw i t ht h e s e c o n d l e v e ls u b t o p i c “w a t e re n v i r o n m e n tq u a l i t yi n v e s t i g a t i o na n da p p r a i s a lo fr i v e r sa n d l a k e s ”，w h i c hi nt h et e c h n i c a ls i g n i f i c a n ts p e c i a ls u b t o p i co fw a t e rc o n t a m i n a t i o nc o n t r o la n d g o v e r ni no u rc o u n t r y ： t h ei n t e g r a t e dc o n t r o lp l a ns t u d i e so fw a t e re n v i r o n m e n ti n q u i r y , t h e q u e s t i o nd i a g n o s i sa n dt h es a f e t yc o n t r o lo ft r a n s m i s s i o nw a t e rq u a l i t yi nn a n s il a k eb a s i n ( 2 0 0 9 z x 0 7 210 - 0 0 7 01 ) ” t h e i n v e s t i g a t i o nb a s e do ns e l e c tw a t e rq u a l i t yi d e n t i f i c a t i o ni n d e xm e t h o da n dp o l l u t i o n i n d e xm e t h o dt oa p p r a i s ea f t e rs c r e e n i n gm a n yk i n d so fw a t e rq u a l i t ya s s e s s m e n tm e t h o d s w h i c hc o m m o n l yu s e di nd o m e s t i ca n df o r e i g na tp r e s e n t ，u s e st h ey e a r2 0 0 2 2 0 0 6w a t e r q u a l i t ys u r v e i l l a n c ed a t a sw h i c hr o o ti nw a t e rq u a l i t ys u r v e i l l a n c eb u l l e t i no fp o l l u t a n t d i s c h a r g et o t a lc o n t r o li ns h a n d o n gp r o v i n c eo fm a i nr i v e r sa n dl a k e so fn a n s il a k ea n d d o n g p i n gl a k eb a s i n ，t h ey e a r2 0 0 5a n d2 010w a t e rq u a l i t ys u r v e i l l a n c ed a t a so ft h r i c e i n v e s t i g a t i o ni nn a n s il a k eb a s i n ，t h ey e a r2 0 0 5 - 2 0 0 9w a t e rq u a l i t ys u r v e i l l a n c ed a t a so fr i v e r m o n i t o rs e c t i o n si nx u e c h e n gx i a o s h a h er i v e rc o n t r o lu n i tp r o v i d e db yw e i s h a nc o u n t y e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na g e n c y , a n dt a k et h e s ew a t e rq u a l i t ys u r v e i l l a n c ed a t a st oa n a l y s e a n da p p r a i s ew a t e rq u a l i t yc o n d i t i o no fn a n s il a k ea n d d o n g p i n gl a k eb a s i n s a n dd r a w st h e f o l l o w i n gc o n c l u s i o n ： ( i ) t h ew a t e rq u a l i t yo fn a n s il a k eh a dt h eo b v i o u sc h a n g ef o rt h eb e t t e ri ny e a r 2 0 0 2 - 2 0 0 6 ，b u tn o ta c h i e v e dt h ew a t e rq u a l i t yg o a l t h es e a s o n a lc h a n g eo fw a t e rq u a l i t yi n b a s i ni so b v i o u s ，t h eh i g hw a t e rs e a s o ni sb e t t e rt h a nt h ed r ys e a s o n ，t h ep o i n ts o u r c ep o l l u t i o n i st h em a i nc h a r a c t e r i s t i c t h ep o l l u t i o ni nr i v e r si sm o r es e r i o u st h a nt h el a k e ，t h ep o l l u t i o ni n l a k ee a s ti sm o r es e r i o u st h a nl a k ew e s t ，a n ds u p e r i o rl a k ei sm o r es e r i o u st h a ns u b o r d i n a t e l a k e t h em a i np o l l u t a n ti nl a k ei st n ，n e x ti st p i i i 青岛理工大学丁学硕七学位论又 ( 2 ) c o m p a r e dw i t h2 0 10 ，t h ew a t e rq u a l i t yo fn a n s il a k eb a s i nh a dt h eo b v i o u sc h a n g e f o rt l l eb e t t e rf o r2 0 0 5 ，t h et a r g e t sd e s c e n d i n gr a t ew e r ea l la b o v e4 5 i n2 0 10 ，t h ew a t e r q u a l i t yo fa u g u s ti sb e t t e rt h a nm a r c h ，r e c e i v e dt h e i n f l u e n c eo ft h ep o i n ts o u r c ep o l l u t a n t m a i n l y a n di n2 0 10 ，t h ew a t e rq u a l i t yo ft h ef o l l o w i n gs t a n d a r d si nn a n s il a k eb a s i ns t i l l o c c u p i e saq u i t ef e ws h a r e s ，w a t e rq u a l i t yw a i t sf o rf u r t h e re n h a n c i n g c o m p a r e dw i t ht h e a n a l y s i sr e s u l to fy e a r2 0 0 2 - 2 0 0 6 ，t h ep o l l u t a n td i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i ch a s n o tc h a n g e di n t h em a i n t h en a n s il a k er i v e r s k e yp o l l u t a n ti st ni n2 0 10 ，a n dt h ek e yp o l l u t a n to fl a k ei s t na n dt p ( 3 ) t h ew a t e rq u a l i t yo fx u e c h e n gx i a o s h a h e r i v e rc o n t r o lu n i th a dt h eo b v i o u sc h a n g e t ob eb e t t e ri ny e a r2 0 0 5 2 0 0 9 ，t h eo v e r a l lw a t e rq u a l i t yw a st h ec l a s s i vi n2 0 0 9 ，w i t hg o o d w a t e rq u a l i t y , f r o mt h ew a t e rq u a l i t yg o a la l s oh a v eo n ec a t e g o r y t h ey e a rw a sd i v i d e di n t o t w ow a t e rq u a l i t yt i m e si nu n i t ，t h ep o l l u t i o no ff e b r u a r yt oj u n ew a ss e r i o u s ，t h ep o l l u t i o no f o t h e rm o n t hi sl i g h ta n dt h ew a t e rq u a l i t yd i v e r s i f i c a t i o ni sn o to b v i o u s ，t h ew a t e rq u a l i t y d i v e r s i f i c a t i o ni so b v i o u si nay e a r ( 4 ) t h ew a t e rq u a l i t yo fd o n g p i n gl a k eb a s i nh a dt h eo b v i o u sc h a n g ef o rt h eb e t t e ri n y e a r2 0 0 2 2 0 0 6 ，t h ep o l l u t i o ni nd a w e nr i v e ri s m o r es e r i o u st h a nd o n g p i n gl a k e ，t h e w a t e rq u a l i t yi st h ec l a s su l t r av ，b u ti nt h el a k ei st h ec l a s s l i i i v ，a l s oh a st h ed i s t a n c ef r o m t h ew a t e rq u a l i t yg o a l t h es e a s o n a lc h a n g eo fw a t e rq u a l i t yi nb a s i ni so b v i o u s ，t h eh i g h w a t e rs e a s o ni sb e t t e rt h a nt h ed r ys e a s o n , t h ep o i n ts o u r c ep o l l u t i o ni st h em a i nc h a r a c t e r i s t i c t h ek e yp o l l u t a n ti nl a k ei st n ，n e x ti sc o d e r ( 5 ) t h ew a t e rq u a l i t yo f n a n s il a k ea n dd o n g p i n gl a k eh a dt h eo b v i o u sc h a n g ef o rt h e b e t t e ra saw h o l e ，b u ta l s oh a st h ed i s t a n c ef r o mt h ew a t e rq u a l i t yg o a l t h es e a s o n a lc h a n g e o fw a t e rq u a l i t yi nb a s i n si so b v i o u s ，t h eh i g hw a t e rs e a s o ni sb e r e rt h a nt h ed r ys e a s o n ，t h e p o i n ts o u r c ep o l l u t i o ni st h em a i nc h a r a c t e r i s t i c t h ew a t e rq u a l i t yo fl a k e sw e r e b e t t e rt h a n r i v e r s ，t h ek e yp o l l u t a n to f b a s i n si st n ( 6 ) t h ep r i m a r yr e a s o no f t h el a k ep o l l u t i o nw a ss e r i o u sp o l l u t i o no fr i v e r sw h i c he n t e ri n t h el a k e ，a n dt h ep r i m a r yr e a s o no ft h er i v e r sp o l l u t i o nw a st h ep o i n ts o u r c es e r i o u sp o l l u t i o n a n dt h ep r i m a r yr e a s o no ft h ew a t e re n v i r o n m e n tq u e s t i o n si nn a n s il a k ea n dd o n g p i n gl a k e b a s i n sw e r ep r o m i n e n ti n d u s t r yc o n s t i t u t i v ep r o p e r t yp o l l u t i o ni nb a s i n s ；c i t yi n f r a s t r u c t u r a l f a c i l i t i e sf a l l sb e h i n di nu r b a n i z a t i o na d v a n c e m e n t ；t h ei n d u s t r i a lp o l l u t i o ns o u r c 圮c a n n o t t v 青岛理 ：大学t 学硕十学位论文 a t t a i ns t a n d a r ds t a b l y ；t h es u r f a c es o u r c ep o l l u t i o ni sm o r es e r i o u sd a yb yd a y ；t h el a k e s s i l t a t i o ni ss e r i o u s ；t h ew a t e rr e s o u r c e si ss h o r t ；t h ee c o s y s t e mi sd e s t r u c t e d ；e n v i r o n m e n t s u p e r v i s i o na b i l i t yi si n s u f f i c i e n tr e l a t i v e l ya n ds oo n s u g g e s tt oa d j u s tt h ei n d u s t r i a ls t r u c t u r ef u r t h e r , c a r r yo u tc l e a np r o d u c t i o nc r a f t ；p r a c t i s e t h et o t a l q u a n t i t y c o n t r o l s y s t e m o fp o l l u t i o nd i s c h a r g e ；s p e e du pt h ec o n s t r u c t i o n a d v a n c e m e n to fs e w a g et r e a t m e n tp l a n t si nc i t i e s ；s t r e n g t h e nt h eg o v e r n m e n to ft h es u r f a c e s o u r c ep o l l u t i o n ；c a r r yo nt h ed r e d g i n go ft h el a k eb o s o mm u da n dt h er e h a bo fe c o s y s t e m ； a l ll e v e l so ft h eg o v e r n m e n t sa n dd e p a r t m e n t ss h o u l ds t r e n g t h e nt h ee n v i r o n m e n ts u p e r v i s i o n d y n a m i c s ，r e s o l v et h ec o n s t i t u t i v ep r o p e r t yp o l l u t i o na s s o o na sp o s s i b l e ，p r o m o t et h e h a r m o n i o u sd e v e l o p m e n to ft h ee c o n o m y , t h es o c i e t ya n dt h ee n v i r o n m e n ti nb a s i n s k e yw o r d s ：n a n s il a k e ；d o n g p i n gl a k e ；s o u t h - t o - n o r t h w a t e rd i v e r s i o n ；w a t e r e n v i r o n m e n t ；w a t e rq u m i t ya p p r a i s e v 青岛理：i ：大学工学硕上学位论文 1 1 研究背景 第1 章绪论 1 1 1 南水北调东线工程概况o 1 南水北调工程是解决我国北方地区水资源严重短缺问题的特大型跨流域调水项目。 经多年的勘测、规划、研究分别在在长江下游、中游和上游规划，三条调水线路，形成 了南水北调东线、中线万和西线的总体规划布局。南水北调东线工程主要供水目标为黄 淮海平原东部和山东半岛，解决苏北、山东东部和河北东南部以及津浦铁路沿线的城市 缺水问题，并可作为天津市的补充水源，是一项对我国国民经济发展具有重大战略意义 的工程。 东线工程从长江下游扬州附近抽引长江水，输水主于线长1 1 5 0k m ，其中黄河以南 6 6 0 k i n ，黄河以= i l 4 9 0 k m ，利用京杭大运河以及与其平行的河道输水，主要连通洪泽湖、 骆马湖、南四湖、东平湖作为调蓄水库，逐级提水北送，向黄淮海平原北部和山东半岛 供水。供水范围分为黄河以南、山东半岛和黄河以北三片，主要供水目标是解决调水线 路沿线和山东半岛的城市及工业用水，改善淮北部分地区的农业供水条件，并在需要的 时候，向北方提供农业和部分生态环境用水。主要任务是供水，并兼有航运、防洪、除 涝等综合利用效益。 东线工程的实施能够促进供水区的社会经济发展，改善城乡居民的生活供水 条件，产生巨大的社会、经济与环境效益。能促进供水区的工农业生产发展，吸 引国内外资金，加大对外开放的力度，为经济发展创造良好的社会条件。同时可 以缓解城乡争水、地区争水、工农业争水的矛盾，有利于社会的安定团结。 南水北调东线工程采取了“三先三后 原则，即在工程输水中要确保“先节水后调 水，先治污后通水，先环保后用水”。按照上述原则，东线工程的实施，节水是前提， 治污是关键。东线工程的输水调蓄湖泊的水环境污染治理对调水水质目标的实现是十分 重要的。论文结合国家水体污染控制与治理科技重大专项子课题：“南四湖流域水环境调 查、问题诊断及输水水质安全保障综合控制方案研究( 2 0 0 9 z x 0 7 2 1 0 0 0 7 0 1 ) ”中二级子 课题“河流与湖泊水环境质量调查与评价 进行。 青岛理工大学工学硕士学位论文 图1 - 1 南水北调东线工程( 黄河以南) 调水示意图 1 1 2 南四湖流域概况 南四湖由南阳湖、独山湖、昭阳湖和微山湖组成，是南水北调东线工程的重要输水 通道和调蓄湖泊，湖泊面积1 2 6 6k m 2 ，占山东省淡水水域总面积的4 5 ，是山东省最大 的淡水湖泊，列我国第六大淡水湖泊，南北狭长1 2 6k m ，东西宽5 , - - - , 2 5k m ，周边长3 1 1 k m 。二级坝闸将南四湖分成上、下级湖泊，天然情况是上级湖泄水入下级湖再入韩庄运 河。南水北调东线工程调水到山东首先进入下级湖再入上级湖后入梁济运河。南四湖位 于淮河流域北部，东、西、北三面承接苏、鲁、豫、皖4 省3 2 个县( 市) 的来水，流域 面积约3 1 7 0 0k m 2 ( 山东省面积2 5 7 0 0k m 2 ) ，入湖河流5 3 条，各类污染物通过入湖河流 汇入南四湖。流域内人口约1 9 0 0 余万人。农业和工业各类生产方式齐全，是重要的粮 棉生产基地和能源基地之一，也是山东省最大的淡水渔业基地，这些都是造成南四湖 水环境污染的丰要原因。 南四湖是一个大型的狭长型浅水湖泊，不仅具有防洪灌溉、交通运输、饮用水源地 和水产养殖等功能，还具有调节区域气候、维持区域牛态系统平衡和繁衍生物多样性的 特殊功能。非调水期湖水流向为由北向南，排污河流和排污量由北向南递减。湖泊水位 2 青岛理丁大学t 学硕十学位论文 年际变化较大，干早年湖泊水位较低，湖床大面积裸露，杂草等植物丛生。 2 0 0 2 年，南水北调东线工程开工建设时，南四湖9 0 以上的湖区水质为劣v 类。经 过几年的努力，目前南四湖流域各入湖河流的水质已经取得了一定的改善，但湖泊整体 水质和国务院要求的地表水环境质量标准( g b 3 8 3 8 2 0 0 2 ) 中类标准要求相比，还 有一定的差距。 图1 - 2 南四湖流域简图 1 1 3 东平湖流域概况4 卅 东平湖是山东省第二大淡水湖泊，接纳大汶河流域的全部来水，是南水北调东线工 程中鲁南输水干线的最后一站，具有调蓄和输水两个作用，是南水北调东线工程中的主 要调节湖，并且是鲁北输水干线和东西输水干线的枢纽。济南市、泰安市、淄博市将从 东平湖直接引水，同时黄河洛口以下河段缺水或断流时，还将向黄河补水，因此，对东 平湖的水质保护意义重大。 东平湖流域位于山东省中西部，包括莱芜市、泰安市和济宁的汶上县、济南市的平 阴县等1 0 个县( 市) 区，流域面积9 0 6 9k m 2 。东平湖位于黄河下游南岸，是大汶河和 黄河的滞洪湖泊，位于鲁西南东平、梁山、汶上、平阴4 县交界处，毗邻泰山。全湖由 老湖( 一级湖) 和新湖( 二级湖) 两部分组成，总面积6 2 7 k m 2 ，总库容近4 0 亿m 3 ，是国务 院确定的黄河下游滞洪水库。 青岛理j r = 大学工学硕士学位论文 在黄河未滞洪的条件下，大汶河是东平湖的唯一水源。所以大汶河的水文特征及水 质状况可直接影响东平湖库区的水量及水质。大汶河发源于莱芜、新泰山区，汇泰山山 脉、蒙山支脉诸水，全长2 1 l k m 。由东向西注入东平湖，大汶口以上为上游，分两支， 北支牟汶河为主流，南支为柴汶河，大汶口至戴村坝为中游，戴村坝以下为下游，称大 清河。大汶河在汇集了流域内地表径流的同时，也运载了沿途排放的各类工业废水和生 活污水，成为影响东平湖水质的重要污染源。 1 2 研究目的及意义 图卜3 东平湖流域简图 南水北调东线输水干线联接长江、淮河、黄河、海河四大流域下游区域，输水渠道 的9 0 可利用现有河道和湖泊。四大流域及其沿线河道和湖泊将对输水水质安全造成严 重的影响。国务院指出，东线工程的成败关键在治污，而其沿线水质保障的重点是南四 湖，另外东平湖的水质情况也备受关注。 目前，调水沿线是一个社会经济基础相对薄弱同时又处于经济快速增长的地区，因 此其流域内水质污染治理与经济发展相协调是迫切需要解决的问题。按照国家南水北 调东线工程治污规划实施意见要求，南四湖和东平湖及其主要入湖河流考核断面均要 求达蛰j i i i 类水标准，进一步削减污染负荷需要准确了解现阶段的污染状况，所以开展南 四湖及东平湖流域水质调查分析是必不可少的。应对流域存在的水污染问题进行准确地 诊断与分析，完成南四湖及东平湖流域水环境质量报告，针对流域内水污染问题的主要 4 青岛理工大学工学硕上学位论文 成因，提出科学、合理的湖泊水污染治理措施和建议。这有利于妥善解决流域水质保障 与当地经济与社会发展的矛盾，真正做到环境与经济社会同步发展。 论文所形成的分析成果，明确给出了南四湖及东平湖流域污染物的分布特征及产生 的主要原因，并根据南水北调工程的具体要求，制定了科学合理的水污染治理措施及建 议，从而更好的确保调水工程的顺利实施。这将为南水北调工程和流域水污染控制工程 决策提供科学依据，具有重要的理论意义和实用价值。因此，论文的分析成果在南四湖 及东平湖流域将具有较好的社会与环境效益。 1 3 论文研究内容、技术路线及预期成果 1 3 1 研究内容 1 3 1 1 南四湖及东平湖流域水质分析与评价 ( 1 ) 根据南水北调调水水质目标的要求，利用山东省排放污染物总量控制水质 监测公报中的监测数据，选择流域主要河流的国控和省控断面及湖内监测站点共1 9 个站点，对南四湖流域2 0 0 2 - - - , 2 0 0 6 年主要入、出湖河流和湖泊的水质状况进行比较分 析及评价。河流监测断面选取的指标为c o d e r 和n h 3 - n ，湖内监测站点确定为c o d e r 、 n h 3 - n 、t n 和t p 。通过分析和评价总结出南四湖流域2 0 0 2 - - 2 0 0 6 年污染物超标的原 因和主要污染因子，为南四湖流域污染控制对策的制定提供依据。 ( 2 ) 根据南四湖流域的污染状况，2 0 0 5 年3 月、2 0 1 0 年3 月以及2 0 1 0 年8 月分 别对南四湖流域进行了现场调研，对流域内1 8 个主要河流监测断面和8 个湖内站点进 行了现场采样，并对样品的c o d e r 、n h 3 - n 、t n 和t p 等指标进行了测定，并对监测数 据进行了对比分析及评价，其中2 0 1 0 年的两次调研作者都开展了水质的调查和监测工 作，为后续的南四湖水质综合治理提供依据，掌握现阶段南四湖的污染物来源和水系中 污染物浓度的时空变化动态规律，具有非常重要的理论和现实意义。 ( 3 ) 薛城小沙河治污控制单元是国家南水北调东线工程治污规划提出的国家 南水北调治污控制单元之一。该控制单元由新薛河、薛城沙河和小沙河三个直接进入南 四湖的小流域组成。按照南水北调调水水质目标的要求，利用微山县环保局提供的监测 数据，对控制单元内三条河流的监测断面2 0 0 5 - 2 0 0 9 年的水质状况进行对比分析及评 价，为今后针对性治污对策的制定提供依据。 ( 4 ) 根据东平湖流域水污染状况与环境管理的需要，按照南水北调东线工程对大 青岛理工大学工学硕上学位论文 汶河和东平湖水质目标的要求，利用山东省排放污染物总量控制水质监测公报中的 监测数据，选取大汶河角峪桥和王台大桥两个监控断面以及东平湖内3 个监测站点，对 大汶河和东平湖2 0 0 2 - 2 0 0 6 年的水环境质量状况进行分析与评价。河流监测断面选取 的指标为c o d e r 和n h 3 - n ，湖内监测站点确定为c o d e r 、n h 3 - n 、t n 和t p 。通过分 析和评价总结出东平湖流域污染物超标的原因和主要污染因子，为东平湖流域今后的污 染控制对策的制定提供依据。 1 3 1 2 南四湖及东平湖流域污染控制对策建议 总结导致南四湖及东平湖流域水环境问题的主要原因，针对流域存在的突出水环境 问题，有针对性的提出相应的水污染控制对策建议，为国家南水北调东线工程调水水质 安全提供保障。 1 3 2 技术路线 根据以上所述的研究内容、研究对象概况和研究方法等因素，论文拟采用如图1 4 所示的技术路线。 6 青岛理工大学工学硕士学位论文 山东省排 放污染物总 量控制水质 监测公报 2 0 1 0 年作者开展了 两次南四湖流域水 质调查监测，搜集 了2 0 0 5 年调研数据 2 0 0 2 2 0 0 6 年 南四湖流域水 质监测数据 2 0 0 5年和 2 0 1 0 年南四湖 流域三次现场 调硎缝测数据 微山县 环保局 提供 2 0 0 5 2 0 0 9 年 薛城小沙河控 制单元水质监 测数据 南四湖流域水质监测数据 山东省排 放污染物总 量控制水质 监测公报 2 0 0 2 2 0 0 6 年东平湖流 域水质监测 数据 对监测数据进行分析，并采用水质标识指数法 和污染指数法进行评价 南四湖和东平湖水质现状不能满足南水北调东 线工程调水水质安全目标的要求 根据流域内水质现状分布及成因分析，提出南 四湖和东平湖流域污染综合治理的对策和建议 图1 - 4 论文拟采用的技术路线图 1 3 3 预期成果 论文依托国家水体污染控制与治理科技重大专项资助项目( 项目编号： 2 0 0 9 z x 0 7 2 1 0 0 0 7 0 1 ) ，在对南四湖及东平湖流域现有的水质监测数据进行分析和评价 的基础上，完成以下考核指标： ( 1 ) 确定适合南四湖及东平湖流域的水质分析及评价方法； ( 2 ) 总结出南四湖及东平湖流域的水质分析及评价报告一份； ( 3 ) 确定出针对南四湖及东平湖流域的水污染控制方案一套。 通过对南四湖流域3 次调研数据的分析，能够为下次南四湖流域现场调研监测站点 的选取和监测指标的确定提供一定的依据；通过对南四湖流域和东平湖流域的总体水质 分析，能够为南水北调东线工程水质安全保障措施的制定提供科学依据。 7 青岛理工大学工学硕上学位论文 1 4 本章小结 本章主要对论文的研究背景、研究的意义和研究内容进行了简要的介绍。 ( 1 ) 简述了我国南水北调东线工程，同时对南四湖流域和东平湖流域的经济、社 会与环境质量现状进行了简要介绍。 ( 2 ) 简述了论文研究的目的和意义。 ( 3 ) 对论文的研究内容、技术路线和预期目标进行了简单说明，并指出了课题研 究的理论意义和实用价值。 8 青岛理工大学1 ：学硕十学位论文 第2 章国内外水质评价方法综述 水质评价是以水环境监测资料为基础，按照一定的评价标准和评价方法，对水质要 素进行定性评价或定量评价，以准确反映水质现状，了解和掌握水体污染影响程度和发 展趋势，为水环境保护和水资源规划管理提供科学依据。 2 1 国内外水质评价方法研究现状 自从2 0 世纪6 0 年代j a e o b s 提出水体质量评价的水质指数( w q i ) 概念和公式7 1 以来， 国内外就不断有文献讨论水质评价的方法。但至今仍然缺乏统一的、公认的评价模式。 目前的水质评价理论模式可分为确定性与不确定性两大类。 2 1 1 确定性水质评价方法 确定性水质评价方法计算简单、便于操作，现在在国内水质评价中为人们普遍采用。 总体来说，主要分为单因子评价方法和综合评价方法。 ( 1 ) 单因子评价方法 单因子评价方法有单因子评价法和单项污染指数法两种。单因子评价法 8 1 是指分别 对单个指标进行分析评价，选择其中最差指标所属类别作为水体的综合水质类别，是较 为悲观的评价方法。我国在水质监测公报中，便采用单因子评价法评价水体综合水质。 单项污染指数法【9 】是针对单项水质指标，将实测值与对应的水环境功能区类别水质标准 相比，形成单项污染指数。 单因子评级方法计算简便，且能直观地反映水质中哪一类或哪几类因子超标，同时 可以清晰地看出主要污染因子。地表水环境质量标准( g b 3 8 3 8 - - 2 0 0 2 ) 中要求：应 根据要实现的水域功能类别，选取相应类别标准，进行单因子评价，评价结果应说明水 质达标情况，超标的应说明超标项目和超标倍数。 由于单因子评价法是对单个水质指标进行独立评价，因此得到的评价结果不能全面 地反映水质的整体状况。鉴于这种不足，为了能综合反映评价水体的总体质量，实际水 质评价工作中常采用综合水质评价方法将单因子评价结果综合起来。 ( 2 ) 综合评价方法 2 0 世纪6 0 - 7 0 年代研究应用较多的水质评价方法中大部分都属于综合指数评价法 9 青岛理t 大学工学硕士学位论文 1 0 l ，它是一类较为简单的评价方法，比较常用1 1 1 的有综合污染指数法、综合水质标识指 数法、水质指数评价法、内梅罗指数法等。综合评价方法是以单项指标为基本单元通过 各种数学手段综合运算得出一个综合指数，以此代表水体的污染程度，作为水质评定的 尺度。 1 ) 综合污染指数法 综合污染指数法是对各污染指标的单项污染指数进行统计，求得代表水体污染程度 的数值，该方法用以确定污染程度和主要污染物，并对水污染状况进行综合判断。一般 情况下，综合污染指数法的应用是假设各参与评价的因子对水质的贡献基本相同，采用 各评价因子标准指数加和的算术平均值进行计算，同时也反映了多个水质参数与相应标 准之间的综合对应关系1 2 】。但其计算结果与单因子评价方法一样也是相对值，其功能区 标准不同，计算的水质污染指数值也不相同。 2 ) 综合水质标识指数法 综合水质标识指数是由单因子水质标识指数总和的平均值、代表水质类别与功能区 划定类别比较的结果、参加整体水质评价的指标中劣于功能区标准的水质指标个数组 成。 其特点是可以结合国家标准评价综合水质类别，并在同一类别中进行比较，进行综 合水质的定性评价和定量评价，并能对超v 类水质进行评价，并判别河流水体是否黑臭。 其缺点是有时评价的结果不能很好的反应水质污染的真实情况，某些污染较重的单因子 可能会在综合评价中被掩盖。 3 ) 水质指数评价法 水质指数评价法综合考虑了单因子指数评价、综合污染指数评价和综合水质标识指 数评价方法。是由所有参加评价指标的单因子水质标识指数的最大值和首要污染因子组 成。也是一种比较悲观的水质评价方法，较适应于多因子的水质评价。 4 ) 内梅罗指数法 计算公式为：，= 兰 ( 2 - 1 ) 式中，i m a x 是指最大的单项质量指数，i ；是指所有单项质量指数的平均值。 由式( 2 1 ) 中我们可以看出该式的计算较繁琐，考虑了主要污染因子在评价中的 作用，致使在参评项目中即使有一项指标偏高，而其他指标均较低也会使综合指数偏高， 1 0 青岛理工大学 ：学硕十学位论文 其计算结果往往偏高1 3 1 。 综合水质评价法以其计算简便、结果直观和便于比较的特点，在河流和湖泊水污染 现状评价中被广为采用【1 4 - 1 6 。从总体上看是可以基本反映水质污染程度。 2 1 2 不确定性水质评价方法 由于河流和湖泊的流速、流量、污染物浓度等在一年中的有较大的变化，导致了水 质的不确定性。2 0 世纪8 0 年代以来，水质评价理论和方法的研究进入异常活跃时期， 尤其是9 0 年代后一些不确定性、非线性理论方法相继出现和计算机技术的推广应用， 为新的水质评价方法的产生提供了理论依据和技术支持，不确定性理论在河流和湖泊水 质评价中得到了广泛应用。 根据评价方法依据的理论基础不同，不确定性水质评价方法可分为模糊评价法、灰 色评价法、物