（环境科学专业论文）（青岛北宅）白沙河流域非点源污染模拟研究.pdf

a b s t r a c t n o n p o i n tp o l l u t i o nh a st h ec h a r a c t e r s o fp r o c e s sm e c h a n i s mi l l e g i b i l i t y , s t r o n g r a n d o mc i t y ，v a r i o u si n f l u e n c i n gc a u s a t i o n ，l a r g ed i s t r i b u t i o ne x t e n t i o n ，l o n gd e l i t e s c e n c e ， h a r dh a r ma n ds oo n a n dn o w a d a y sb e c o m e sa ni m p o r t a n tp o l l u t i o ns o u r c et oi n f l u e n c e w a t e rq u a l i t y , a n dat h r e a tt ol e a dt od e t e r i o r a t ew a t e r q u a l i t y t h i sp a p e rc h o o s e sb a i s h ad r a i n a g ea r e aa sa no b j e c t ，s t u d i e st h ea c t u a l i t yo f n o n - p o i n t p o l l u t i o n i n t h i sa r e a ，e v m u a t e st h ew a t e rq u a l i t yo fb a i s h ar i v e rb yi n t r o d u c i n g g r a y c l u s t e r i n gt e c h n i q u e ，a n dd r a w sac o n c l u s i o nt h a tn o n p o i n tp o l l u t i o ni sa ni m p o r t a n t p o l l u t i o ns o u r c et oi n f l u e n c e t h ew a t e rq u a l i t yo f b a i s h ar i v e r b a i s h an o n p o i n ts o u r c ep o l l u t i o nm o d e li sb u i l tu pw i t ht h et o o l so fv ba n dg i s i t c o n s i s t st w op a r t s ：t h ef i r s ti ss u r f a c er u n o f fm o l lw i t ht h ec o r eo fs c se q u a t i o na n d t o p m o d e ll o g i cm e t h o dh a sw i d e l yb e e nu s e df o ra n a l y s e so f w a t e r s h e d s t h es e c o n di si s n u t r i e n tt r a n s p o r tm o d e l t h i s p a p e ri n t r o d u c en o n - p o i n tp o l l u t i o nm o d e l ：a g n p st o s i m u l a t et h e l o a do f n i t r o g e n ，p h o s p h o r u se t c i n2 0 0 3 m o r e o v e r , t h et o t a ll o a da n ds p a c ed i s t r i b u t i o no f n i t r o g e n ，p h o s p h o r u so f b a i s h af i v e ri n2 0 0 3h a v eb e e no b t a i n e d k a y w o r d ：b a i s h av a l l e y ，n o n p o i n ts o u r c ep o l l u t i o n ，a g n p sm o d e l ，g i s ， p o l l u t i o nl o a d i n g c 】a s s i f f i c a t i o nn u m b e r ：x 5 i i 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得( 注：如没有其他 需要特别声明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：乏。鳓 导师签字： 学位论文版权使用授权书 朱护 本学位论文作者完全了解堂撞有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授 权堂撞可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本 授权书) 学位论文作者签名：易眈迎 签字日期：2 0 0 年争月。日 导师签字： 洲凇 签字日期：2 0 0 石年争，可b 日 山东师范大学硕士学位论文 1 水环境非点源污染研究概述 1 1 选题背景和研究目的 在综合整治水体污染的实践中，城市生活污水和工业废水点源污染逐步得到控 制，非点源污染问题开始突出，人们意识到它是水质恶化的重要因子。我国大部分 地区降水集中，生态破坏导致水土流失严重。近年来化肥农药等农用化学物质的用 量不断增加，加上使用技术的不合理，非点源污染问题日益头出。非点源污染极易 构成水体环境的安全隐患，已成为目前水质恶化的一大威胁。 白沙河流域内有凉泉河、五龙河两条河流，流域面积7 1 平方公里，占崂山水库 总流域面积地7 6 ，入库水量占总水量的8 0 。崂山水库是青岛市的主要水源地之一， 是环境监测地面水国家控制点位。根据青岛市地面水功能区划及于2 0 0 3 年3 月 1 日起施行的青岛市生活饮用水源环境保护条例的规定，崂山水库被列为青岛市 生活饮用水地表水一级保护区。崂山水库总库容5 6 0 1 m 3 ，兴利库容4 7 9 8 万m 3 ，年 均向青岛市供水3 0 0 0 万m 3 ，日均供水量约1 0 万m 3 ，担负着供给市区生活饮用水的 重任。崂山水库上游，主要有凉泉河和五龙河两条支流，随着降水带进了餐饮废水、 生活污水、畜禽污染和农药化肥污染的大量n 、p 营养物质。当水库蓄水后；河流 输送n 、p 物质的能力受阻，造成n 、p 的局部富集，给藻类的生长繁殖提供了营养 条件。对崂山水库水质进行评价后发现，由于总氮浓度偏高导致水质不达标，( 列位 v 类水质) ，如不尽快采取相应措施，会有污染加剧的危险。因此对崂山水库上游流 域的非点源污染及其营养盐负荷的研究十分必要。 本研究以白沙河流域为研究区域，从流域非点源污染的现状调查出发，采用非 点源污染模型量化流域非点源污染产生的n 、p 污染负荷，进行非点源污染的空间 分布识别。 通过此项研究，能基本了解崂山水库上游流域非点源污染现状及其基本规律， 为政府的非点源污染防治规划及宏观决策提供参考。这对崂山水库的水质改善，水 库上游流域污染物的削减有重要的作用，也对进一步研究崂山水库的非点源污染， 水体富营养化问题及类似水体的污染控制有重要的参考和指导作用，对研究区域有 重要的现实和理论意义。 1 2 国内外研究现状和发展趋势 在国外发达国家，特别是美国，非点源污染研究历史较长且受到广泛重视。 1 9 7 2 年以前，人们已经意识到农业非点源污染，并着手进行研究，其中尤其是 农药对水生生态环境的影响引起了人们的极大重视。但在此之间的非点源污染研究 多局限于现象的因果分析，定量分析寥寥无几。除h y d r o c o m p 公司提出了农药输移 和径流模型( p t r ) 【1 1 外，其余大都只是对污染的特征、影响因素、单场暴雨和长期 平均污染负荷输出等方面作了初步的认识研究o 2 1 土壤侵蚀是非常重要的一种非点源 污染，虽然在此期间对土壤流失的研究已经非常深入，定量化计算己相当成熟，但 当时的研究角度不是非点源污染，当然这方面的研究成果为今后的研究打下了坚实 的基础。1 9 7 2 年以后，随着美国水污染控制法修正案的制定，非点源污染的研 究有了重大的转折和深入发展。7 0 年代中后期，美国在全国范围内大规模面源污染 调查的基础上，对非点源污染的主控因子和危险区域识别进行了研究。提出了一些 非点源污染的迁移和转换模型，如农业化学品运输模型( a c t m o ) 等。这期间，土 壤侵蚀研究的成果通用土壤流失方程( u s l e ) 被引入面源污染研究领域，广泛 应用于污染负荷的定量化计算。 8 0 年代，非点源污染研究更加深入，研究方向向实用方向发展，重点放在如何 把已有的模型广泛应用于污染的控制和管理上。这一时期提出了很多模型，如农业 管理系统中的化学污染物径流负荷和流失模型( c h e m i c a l r u n o f f a n de r o s i o nf r o n a g r i c u l t u r a lm a n a g e m e n ts y s t e m s ：c r e a m s ) 【3 l ，农田系统地下水污染负荷效应模拟模 型( g r o u n s w a t e rl o a d i n g se f f e c t so f a g r i c u l t u r a lm a n a g e m e n ts y s t e m s ) h ，流域非点源污 染模拟模型( a n s w e r s ) 睁j ，农业非点源污染模型( a g r i c u l t u r a ln o n - p o i ms o u r c e p o l l u t i o n m o d e l ：a g n p s ) 6 1 1 7 ，农田尺度的水侵蚀预测预报模型( w e p p ) 1 8 1 等。这 些模型广泛应用于非点源污染负荷的定量计算，污染控制措施效果评价及制定污染 的管理政策措施上。此外，随着计算机的发展，地理信息技术( g i s ) 、遥感技术( r s ) 、 全球定位技术( g p s ) 在非点源污染研究中得到了初步的应用【i 。 9 0 年代，3 s 技术在非点源污染研究中的应用得到进一步的加强，航空摄影和 g i s 技术与非点源污染的模型进行了集成，在非点源污染演化的动态追踪，突发事 件的监控，污染危险区域的识别及地表水监测网的设计上得到广泛的应用。0 4 1 通过地理信息软件，进行非点源污染的空问分析，能更精确的描述非点源污染的 山东师范大学硕士学位论文 空间变化。3 s 技术可以为非点源污染的研究提供准确、可靠和丰富的背景资料，提 高了研究工作的效率和精度，并能动态的更新数据。因此3 s 技术在非点源污染研究 中的深入应用，与非点源污染模型的高效无缝系统的集成，不仅是9 0 年代非点源污 染研究的特色，也是今后研究的一个发展方向。 我国的非点源污染研究始于8 0 年代的湖泊、水库富营养化调查和河流水质规划 研究。先后在天津于桥、滇池、太湖、鄱阳湖、巢湖、镜泊湖、西湖、三峡库区等 湖泊，以及沱江内江段、晋江流域、北江浈水流域、淮河淮南段、黄河兰州段、渭 河宝鸡段、辽河铁岭段进行了探索性的研究，积累了有益的经验。 1 0 】 在非点源污染模型方面，我国也有了一定的发展。但在8 0 年代，主要是一些 经验统计模型的研究和应用，如陈西平等人根据径流小区试验发现降雨量与污染物 输出量有较好的相关性，并研究了涪陵地区五种污染物的各次降雨冲刷预测方程i ”。 之后，我国的非点源污染模型研究也有一定的深入发展，如徐向阳等定量分析了农 田降水、产流、下渗、排水、蒸散发、灌溉之间的关系，建立了一个模拟农业排水 和产沙的氨氮流失数学模型。1 1 1 1 李怀恩研究了面源污染的“宏观”模型，以面源污 染物的迁移转化机理为基础，从宏观角度和较大尺寸上来直接研究野外实际流域的 非点源污染的发生过程与特点，建立次暴雨非点源污染负荷的数学模型，该模型包 括了降雨径流模型和污染物的产生与迁移模型。【12 j 此外，还有王昕皓等人提出了非 点源污染负荷计算的单元坡面模型法。u 3 j 虽然我国的非点源污染模型有了一定的发展，但与国外发达国家相比，却有较大 的差距。当前，我国对非点源污染的模拟研究以引进国外成熟且广泛应用的模型为 主。早在8 0 年代，我国就引入了通用土壤流失方程( u s l e ) ，此外，对一些非点源 污染的综合模型，如d r a s t i c 、c r e a m s 、a g n p s 、a n s w e r s 等也有一些应用。 如，董亮将d r a s t i c 模型与b l a c k l a n dg r a s sg i s 结合，对西湖流域浅层地下水 硝酸盐污染风险做了评价。【io 】张健采用c r e a m s 应用于黄土坡面径流量及侵蚀量 计算。【1 4 】陈一兵等利用a n s w e r s 模型对四川紫色丘陵区的小流域实施了模拟，并 结合a r c i n f og i s 模拟了小雨、中雨和大雨情况下的土壤流失过程。【1 5 】 1 3 研究方法和技术路线 当前，非点源污染的研究方法主要有两类：实验方法和模型模拟法。前者由于 劳动强度大、效率低、周期长、费用高，在多数情况下只是作为一种辅助手段，用 于各类模型的验证和参数的校准。 本论文采用资料收集、现场采样和实验室分析方法进行流域非点源污染的现状研 究；采用g i s 技术对白沙河流域地理要素进行分析，并提取地形参数。采用美国农 业研究局( a w 与明尼苏达污染控制局和自然资源保护局( n r c s ) 共同开发的非点源 污染模型( a g n p s ) 研究流域的非点源污染负荷，并标识非点源污染负荷的空间分布。 本研究的技术路线如图1 - 1 所示： 前期资料收集及相关准备 i 流域面源污染现状调查 i 面源污染豌状评价分析 面源污染负荷模拟量化 模型应用与讨论 图1 - 1 研究技术路线 山东师范大学硕士学位论文 2 研究区域概况 2 1 自然概况 2 1 1 地理位置和水系 ( 1 ) 位置和范围 本项目研究对象为白沙河流域，其范围为崂山水库上游集水流域水源保护区， 即自沙河流域崂山水库上游( 详见图2 3 北宅水系分布图) ，在本文中称白沙河流域， 由凉泉河流域和乌龙河流域两个子流域组成，总面积7 1k m 2 。研究区域主要位于青 岛崂山区北宅办事处辖区( 本文中称北宅) 。北宅位于青岛市崂山区，地理坐标为东 经1 2 0 。1 1 9 3 0 ”1 2 0 。1 3 7 5 5 ”，北纬3 6 。1 0 1 5 ”3 6 。1 6 0 0 ”。辖区面积8 1 3 k m 2 ， 共有村庄3 6 个，其中3 0 个村庄分布在凉泉河、五龙河两河沿岸。其它6 个村庄分 布在张村河流域。北宅办事处位置详见图2 1 。 ( 2 ) 河流水系 北宅街道办事处河流水系属于沿海边缘水系，其河流均为季风区雨源型，皆发 源于崂山，坡陡流急源短，是独立入海的山溪性小河。 白沙河发源于崂山巨峰之阴的天乙泉。流向为南北折而东西，流经北宅办事处 的北九水、卧龙、孙家、大崂、乌衣巷、凉泉等村，经崂山水库，流经下游夏庄和 流亭注入胶州湾，全长3 3 k i n ，流域总面积2 1 5k m 2 。 崂山水库位于白沙河中游，水库以上( 即北宅办事处境内) 上游河段素称凉泉 河，河流长度为1 1 公里，河床平均宽度约2 5 l o o m ，流域面积为6 1 5 k m 2 。 白沙河上游常年有水，枯水季流量较小，1 2 月、1 月、2 月的平均径流只有o 0 6 m 3 s ( 据1 9 6 0 1 9 8 0 年实测资料) ，见图2 2 。 白沙河的另一条支流五龙河亦位于北宅境内，发源于青峰顶，西北流向，经上、 下葛场、周葛庄至五龙涧村东，与石门河相汇，流入崂山水库，河流长6 k m ，河床 平均宽度约2 5 m ，流域面积9 5 k m 2 。五龙河枯水季节断流。 图2 2 白沙河乌衣巷站流量年变化 张村河发源于崂山区北宅办事处西南部的雾露项南麓，全长1 9 k m ，河床平均宽 度6 0 m ，汇水面积为6 9k m 2 。河道自东向西横穿崂山区，至阎家山村东与李村河汇 合，最终经李村河汇入胶州湾东岸海域。该河上游位于北宅境内，长度4 9 k m ，流域 面积1 03 k m 2 。多为山岭地带，除汛期外，冬春季基本无水，系季节性河。 北宅街道办事处辖区内共有小二型水库6 座，总库容1 4 8 万立方米，兴利库容 1 0 3 万m 3 ；塘坝2 6 座，库容4 5 万m 3 ，均分布在山地丘陵山谷之间，拦截上游河流 及蓄集降水，水质良好。 北宅水系分布图见图2 3 。北宅内各流域面积见表2 1 。崂山水库补给来源见表 2 】。 表2 1 崂山水库地表水补给来源 注：根据6 0 8 s 年平均实测径流，五龙河和城阳河数据为估算值。 2 1 2 地质 研究区地质结构为新华夏隆起带次级构造单元一中韩准地台胶南隆起，地层为 山东师范大学硕士学位论文 新生界临沂组，以断裂构造为主，多数压扭性断裂，区域地质主要为花岗岩构成。 2 1 3 地形地貌 研究区域为低山丘陵地，地势东高西低，崂山主峰一崂顶矗立在区境东南部， 地势由东向西依次形成低山、丘陵、平地三个地貌类型；地貌类型可分为侵蚀地貌、 剥蚀地貌和堆积地貌，三者呈阶梯下降。研究区所在地等高线分布情况如图2 - 4 所示。 2 ，1 4 水文地质 水库汇水区内无外来客水汇入，因此，地下水自成一个闭合流域，水量丰欠变 化，完全受大气降水影响。区域内地下水类型分基岩裂隙水和第四季孔隙水，大都 属于浅层水或浅层微承压水。本区浅层地下水的总流向与地表水基本致，主要接 受大气降水补给浅层循环、短途排泄。 基岩裂隙水：本区断裂、节理以n e 向压扭性为主，裂隙多闭合，对透水、储水 不利，少数n w 向断裂为张性，裂隙发育有利透水，储水。岩体表层风化深度浅于 3 m ，与构造发育地段可达2 0 m 。基岩裂隙水多位风化裂隙水，富水性较差，一般单 井出水量低于5 0 m 3 d ，在破碎带一般5 0 1 0 0m 3 d ，目前本区裂隙水多以矿泉水资 源开采。 第四季孔隙水：第四季孔隙水富水带分布于河流两岸阶梯冲洪积层内，一般山 峦砾石砂混合层厚度大于0 5m 。单井出水量中等富水区1 0 0 5 0 0m 3 d 。矿化度 山区o 2 9 l 左右，丘陵o 3 9 l ，平原0 5 9 l 左右。 2 1 5 气候 北宅街道办事处所在的崂山地区，四季变化和季风进退都较明显，雨水较丰富， 年温适中，冬无严寒，夏无酷暑，属暖温带季风型大陆性气候。由于濒临黄海，受 海洋的调节作用，又表现出春冷、夏凉、秋暖、冬温，昼夜温差小，无霜期长和湿 度大的海洋性气候特点。多年平均气温1 2 0 c ，1 月份平均气温一2 3o c ，8 月份平均气 温2 5 3 。c ，历年平均降水量8 4 9 9m i d _ ，平均蒸发量1 4 6 1 1t o n i ，平均相对湿度7 3 ， 平均日照2 5 1 5 5h ，平均雾日5 0d ，是太平洋西岸的一个多雾中心。 2 1 6 土壤植被 水库汇水区主要土壤类型是棕壤，另有少量潮土。棕壤土多含粗砂砾石，其特 点是土层浅薄，一般在3 0 c m 左右，砾石较多，养分含量低，保水性差，易受干旱， 农业生产适宜性差；潮土分布在河流沿岸，面积较少，潮土为冲积母质，土层厚， 质地适中，通透性好，保水肥，适于农作物生长。 崂山地区为国家级森林公园和自然保护区，地形复杂，天然形成了不同类型的 小气候区，植物资源丰富。据调查，崂山地区有木本和藤萝植物8 0 科，1 6 0 属，4 0 0 多种和变种；草本植物有1 0 0 0 余种，其中野生药用植物6 0 0 余种，是山东省植物种 最丰富、生物多样性特征较明显的地区，形成针叶林、阔叶林、竹林、灌木林、草 丛、草甸、沙生植物、盐生植物、水生植物及农业栽培植被多种类型。属国家重点 保护的植物有1 3 种，其中国家一级保护植物有3 种( 银杏、水松、水杉) ，属国家 二级保护的植物有1 0 种，分别是红松、金钱松、中华结嵝缕草、鹅掌秋、厚朴、凹 叶厚朴、喜树、水曲柳、苗辟、柴椴等。 崂山共有苔藓植物1 2 8 科，隶属于4 3 属8 0 种：厥类植物有1 9 科3 1 属5 6 种， 其中鳞毛蕨、山东假蹄盖蕨、假中华鳞毛蕨、山东假瘤蕨等4 种为山东发现的新种 类；崂山中草药资源丰富，1 1 1 4 种维管束植物中，中草药植物有5 6 1 种，占总数的 5 0 左右，重要的中草药种类有：问荆、杜仲、决明、百合、草麻黄、唐松草、细辛 等。 2 1 7 自然资源 ( 1 ) 土地资源 研究区所在地崂山区北宅街道办事处共有土地面积8 0 1 6 0 公顷，人均占 有土地资源0 2 9 公顷，低于全国0 8 7 公顷的平均水平。其中耕地面积为4 1 2 2 公顷， 仅占总面积的5 1 ；林地面积为4 8 1 7 - 3 公顷，占土地总面积的6 0 1 ，林地比例远 远高于青岛市的9 6 2 和全国平均的1 7 1 8 。园林用地面积为1 7 5 0 4 公顷，占总面 积的2 1 8 。其它用地包括村镇用地、工矿用地、交通用地和水域占总面积的1 3 o 。 土地利用情况见图2 - 5 。 ( 2 ) 物产资源 崂山矿泉水水质优良，是发展饮料工业的宝贵资源。崂山花岗岩闻名中外，是 良好的建筑材料。 崂山区地貌类型复杂，加上各种小气候的影响，生物资源丰富。农作物有小麦、 玉米、花生、蔬菜、水果。经济作物以花生为主，其它经济作物有啤酒花、烟、麻、 茶叶、药材等。蔬菜包括白菜类、瓜类、茄果类等，此外，野生蔬菜也相当丰富， 如崂山拳头菜、黄花菜、蘑菇、荠菜等。林木、果树资源丰富。 山东师范大学硕士学位论文 野生生物资源有药材、鸟类、鱼类。 药、君子兰、米兰、桂花、茶花、樱花、 卉甚多，如映山红、野茉莉、野蔷薇等。 鲢、鳙、鲤、鲫、团头鲂。 ( 3 ) 旅游资源 花卉资源丰富，主要名贵品种由牡丹、芍 梅花、雪松、淡竹、杜鹃等。山区野生花 淡水鱼类资源：常见的淡水鱼有草鱼、白 北宅地处崂山水库上游，这里景色秀丽，气候宜人，交通便利，物产丰富，著 名的崂山北九水及华楼风景区坐落在辖区内，崂山风景区是国务院1 9 8 2 年审定公布 的首批国家级风景名胜区之一，1 9 9 2 年又被国家林业部确定为崂山国家森林公园。 所在的北宅街道办事处素有“樱桃之乡”和岛城“杂果之乡”的美誉。 2 2 社会经济状况 2 2 1 社会概况 崂山区北宅街道办事共有村庄3 6 个，均为农业人1 5 1 ，其中白沙河流域有村庄3 0 个，人口1 8 3 6 3 人，占办事处总人口的6 6 6 ：另外张村河流域有6 个行政村。平均 人口密度为3 2 1 人k i n 2 。 2 2 2 经济概况 ( 1 ) 农业 北宅办事处农业用地少，农业经济薄弱，农村经济以果园为主要收入来源，耕 地数量少。2 0 0 3 年，崂山农村经济总收入4 2 0 2 5 万元，农业总产值4 0 5 4 2 万元，占 国内生产值的4 9 。农民人均所得达到4 4 5 8 元。 ( 2 ) 工业 北宅镇大部分地区由于地处崂山水库上游水源保护区，工业发展受到严重制约， 工业企业数量少，规模小，行业单一。主要工业门类为石材加工、矿泉水等。2 0 0 3 年，北宅完成工业总产值7 8 3 7 万元，实现利税3 3 5 万元， ( 3 ) 第三产业 北宅镇境内有崂山风景区和华楼风景区，旅游也较发达，已成为当地经济发展 的重要产业。据统计，2 0 0 3 年共接待游客1 5 0 余万人，年旅游收入3 8 0 0 余万元。 2 3 区域水环境现状 2 3 1 监测结果统计 对白沙河流域的五龙河、凉泉河取样监测，同时崂山水库作为国家地表水监控 点，常年进行监测。各监测点位的具体位置见图2 3 。历年监测时间和频率见表2 2 。 表2 - 2 饮用水源地历年监测时间和频率 凉泉河崂山水 库入口 五龙河崂山水 库入口 内三水 3 、7 月各1 次 每年7 月分别取五龙河、凉泉河各1 次 3 月1 次3 月1 次5 月1 次 外三水 3 、5 、7 各, 8 l , 次1 0 、1 1 月3 、5 、月7 各, 8 1 , 次1 o 、1 1 3 、5 、月7 各, 8 1 、芸0 、1 13 、7 安各1 观崂村 3 、5 、7 各, 8 1 , 次1 0 、1 1 月3 、5 、月7 各, 8 1 、芸o 、1 13 、5 、月7 各, 8 l 、疾0 、1 1 2 3 2 水质评价因子、评价标准 水质评价因子从全部2 2 项监测项目中选取。根据青岛市生活饮用水地表水源 保护区划，崂山水库水域及最大库容外延2 0 0 米陆域、直接汇入水库的五龙河及河 床两侧2 0 0 米陆域、凉泉河从源头至崂山水库入口段水域及河堤两侧2 0 0 米陆域应 执行地表水环境质量标准( g b 3 8 3 8 2 0 0 2 ) 中的i i 类水体标准。g b 3 8 3 8 2 0 0 2 中 没有的监测项目，如总硬度，其评价标准参照生活饮用水源水质标准中的二级 标准，白沙河流域河流、水库水质评价因子与评价标准见表2 3 。 山东师范大学硕士学位论文 2 3 3 评价方法 采用年度评价因子超标率统计法与单因子指数法相结合。水质评价模式如下 ( 1 ) 年度评价因子超标率 超标率= 某断面全年水样超标次数某断面全年水样总数+ 1 0 0 样品数是指断面全年内分析的水样总数。 平均值是指某断面全年内各水样检出浓度数值的算术平均值，再加权平均计算。 最大( 小) 值是指某断面全年分析水样中数据最大( 小) 的浓度值。 ( 2 ) 采用单因子指数法对流域水质监测结果进行评价，说明水质达标情况，超 标的说明超标项目和超标倍数。 p h 单因子指数计算公式如下： p p r t j = r 7 0 一p h i ) ( 7 0 。p h s d ) ( p h 3 堇7 o ) p p h j = ( p h i 一7 o ) ( p h s d 一7 o ) ( p h i 7 o ) 其它污染物的计算公式如下： p i j 2 c i j c o i j 式中：p p h j 一一单项水质参数p h 在第j 点的污染指数； p h j j 点的p h 值； p h s d 地面水质标准中规定的p h 下限； p 单项水质参数i 因子在j 点的污染指数： c i 3 i 因子在j 点的浓度( m g l ) ： c o o i 因子的评价标准值( m l ) 。 2 3 4 水质评价结果 采用年度评价因子超标率统计法与单因子指数法相结合对流域水质监测结果进 行评价，说明水质达标情况，超标的说明超标项目和超标倍数。根据已有和临时地 表水监测资料，对流域不同断面水环境进行分析评价，对例行和临时监测资料进行 列表统计。 ( 1 ) 水质评价 白沙河水质监测结果见表2 4 至2 - 9 ，水质评价结果见表2 1 0 。由各表可见，其 凉泉河支流的内三水、观崂村及崂山水库入口断面无项评价因子超标，外三水断 面仅在2 0 0 2 年石油类偶有超标，超标率为1 6 7 。这表明凉泉河作为饮用水源地一 级保护区水质良好且保持稳定。 一般而言，总氮和总磷指标主要用于控制湖泊、水库富营养化的指标，而不用 于河流水质评价。白沙河的五龙河入库监测结果表明，除了总氮超标外，所有其它 监测因子均不超标。凉泉河入库断面总氮最高浓度为5 7 m g l ，超标1 0 4 倍：五龙 河入库断面总氮最高浓度为6 9m g l ，超标1 2 _ 8 倍。 ( 2 ) 水质评价结论 研究区水质总体较好，只有总氮超标普遍，其主要存在状态为硝态氮。 水质空间变化特征：白沙河的凉泉河支流水质最好，五龙河次之。这是由于 山东师范大学硕士学位论文 白沙河流域以山丘地形为主，地表林木覆盖率较高，且流域内基本无工业企业。五 龙河流域虽然也基本无工业企业，但地形相对较为平坦，村庄、人口相对密集，畜 禽养殖数量相对较多。 河流中水质的空问分布趋势一般是上游水质较好，愈往下游水质愈差。原因是 上游一般地势起伏大，居住和活动人口少，植被覆盖率高，下游人类活动相对较多， 林地覆盖率低，对水质影响大。白沙河上游三个断面( 观崂、内三水、得月桥) 污 染物浓度均不超标，北九水以下由于宾馆酒店数量增加，生活污水排入河中，致使 总氮浓度超标。 水质时间变化特征 从河流的例行监测数据看，研究区水质2 0 0 0 年之后稍有好转，但近三年水质变 化不大。白沙河外三水段面水质变化与降水量关系如图2 - 6 所示，白沙河上下游水质 变化趋势如图2 7 所示。 由图2 - 6 和图2 7 可看出，白沙河外三水断面污染物年际变化趋势不明显。2 0 0 2 年污染物浓度平均高于2 0 0 0 ，2 0 0 1 年，主要是由于2 0 0 2 年是枯水年，河流流量小。 以白沙河中游外三水断厦为例，污染物季节变化趋势较明显( 见图2 - 6 和图2 7 ) ， 春季一雨季初期污染物浓度最大，这是由于面源污染在冬季积累雨季初期冲刷淋溶 造成的。污染物最小浓度一般出现在雨季之后的8 到1 0 月份。可见，白沙河污染物 浓度变化受降水变化影响，具有非点源污染的特征。 曼窖s0 甚鲁鲁景 p 抽金 p9 9oo 警8 = 三”。t , j o99 b = 昌 ooo 善忌虽 酱誉 2 2 暮言 _ s 蓦 若器 朱。 耄詈 器2 譬= uh j 99 量蓦 pp 2 器 = 苫 抽抽 = 暑 口、 9o 苌。 o9 磊墨 暑昌 黑量 警： 骂 。 p9 s8 o9 忌量 = 若葛= n 三；磊暑嚣= 磊贳g e 呈。三三。2 , - 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6 _ 7 小。一 o o u 一_ 7 o o 小 1 | 时 o 9 口 o u 山 o b 认4 o o o 一乱 o 000，8，一o 7 _ 7 a u 0 8 7 o 口 o o u 4 m o o 8 u o u 口 o o a o o o j 7 o ooo一o1西 _ 直抽 o b 饥 一4 u o o u 4 9 1 | n u 一一一 o # o o 认n o o o o o o o 呐o 一u n o o o l ，8 口 h o o 口 一a o o u u 口 一一 一u u o u u o 0 2 7 u e - o m 一 o o o o - 0 0 u o o o 一，3 ，5 _ 7 _ 8 小 o o 4 扛4 o o o 认 ，1 7 一，7 一曲u o # o o 西一 o o o o 乱 u o 峙 o 台u o o o ” u u o o o 一，4 4 _ 7 u o o 一，5 9oo一，6，5ool，7，2001，6o o 一9 ，5 oo一：o9oo一三杀 o o 一 o o o u 一 o 啦 一_ 6 o u 昏 o o 器 o o o o j 7 u o n 扛 o o o o o o o o 一 一缸 o o o 一- 小 o 4 o # o o o o o o u 3 3 n o 0 1 4 o o o o o 一 一| 4 o o o 4 p 丰 小 o # q o - o 心乱 o o o 一 时 一 o o 一 o o o o l 7 一】2 o o o 饥 o 一，7 一 o 母 o u 吗 o o 西一 o b o 一 3 7 一 一扛 o 0 0 4 o o o o o u 一西 o o o 仙 n - 4 4 = 1 9 o f 3 j 7 o o o o o l 4 小昏 o 0 1 | o o o o o 讪 萋譬 善誉誊塞喜誊塞基誊善基誊誊 0000ooooooooo 篱夏豁s 导兽鬲：222 累；2 一一一一一n nn 一一一 蓉冒蓍荟詈耋吾蓍吝詈誊墨吝 c ；odc ；d c ；6d6666d 确凿 搭型 麻 酶 彝 堪 o o 口 。 蟠相辅 恒密霉 舞粼 崾 囊$ 嘿 盂嚣 荟程 铡嚼 普捌 襄酶 鉴捌 器莽 趔 巨差 垂面 磷 汪 晡m诹特 。一 一o n h o o * n o o o n o o o * 寸o o o n o o o o o o o 口o o o 寸一 n 寸 il|，e妄、g n 6 6 0 g o * g o o n g o * 苫o o g o o i o o o 罡h 口o o o 西一 g o再i，野8 n 口o h o o * g o o n g o * 苫o o h o 。o 1000荨一蓦oo高ah nl 武迥山篮u 1g。趟斟 眯螺嚣洱妲军蠼*旧蔷*春暮ei m 晶搽 一寸n 样蛴v 帆o o o8 0 0誉o on o o on o o o誉o o苔o o苔o o竹o o o8 0 0竹o o o呐o o o苫o o ”一o o n 饥n n n o o o 甘l | o n o n 凸o n n n o o o n n i | 卜一 卜o o o o 寸o o n o 小。一 一寸一 小o o o 寸n n n 小n o o o 寸啦o o 寸n o 寸卜o n n n o o o n n 1 寸n 心寸o o o 寸o o n n o o n o n o o h 寸n n 寸o o o 一o 寸o n n 一 一卜一 h 9 0 o 寸n 啦n n n o o o = o o 寸寸。 器。 心一一 g o o n 嶂n 2 0 0 0 饕o o i 寸o h o 一 西i 【 n 寸。 一o n n 卜一 n o o o ”卜o o 寸o o n n i | d 0 _ o o i | n 心吼一 寸o o o 卜o o 口寸。 卜寸h 西岛 n o o o n n o o o o n n o o 卜甘o n 寸 n n 一 窨o o c _ n 三n l o o o o 蓦o o c _ o _ 【n n m h n o o o n h 乱n n o o o o n 心o o 昏n ，o 一 卜寸小 寸o o o n n 寸小h n o o o o n n o o n o n ”一 一一 c l ， n i ，n o o n 小寸卜 口一一、noo一 h h ，6 ，n o o n 口凸卜 h ，6 商o o nt，崎卜”，80，ooh卜崎卜寸矗商oon ；h n 9 n o o n 甘卜 斋商o o n i | 1 8 c ，芝辔o n t n 卜 氅n ，0 0 n c 卜 霉掣o o n 也卜 ，i ，z o o 一 ”卜卜 呐ni|一oon 謇x 糕 媾 蟮 罄羽 撼躅 翊甾霉蛹m键袢 殛墉 s芒蟮占。辞睾藤辎龇扩俺 氟 氧 冀瓢普姐静甍 鼍醛蚌 状帛迥扑书鼙扑k樱虽长与 炼 炼 甲 3 、j 、j q 、j u q 、| q 、j q q q q q。o 器口 母 盒 高盎8 誉 留甓譬葛高 矗甚 譬 磊罱=磊磊 舄s 器鬲高苫苫g =； 99 p 9 p p 9 p 9 99 9 p 9 9 p 9 量妻蚤量量善 2 量量量量量墨愚善 l o 9 999，9 99 9 99 ，9 p j 竺 竺兰 譬 u 嚣 ! 葛竺譬器量器 u 磊0 9p 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 9 9 墨墨虽量墨量量墨墨墨墨量墨墨墨墨墨 c9 po p p99 o99 p 9 p p p p 量量墓莹量妻重量委量重量量量主妻萎 99o o9 99999999 9 9 9 9 善善患昌黑善是嚣罨善暑蚤 嚣 蟊 p9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 p 9 毒黑善蚕善毒量蚕嚣罨善善善善 量星 暑 量量墨量墨量墨墨量量 萎善善誊 = =：； 歪 嚣宝是三三= 三熹 主 三 磊 量兰墨墨 墨 妻姜蚤主量喜荟喜 詈 量 三 蚕 99o9 9 9 9 p 99 9 9 p 9 9 9 9 兰量愚謇暑善 至 西= = 基墓童 暑 是 曩 暑 芝 汛 罢蓄 主 再 矗 彗墓 群妻 越嚣 黔丞 必酵 $ 黎 营竺 辩 砖鎏 璐 萄 糌奎 蒜璐斟 替劳鸽 n o 口 。 卦 彗 蝴 数 叫等 蝴强 醇爵鼎 靠磬 8 呈 星一呈s o呈一，l，一o o窖，1 o l ，銎呈o o 一啦三 。一、1551| os龟一7仃一 os一辽一 舟曲遗_ 1 | 舟窭一 8 0 ，1 0 r 塞。 里呈窖 。譬一套一。 品室。 自銎1| 艇埔 #m 酶嚼 o 0 凸 o u 谢辐 螟靶 埋鞋 惹嚣 嚣j ( | 曙 露 蓑潦 倏 薹8 鐾蛊 密腻 器靠 羹酶 蓄娟 琢 琏 建 姜葶 霜g 鏊霉 趔 z = 2 高篙鬻葛高高旨昌篙蜀高高葛高 o oooooooooooooo n 妻墨墓誊莹塑至葺。兰薹g 耋罟兰 。一oooo一 -_ooo 一一 9c ：皇叼卜呻粤峥q 峥型寸叫 _ 一一一o ooooo 二一n 999999999c = c = 9 穹 ooooooooooooo 8 昌g 昌8888888g 昌 dd66666oo6c ；6c ； 鲁害gg 昌g 昌g 昌88g 昌 6666d6d66dd66 堇堇蓉荟喜蓉蓍善善善蓍堇蓍 666c ；6 c ；666