卧龙湖富营养化程度随季节变化的研究

吕宝阔

（辽宁省沈阳水文局，辽宁沈阳110005）



卧龙湖富营养化程度随季节变化的研究

吕宝阔

（辽宁省沈阳水文局，辽宁沈阳110005）

［摘 要］本文应用综合营养状态指数法评价卧龙湖水库富营养化程度随季节的变化。通过模糊数学综合评价指数法分析得出卧龙湖水质类别为Ⅴ类，与单指数法得出结论一致，证明模糊数学综合评价指数法可应用在卧龙湖水环境水质评价中。

［关键词］模糊数学综合评价法；卧龙湖；季节变化；富营养化

1　概　述

卧龙湖位于康平城西，作为科尔沁沙地南缘最大生态屏障、东北亚鸟类迁徙廊道重要驿站、东北最大淡水型国家湿地公园以及我国北方首个生态文明示范区，其生态价值极其重要［1，2］。卧龙湖水主要由东西马莲河汇入，水域面积67 km2，属于西马莲河康平开发利用区，西马莲河卧龙湖景观娱乐用水区、渔业用水区。

2　水质类别

叶绿素、总磷、总氮、透明度以及高锰酸盐指数的测量结果见于表1，根据GB3838-2002《地表水环境质量标准》［3］通过逐一项分别对各个参评因子进行评判分析，最终根据取水质类别最大的因子作为综合水质类别的原则，得出夏至、秋分、冬至时节卧龙湖水环境水质类别均为Ⅴ类。

表1　卧龙湖水库各监测项目浓度值

3　模糊数学综合评价指数［4，5］

模糊数学综合评价指数法相比较于单因子水质分析更具全面性，更能综合地对水域环境进行评判分析。综合评价指数法分析步骤为隶属度函数计算、模糊评价指数计算、最后得出综合评价矩阵。隶属度函数：

模糊评价指数：

式中：n——级别（1-5类）；m——因子（总氮、总磷……）。不同季节模糊评价指数见表2。

权重矩阵A：Wi=xi/sij，i=1，2，…，m；j=1，2，…，n。

表2　卧龙湖不同季节模糊评价指数

表3　各评价因子权重

综合评价矩阵：B=A·R。根据综合评价矩阵中最大值所对应的综合评价等级为最终综合水质等级的原则，得出结论卧龙湖3个季节水质类别均为Ⅴ类（见表4）。

表4　卧龙湖不同季节综合评价矩阵

4　综合营养状态指数计算

对于富营养的评价方法有很多种，目前应用最为成熟中国环境监测总站《湖库（水库）富营养化评价方法及分级技术规定》（总站生字［2001］090号［6，7］），综合营养状态指数法评价范围更加全面，评价因子综合考虑了导致富营养化直接原因的总氮、总磷、透明度、叶绿素、高锰酸盐指数，因此克服了一些方法通过单一评价因子片面评价富营养化问题。

综合营养评价指数公式为：

其中：TLI（∑）为综合营养评价指数；TLI（j）为对应的第j种参评因子的营养状态指数；Wj为对应的第j种参评因子的权重。各个营养化影响因子的营养状态指数计算公式如下（结果见表5）：

TLI（Chl）=10×（2.5+1.086ln Chl）

TLI（TP）=10×（9.436+1.624lnTP）

TLI（TN）=10×（5.453+1.694lnTN）

TLI（SD）=10×（5.118-1.94lnSD）

TLI（CODMn）=10×（0.109+2.661lnCODMn）

表5　中国湖泊（水库）部分参数与Chla的相关关系

根据各个营养化影响因子的营养状态指数计算公式分别计算出卧龙湖水库的叶绿素、总氮、总磷、高锰酸盐指数以及透明度的营养状态指数见表6，最终计算出不同季节卧龙湖水库的综合评价指数。

表6　卧龙湖水库富营养化综合评价指数

5　结果分析

通过综合营养指数法得出卧龙湖水库营养等级为夏至时节为重度富营养化，秋分和冬至时节为中度富营养化。夏天阳光充足藻类生长旺盛叶绿素含量高为62.6μg/L，相反冬季只有7.29μg/L，同样反映在高锰酸盐指数上夏季要高于秋季冬季，水生生物新陈代谢旺盛有机质含量高于其他季节。从监测结果来看，3个季节总磷总氮的含量相差不大，但富营养化程度夏季确实最严重，说明在夏季爆发富营养化的危险性高于其他季节。通过模糊数学综合评价法得出结论卧龙湖水库水质在3个季节都处于Ⅴ类，只能满足农业用水区及一般景观要求水域，而卧龙湖位于西马莲河卧龙湖景观娱乐用水区、渔业用水区，对于景观娱乐用水区水质标准应达到Ⅲ或Ⅳ类，严重制约了卧龙湖旅游开发。

6　结论

对于富营养化的预防，首先控制其水域中总

氮、总磷的来源，卧龙湖水源主要来自东西马莲河的汇入，其上游主要为农业用水区，饮用水源区。其水质主要受到农业生产以及生活污水的汇入影响，由水质因子逐项分析可以看出主要超标的因子为总氮，总氮作为水体富营养化的原料，超标直接导致藻类的大量生长繁殖，从而引起可怕的生态危险。所以，对上游流域农田施肥、农药的使用要严格控制，对于生活污水的排放更要严格管理，生活污水必须通过污水处理厂处理达标后方能排入河中，相关部门要严格把关。卧龙湖水质的提高，对于湖内外生态环境的保护极其重要。卧龙湖的生态恢复建设是一个重要的课题，卧龙湖作为辽宁省内最大的平原淡水湖，更是整个地区的“绿肾”，它能很好地调节保护生态环境，一旦超负荷后果将不堪设想。

［参考文献］

［1］赵洪利，杨云飞，董立国.沈阳卧龙湖省级自然保护区湿地现状与生态功能利用探讨［J］.环境保护科学，2008 （04）：40—43.

［2］尼庆伟.沈阳卧龙湖湿地生态退化机制及保护对策研究［D］.大连理工大学，2010.

［3］2002GB，地表水环境质量标准［S］.2002.

［4］吕宝阔.模糊数学评价法在棋盘山水库水环境评价中的应用［J］.吉林水利，2014（10）：42—44，48.

［5］温树影.模糊数学评价法在石佛寺水库水质评价中的应用［J］.水土保持应用技术，2015（04）：27—28，30.

［6］王明翠，刘雪芹，张建辉.湖泊富营养化评价方法及分级标准［J］.中国环境监测，2002（05）：47—49.

［7］张文涛.浅议湖库富营养化的评价方法和分级标准［J］.珠江现代建设，2010（01）：9—12.

［中图分类号］X 524

［文献标识码］A

［文章编号］1002—0624（2016）07—0035—02

［收稿日期］2016-01-12