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贵州省夜郎湖水库富营养化趋势研究

2012-01-10孟凡丽

环保科技 2012年3期
关键词:夜郎富营养化水库

孟凡丽

1 水库自然环境概况

夜郎湖水库建于1989年,位于黔中地区西部的普定县境内,属三岔河流域,行政区划隶属贵州省安顺市;夜郎湖流域面积为5 871 km2,占三岔河流域面积的80.8%,坝址以上河长240 km。水面面积21.6 km2,库长42 km,湖面最宽处2.5 km,最窄处60 m,总库容4.2×108m3,正常蓄水3.77×108m3,调节库容2.67×108m3,死库容1.1×108m3,年均过水量38×108m3,现有电站装机容量7.5×104kW,夜郎湖水库具有饮用、发电、农灌、旅游、养殖、工业用水等功能。

2 水库水质状况

2.1 水库水质现状评价方法及评价结果

水质评价采用单项指标超标率统计和综合污染指数计算两种方法,所用水质监测数据引自《贵州省环境质量报告书》[1]。

(1)单项指标:

按照GB 3838—2002标准中水环境功能区监测分析要求,在2001—2010年所监测的各项指标中,除总氮、总磷和石油类3项外,其它各项均低于GB 3838—2002标准中Ⅲ类水环境功能区的标准限值,其中,总氮指标超标倍数最高达4倍。在2005—2010年枯、丰、平各期,所监测的各项指标均符合GB 3838—2002标准中Ⅲ类水环境功能区的标准限值,水质处于良好状态。

(2)综合污染指数:

综合污染指数计算公式:

式中:P——污染指数;

n——参评项目数;

Pi=Ci/Ci0

其中Ci、Ci0分别为第i项污染物实测浓度与相应的评价标准值,单位均为mg/L。

通过计算夜郎湖水库2001—2010年的综合污染指数,按照水质污染程度划分列表对各年度进行评价,结果见表1。

表1 夜郎湖水库2001—2010年度综合污染指数评价结果

由表1看出,2001—2010年度夜郎湖水库水质综合污染指数在0.415~0.635间变化,有三个年度污染级别为中度污染,其余年份均为轻度污染。

2.2 水库富营养化评价

2.2.1 评价方法

水库的富营养化评价采用修正卡森营养状态指数法,湖库综合营养状态指数计算公式如下[2]:

式中:TLI(∑)—综合营养状态指数;

Wj—第j种参数的营养状态指数的相关权重;

TLI(j)—代表第j种参数的营养状态指数。

以chl-a作为基准参数,则第j种参数归一化的相关权重计算公式为:

式中:rij—第j种参数与chl-a的相关系数; m—评价参数的个数。

采用0~100系列连续数值进行湖库营养状态分级。其营养状态级别分为:贫营养、中营养、轻度富营养、中度富营养、重度富营养等五级,湖库营养状态水质类别与评分值对应关系见表2。

表2 湖库营养状态水质类别与评分值对应表

2.2.1 评价结果

因监测资料缺少叶绿素和透明度两个监测项目,本文根据叶绿素、透明度与总磷的关系[3],计算叶绿素和透明度两个指标数值,再进行评价,2001—2010年夜郎湖水库综合营养状态指数变化情况见图1。

图1 夜郎湖水库2001—2010年综合营养状态指数变化

2001—2010年夜郎湖水库总体水质处于“良好”水平,综合营养状态指数介于31.3~38.8之间,均为中营养化水平;从单项营养状态指数方面来看,总氮单项营养状态值达到重度营养级别的有两年,表明其水质已经受到含氮污染物的重度污染;总磷单项营养状态值均在中营养级别范围内,水质受到含磷污染物的影响较小。

3 水库富营养化趋势研究

3.1 研究方法

衡量环境污染变化趋势最常用的方法是Daniel的趋势检验.它使用了spearman秩相关系数法[4]。首先列出时间周期Y1,Y2,Y3,……,YN和它们的相应值X(即年均值C1,C2,C3,……,CN),由小至大排列,统计检验用的秩相关系数按下式计算:

式中:rs——秩相关系数;

di——变量Xi和变量Yi的差值;

Xi——周期i~N浓度值由小至大排列的序号;

Yi——按时间排列的序号。

计算后,将秩相关系数的绝对值同spearman秩相关系数统计表(显著水平为0.05)中的临界值Wp进行比较。如果 rs>Wp则表明变化趋势有显著意义,如果是负值,则表明为下降趋势。

3.2 研究结果

根据公式(4)、(5)对夜郎湖水库2001—2010年综合营养状态指数进行趋势研究计算,得出秩相关系数为0.297,由此看出,近10年来夜郎湖水库综合营养状态指数呈上升趋势,但无显著意义,这与富营养化状态评价结果显示的夜郎湖水库2001—2010年富营养化多为中营养状态相吻合。

4 结语

(1)2001—2010年度夜郎湖水库水质处于良好状态,其综合污染指数在0.415~0.635间变化,有三个年度污染级别为中度污染,其余年份均为轻度污染;

(2)2001—2010年夜郎湖水库总体水质处于“良好”水平,综合营养状态指数介于31.3~38.8之间,均为中营养化水平;

(3)采用spearman秩相关系数法分析知,近10年来夜郎湖水库综合营养状态指数呈上升趋势,但无显著意义,这与富营养化状态评价结果显示的夜郎湖水库2001—2010年富营养化多为中营养状态相吻合。

[1]贵州省环境保护厅.贵州省环境质量报告书[R].贵阳: 2001-2010.

[2]国家环境保护总局.中国湖泊富营养化及其防治研究[M].北京:中国环境科学出版社,2001.

[3]金相灿,屠清瑛.湖泊富营养化调查规范(第二版)[M].北京:中国环境科学出版社,1990.

[4]孙山泽等.概率与统计(第二版)[M].北京:科学出版社,2002.

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