论文部分内容阅读
滴水湖地处东海之滨的临港新城,是目前国内在尚未成陆的海滩上开挖的最大人工湖,2002年6月正式开挖,2003年10月开始蓄水。滴水湖呈圆形,直径2.66公里,总面积5.56平方公里,平均水深3.7米,最深处6.2米,湖水主要源自黄浦江,流至大治河后,经引水河汇入滴水湖。作为上海地区重点建设的人工景观湖,滴水湖是临港新城水系的核心,承担着临港新城防汛排涝、置换水体功能的作用,同时对塑造城市景观生态、优化地区小气候起着不可估量的作用。本研究于2009年1月至2010年12月间,对滴水湖及其水系进行了一系列水质调查,对氮、磷营养元素及叶绿素a的时空变化规律及水体营养水平进行了分析,并进一步对叶绿素a与水质因子进行了多元回归,从而为滴水湖的环境保护和管理提供科学依据。主要研究方法与结果如下:1.根据湖泊和水库采样技术指导的相关规定,2009年在滴水湖分引水河道、河湖混合区和湖区三个区域,设置16个采样点;2010年在整个滴水湖水系分大治河、闸外引水河、闸内引水河和滴水湖四个区域,设置11个采样点进行监测分析。每两周采样一次,监测了包括透明度（SD,m）、pH值、水温（T,℃）、溶解氧（DO,mg/L）、悬浮物（ss,mg/L）、高锰酸盐指数(CODMn,mg/L)、亚硝酸盐（NO2-N,mg/L）、硝酸盐氮（NO3-N,mg/L）、氨氮（NH3-N,mg/L）、总氮（TN,mg/L）、活性磷（PO4-P,mg/L）、总磷（TP,mg/L）和叶绿素a（Chl.a,mg/m3）13个水质指标。营养化水平评价采用综合营养状态指数法。叶绿素a与水质因子的多元分析应用SPSS15.0软件。2.2009年滴水湖pH值都在天然水的正常范围（6～9）内且波动较小;河道、河湖混合区、湖区年平均水温分别为:19.9±8.2℃、19.7±8.2℃和19.6±8.1℃。各区域透明度均在0.7m以下,冬季及早春透明度相对较高,夏秋季节透明度较低,自2009年4月下旬透明度下降到0.4m以下,直至11月下旬才重新升高;悬浮物平均值分别为:30.90mg/L、29.61 mg/L和33.18 mg/L,呈现冬季及早春季节含量较低、夏秋季节较高的规律。三区域透明度与悬浮物均呈极显著负相关。滴水湖溶解氧含量较高,均达到Ⅰ类或Ⅱ类水质标准,其浓度随季节变化呈现一定的规律性,夏秋季普遍较低,春季和冬季溶解氧都较高。高锰酸盐指数总体含量较低,各区域均达到Ⅱ类或Ⅲ类水质标准。3. 2009年,三区域总氮最高值均出现在3月,超过了Ⅴ类水质标准,随后总氮浓度呈现一定的波动,范围为0.80mg/L～2.00mg/L。所有监测数据则中,总氮属Ⅳ～Ⅴ类的占60%,劣Ⅴ类占10%。无机氮占总氮的65%左右,是氮元素的主要存在形式。无机氮中硝酸盐氮比例最高,氨氮次之。三区域中引水河道和河湖混合区自净程度中等,湖区略差。总氮从河道至湖区呈下降趋势且各区域差异极显著。4.总磷浓度在2009年1月、2月和12月较低,均在0.10mg/L以下;4月～7月浓度相对稳定,维持在0.10mg/L左右;各区域均于3月中旬出现最高峰,11月中旬出现次高峰;变化范围为0.043mg/L～0.271mg/L, 65%处于Ⅵ～Ⅴ类,2%的监测数据超过Ⅴ类水范围;总磷各区域无显著性差异。5.叶绿素a含量（0.05 mg/m3～139.50 mg/m3）变化幅度较大,2009年各区域年均值均超过50mg/m3,5月份显著上升出现最高峰,达到110 mg/m3左右。叶绿素a各区域亦无显著性差异。6.研究进行的两年期间,滴水湖营养化水平以轻度富营养化为主,相比2009年,滴水湖2010年的营养化水平有所降低,富营养化现象有所好转。其中总磷和叶绿素a含量较2009年总体下降。2010年滴水湖TLI（TP）年平均值比2009年湖区下降了约25%,最大值和最小值分别下降了17%和32%;2010年TLI（Chl.a）的年平均值也比2009年下降了约10%。7.叶绿素a含量与水质因子关系复杂,不同的监测点位,对叶绿素a含量有显著影响的水质因子各不相同。总体而言,叶绿素a含量与透明度、亚硝酸盐氮呈显著负相关,与水温呈显著正相关,与氨氮仅在一号码头呈极显著正相关,与硝酸盐氮在不同站点出现正负两种显著相关,叶绿素a含量与pH、以水温为控制条件的溶解氧、高锰酸盐指数、总氮及总磷相关性不显著。根据相关性及实际情况,建立逐步回归方程时,不同站点的入选因子也各有差异,多次入选的水质因子有水温、透明度、氨氮和硝酸盐氮。8.选取2009年滴水湖湖区部分采样点,取对数进行相关性分析可知,lg(YChl.a)与lg(XTN)相关性不显著,与lg(XTP)呈极显著正相关,与lg(XTN/TP)呈显著负相关。据此建立回归方程:lg(YChl.a)=2.146+0.5301lg(XTP),lg(YChl.a)= 2.017-0.2751lg(XTN/TP),与前人研究符合性较好,较逐步回归方程在实践中更有指导意义。