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摘 要:花神湖是南京市区城南最大湖泊,湖面呈长条形,东西向较窄,水面宽度平均达到200米左右。该湖是雨花台区主要水体之一,湖畔绿树成荫,岸边青草茵茵,是广大市民休闲娱乐的极佳选择。近年来,由于花神湖周边地区的商业开发,对花神湖水质的产生了一些不良影响,因此,花神湖的富营养化状况一直倍受大家的观注。本文通过对各种评价方法的对比分析,找到一种较为科学且能更准确地反映花神湖富营养化状况的评价方法,以期为促进花神湖的保护和治理提供科学依据。
关键词:花神湖 环境监测 状况分析 营养状态
1 湖泊富营养化评价方法介绍
湖泊富营养化评价的方法有很多,如特征法、参数法、营养状态指数法、评分法、生物指标评价法、遥感技术、模糊评价法等[1-11]。目前,我国湖泊富营养化评价的基本方法有营养状态指数法、营养度指数法和评分法。
1.1营养状态指数法
营养状态指数是综合湖泊多项富营养化代表性指标,而对湖泊营养状态进行连续分级方法。目前常用的营养状态指数法有卡尔森营养状态指数(TSI)、修正的卡尔森指数(TSIM)。
1.1.1卡尔森营养状态指数
卡尔森营养状态指数[10]是以湖水透明度为基准参数,分为0~100的连续数值。通过研究其他参数对基准参数的相关性,推导出由其他参数计算TSI指数的公式:
式中:TSI为卡尔森营养状态指数;SD为湖水透明度值(m)。
卡尔森指数能够较详细地描述湖泊营养状态的变化,而且还可以通过各参数与TSI指数的换算,对各参数值的可靠性进行相互验证,进一步提高湖泊水质监测与评价的质量。但卡尔森指数以透明度为基准的TSI指数,忽视了浮游植物以外的其它因子对透明度的影响。实际上,湖水颜色、溶解物质和其他悬浮物质等都会对透明度有影响,因而,卡尔森指数的应用范围受到了一定限制。
1.1.2修正的卡尔森指数
为了弥补上述不足,日本的相崎守弘等人,将卡尔森以透明度为基准的TSI,改成以叶绿素a(Chla)浓度为基准的营养状态指数,称为修正的营养状态指数(TSIM)。同卡尔森指数一样,采用0~100的连续数值来描述湖泊的营养状态,其基本公式:
修正的卡尔森指数不仅可以避免单一指标的片面性,还可以对水体水质参数的监测结果作检验[11]。但是在运用该方法对水体富营养化进行评价时,可能会忽视了总氮的影响。
1.2营养度指数法(AHP-PCA法)
营养度指数法是在分析国内外现有评价模式的基础上,进行反复地理论探索和实践验证,将层次分析法(AHP)和主成分分析法(PCA)相结合形成的一种综合评价模式。
综合营养度的计算公式:
式中,TLIc为湖泊营养状态的综合营养度;TLIj为第j个因子的分营养度;Wj为第j个因子的“综合权”。Cjx为第j个因子的监测值;Cjmin和Cjmax分别是第j个因子相应于营养度为0和100时的浓度值。
1.3 评分法
评分法是利用湖泊藻类生长旺季的叶绿素a(湖水中藻类生长高峰值前后三个月的平均值与相应期间TP、TN、CODMn、SD的相关关系,确定评分值,从而判断湖泊营养程度。
评分模式:
式中:M为湖泊营养状态评分指数值;Mi为i个评价参数的评分值;n为评价参数的个数。
评分法克服了因评价参数不同而得出的评价结果会产生差异的缺点,且计算方法简便,因此,本文采用评分法对花神湖的富营养化状况进行评价。
2. 花神湖富营养化评价
2.1湖泊富营养化评分和分级标准
我们采用中国环境监测总站制定的《湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定》中推荐的综合营养状态指数法来评价花神湖的富营养化。富营养化分极标准[12]见表1。
2.2花神湖富营养化评价
根据评价指标和它们相应的评分标准所求得的评分值,按公式(4)求得花神湖的富营养化评分值,按照评价标准中的分级标准,求得花神湖所处的营养状态,以2013年花神湖监测数据为例,评价结果见表2。
2.3 评价结果分析
花神湖的富营养评价结论为中营养,该结论符合花神湖水质现状。但值得注意的是,其评分为49.2,非常接近中富营养的限值。因此,花神湖富营养防治工作迫在眉睫。
3 花神湖富营养化的防治对策
花神湖富营养化会导致藻类大量繁殖,加剧水质的恶化,因此,应该加强预防与治理。针对花神湖的水质及其周边环境的实际状况,建议采取以下措施对花神湖加以保护:
3.1 ,采取截污措施,严格控制外来污水的进入。鉴于周边小区部分居民将洗衣废水排入阳台雨水管道,建议将周边小区雨水管道改道,使其与城东污水处理厂管网连接,不再将居民阳台排水排入花神湖。
3.2 及时清理打捞湖中的枯枝烂叶及水草,不让其腐烂在湖中。这样,既可减少湖中氮、磷含量,也可以促进水生生物的生长,提高水体自净能力。
3.3在枯水季节,对花神湖进行适当的人工补水,以增强水体的自净能力,净化水质。
3.4`加强宣传和管理,倡议附近居民不再在花神湖进行洗衣、洗车、游泳等污染花神湖的行为。周边绿地养护时使用无磷肥,避免因绿化养护而增加花神湖的负担。
参考文献
[1]郭宗楼.径向基函数网络在湖泊富营养化程度評价中的应用[J].水利学报,1997,10:72-82
[2]张运林,陈伟民.天目湖2001~2002年环境调查及富营养化评价[J].长江流域资源与环境,2005,1:99-103
[3] 罗先香,杨建强.径向基函数网络在水环境质量评价分区中的应用[J].环境工程,2000,12:50-52
[4] 江涛等.广东省水库富营养化评价[J].湖泊科学,2005,17(4):378-382
[5] 张智,刘亚丽.重庆双龙湖水体富营养化综合评价[J].中国给水排水,2006,4:106-108
[6] 段焕丰,俞国平.湖泊富营养化评价方法的探讨[J].苏州科技学院学报(工程技术版),2005,2:53-57
[7] 谢平,李德等.基于贝叶斯公式的湖泊富营养化随机评价方法及其验证[J].长江流域资源与环境,2005,2:224-228
关键词:花神湖 环境监测 状况分析 营养状态
1 湖泊富营养化评价方法介绍
湖泊富营养化评价的方法有很多,如特征法、参数法、营养状态指数法、评分法、生物指标评价法、遥感技术、模糊评价法等[1-11]。目前,我国湖泊富营养化评价的基本方法有营养状态指数法、营养度指数法和评分法。
1.1营养状态指数法
营养状态指数是综合湖泊多项富营养化代表性指标,而对湖泊营养状态进行连续分级方法。目前常用的营养状态指数法有卡尔森营养状态指数(TSI)、修正的卡尔森指数(TSIM)。
1.1.1卡尔森营养状态指数
卡尔森营养状态指数[10]是以湖水透明度为基准参数,分为0~100的连续数值。通过研究其他参数对基准参数的相关性,推导出由其他参数计算TSI指数的公式:
式中:TSI为卡尔森营养状态指数;SD为湖水透明度值(m)。
卡尔森指数能够较详细地描述湖泊营养状态的变化,而且还可以通过各参数与TSI指数的换算,对各参数值的可靠性进行相互验证,进一步提高湖泊水质监测与评价的质量。但卡尔森指数以透明度为基准的TSI指数,忽视了浮游植物以外的其它因子对透明度的影响。实际上,湖水颜色、溶解物质和其他悬浮物质等都会对透明度有影响,因而,卡尔森指数的应用范围受到了一定限制。
1.1.2修正的卡尔森指数
为了弥补上述不足,日本的相崎守弘等人,将卡尔森以透明度为基准的TSI,改成以叶绿素a(Chla)浓度为基准的营养状态指数,称为修正的营养状态指数(TSIM)。同卡尔森指数一样,采用0~100的连续数值来描述湖泊的营养状态,其基本公式:
修正的卡尔森指数不仅可以避免单一指标的片面性,还可以对水体水质参数的监测结果作检验[11]。但是在运用该方法对水体富营养化进行评价时,可能会忽视了总氮的影响。
1.2营养度指数法(AHP-PCA法)
营养度指数法是在分析国内外现有评价模式的基础上,进行反复地理论探索和实践验证,将层次分析法(AHP)和主成分分析法(PCA)相结合形成的一种综合评价模式。
综合营养度的计算公式:
式中,TLIc为湖泊营养状态的综合营养度;TLIj为第j个因子的分营养度;Wj为第j个因子的“综合权”。Cjx为第j个因子的监测值;Cjmin和Cjmax分别是第j个因子相应于营养度为0和100时的浓度值。
1.3 评分法
评分法是利用湖泊藻类生长旺季的叶绿素a(湖水中藻类生长高峰值前后三个月的平均值与相应期间TP、TN、CODMn、SD的相关关系,确定评分值,从而判断湖泊营养程度。
评分模式:
式中:M为湖泊营养状态评分指数值;Mi为i个评价参数的评分值;n为评价参数的个数。
评分法克服了因评价参数不同而得出的评价结果会产生差异的缺点,且计算方法简便,因此,本文采用评分法对花神湖的富营养化状况进行评价。
2. 花神湖富营养化评价
2.1湖泊富营养化评分和分级标准
我们采用中国环境监测总站制定的《湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定》中推荐的综合营养状态指数法来评价花神湖的富营养化。富营养化分极标准[12]见表1。
2.2花神湖富营养化评价
根据评价指标和它们相应的评分标准所求得的评分值,按公式(4)求得花神湖的富营养化评分值,按照评价标准中的分级标准,求得花神湖所处的营养状态,以2013年花神湖监测数据为例,评价结果见表2。
2.3 评价结果分析
花神湖的富营养评价结论为中营养,该结论符合花神湖水质现状。但值得注意的是,其评分为49.2,非常接近中富营养的限值。因此,花神湖富营养防治工作迫在眉睫。
3 花神湖富营养化的防治对策
花神湖富营养化会导致藻类大量繁殖,加剧水质的恶化,因此,应该加强预防与治理。针对花神湖的水质及其周边环境的实际状况,建议采取以下措施对花神湖加以保护:
3.1 ,采取截污措施,严格控制外来污水的进入。鉴于周边小区部分居民将洗衣废水排入阳台雨水管道,建议将周边小区雨水管道改道,使其与城东污水处理厂管网连接,不再将居民阳台排水排入花神湖。
3.2 及时清理打捞湖中的枯枝烂叶及水草,不让其腐烂在湖中。这样,既可减少湖中氮、磷含量,也可以促进水生生物的生长,提高水体自净能力。
3.3在枯水季节,对花神湖进行适当的人工补水,以增强水体的自净能力,净化水质。
3.4`加强宣传和管理,倡议附近居民不再在花神湖进行洗衣、洗车、游泳等污染花神湖的行为。周边绿地养护时使用无磷肥,避免因绿化养护而增加花神湖的负担。
参考文献
[1]郭宗楼.径向基函数网络在湖泊富营养化程度評价中的应用[J].水利学报,1997,10:72-82
[2]张运林,陈伟民.天目湖2001~2002年环境调查及富营养化评价[J].长江流域资源与环境,2005,1:99-103
[3] 罗先香,杨建强.径向基函数网络在水环境质量评价分区中的应用[J].环境工程,2000,12:50-52
[4] 江涛等.广东省水库富营养化评价[J].湖泊科学,2005,17(4):378-382
[5] 张智,刘亚丽.重庆双龙湖水体富营养化综合评价[J].中国给水排水,2006,4:106-108
[6] 段焕丰,俞国平.湖泊富营养化评价方法的探讨[J].苏州科技学院学报(工程技术版),2005,2:53-57
[7] 谢平,李德等.基于贝叶斯公式的湖泊富营养化随机评价方法及其验证[J].长江流域资源与环境,2005,2:224-228