巢湖塘西河河口区水环境变化特征及其模拟与评价

摘要

为揭示巢湖入河河口区水环境的时空变化特征,于2012年9月~2013年7月,在塘西河河口区设置9个采样点位定期采集水样,并对不同季节分别采集表层沉积物样。在对水体及沉积物的理化指标分析测试的基础上,解析河口区水体及沉积物中氮磷含量和形态的时空演化特征,采用统计分析技术开展指标相关性和差异性分析,并从水体富营养化评价系统多种不确定性共存或交叉存在的角度,采用延拓盲数模型评价及模拟水体富营养化状况。主要成果如下:
　　(1)河口区水体 TN、NH4+、TP平均浓度均已超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的V类标准。由TN/TP比值可知,该河口区处于氮限制性营养状态。动水区与滞水区的TN和NH4+浓度变化趋势较为相似,而NO3-和NO2-浓度时空波动性较大,且NO3-在动水区和滞水区的差异性较为明显。动水区与滞水区的TP和SRP浓度变化趋势大体相同,除2012年10月和翌年的4月和6月外,动水区的TP和SRP均低于滞水区。
　　(2)由相关性分析可知,除NO2-与 TN、TP和SRP的相关关系不明显外,其它氮、磷营养指标之间均存在显著的相关性。根据方差分析结果,动水区与滞水区在NO3-、TN、SRP、TP和EC指标上存在显著差异性。
　　(3)根据美国EPA中TN污染评价标准,河口沉积物中TN基本处于清洁等级。其中,春夏NH4+和NO3-含量较高,秋冬季节氮主要以有机氮形式存在,NH4+和NO3-含量明显减少。沉积物TP含量在55.75~1775.98 mg·kg-1之间,且冬季较高,夏季最低;Ex-P仅占TP的0.05％~7.41％,变化趋势为秋季较高、夏季较低。Fe/Al-P含量时空波动显著,变化规律为春季较高、夏季较低。沉积物中 OM变化范围为1401.50~83029.05 mg·kg-1,其变化趋势为冬季较高、夏季较低。
　　(4)由沉积物污染因子相关性分析可知,除NO3-外,OM与其他形态氮磷均存在较好的相关性,TN与除NH4+和Ex-P之外的氮、磷相关性显著,TP与NO3-、NH4+及Ex-P关系均不明显。
　　(5)基于湖库水环境系统的随机性、模糊性、灰性和未确知性等多种不确定性共存或交叉存在的特点,将延拓盲数与综合营养状态指数法综合集成,构建了湖库水体富营养化评价延拓盲数模型和等级识别模式,并将其应用于塘西河河口水体富营养化评价。结果表明:塘西河河口水体处于重富营养化状态,可信度超过0.51(即51％),且在模糊截集水平?=0.8情形下,综合营养状态指数期望值达73.13,属于重富营养化等级。

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第一章 绪 论

1.1塘西河河口区基本特征

1.2研究的目的和意义

1.3湖泊富营养化研究进展

1.4研究内容和技术路线

第二章 样品的采集与分析测试方法

2.1采样点的布设及样品的采集

2.2分析测试方法

第三章 河口水体氮磷污染特征

3.1水环境因子的数据与分布特征

3.2水体氮、磷营养空间分布特征

3.3水体氮、磷的动态变化特征

3.4水体Chl-a分布特征及回归分析

3.5水环境因子的相关性分析

3.6基于ANOVA的水环境因子差异性分析

3.7本章小结

第四章 沉积物污染特征及评价

4.1沉积物氮磷及有机质含量分布特征

4.2沉积物氮磷及有机质污染特征

4.3相关性分析

4.4沉积物污染评价

4.5本章小结

第五章 基于延拓盲数的水体富营养化模型评价

5.1延拓盲数的定义

5.2基于延拓盲数的湖库富营养化评价模型

5.3结果与分析

5.4讨论

5.5本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况