城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水
库为例
姓名:周凯慧申请学位级别:硕士专业:水土保持与荒漠化防治指导教师:刘霞;张光灿
20050610
关于学位论文原创性和使用授权的声明本人所呈交的学位论文,是在导师指导下,进行科学研究所取得的成果。对在论文研究期间给予指导、帮助和做出重要贡献的个人或集体,均在文中明确说明。本声明的法律责任由本人承担。本人完全了解山东农业大学有关保留和使用学位论文的规定,同意学校保留和按要求向国家有关部门或机构送交论文纸质本和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权山东农业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。保密论文在解密后应遵守此规定。导师签名:唤日论文作者签名:压迸期:丝匹!五也山东农业大学硕士学位论文城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例中文摘要山东省是北方严重缺水省份之一,人均水资源量350m3,只占全国人均水资源量的1/6,世界入均水资源量的1/24,属于水资源极度贫乏与危险地区。随着地下水资源的日益衰减,城市供水系统中对地表水资源的集结地——水库水的依赖性越来越强,水库角色也发生了根本性的变化,由过去的防洪减灾与农田灌溉职能转变为现在的城市水源的主要供给者。因此,水库中水量大小及水质的好坏直接决定了城市发展的生命力。目前水库利用中大都面临水少、水脏、水浑等水环境问题,所谓水少是指水库中可供利用的水资源量逐渐减少;水脏是指点源污染与非点源污染的加重,在水库集水区内,又以非点源污染为主;水浑主要是指泥沙问题。这些问题的存在直接导致了可利用水资源量的进一步减少,造成了城市工业生产和居民生活用水日益短缺,严重影响了日常的生产与生活质量,也直接关系到公众的生命财产与环境安全。针对以上问题,本文以泰安市地面集中式生活饮用水源地——黄前水库为研究对象,结合山东省优秀中青年科学家科研奖励基金“水库集水区水源保护林对水环境机制研究”,通过综合调查与实验研究,从多层次、多角度较为深入地分析了黄前水库这个供水载体流域的污染源状况,入库主要支流和水库库区的水质状况,水库富营养化状况和水环境容量状况,并提出了相应的解决措施,为有针对性地保护饮用水源,进一步改善水质,优化水源管理提供科学依据。主要研究内容有:0在摸清流域基本情况、水库运行状况的基础上,对流域内污染源的种类、分布及排放状况进行了详细的实地调查与评价;・以入库主要支流及水库库区水体为研究对象,对支流与库内水质进行了同期与连续的监测与评价;・在对水库水质监测评价的基础上,分析评价了水库富营养化状况;城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例・在摸清污染源排放现状与主要污染物及水质监测评价的基础上,在一定水体功能和水质控制标准要求下,研究了水库水体的水环境容量。主要结果如下:(1)在水库集水区内,非点源污染与点源污染同时并存,而且,与点源污染相比,非点源污染危害规模更大,防治更加困难。非点源污染主要包括:生活污染源(生活污水,人粪尿和大量洗衣粉使用带来的污染);农用化学品污染源(氮肥、磷肥、钾肥、复合肥等化肥,杀虫剂、杀菌剂、除草剂等一般农药及氧化乐果、3911、甲基异柳磷等高剧毒农药,农用薄膜);畜禽粪尿污染源(牛、马、驴、家禽、羊、生猪所排的尿,粪和畜禽舍冲洗的废水):主要污染因子为COD、TN、TP。点源污染对水库水质的影响也不容忽视,主要类型有:织丝厂:纸箱厂;石英砂石材厂;食品;建筑公司;农具厂;地板厂。泰安织丝厂和下港石英砂厂是对流域水环境造成污染最严重的两大点源,年排废水量分别为40.0万t和15.0万t,主要污染因子为COD和SS。(2)入库西支流水质整体比东支水质差,但西支入口处水质比东支入口处好。东支水质上游至下游逐步恶化,而西支上游比最下游宋家庄桥处差。两支流影响水质的主要因子有N03-N、TP、FC和VP,超标因子为N03.N,超标断面为东支下游下港和西支麻塔监测断面;库区水质以污染指标和微生物指标污染并重。连续31个月坝前和库中两监测点的水质综合评价,均为m类以上,绝大多数为超v类。两监测点每年的水质综合评价,也均为超V类。汛期污染较非汛期严重。坝前水质污染较库中严重。主要超标污染因子有:CODu。、COD、TP、TN和FC,其中TN超标较严重。年内,CODM。、COD呈多峰值变化,虽变化幅度不大,但是相对汛期值高于非汛期;TP和FC峰值现象较明显,高峰期集中在汛期,TN基本也是在汛期含量比非汛期高;年际,CODMn、TN、FC呈v型变化;COD星倒v型变化;TP呈现持续上升趋势。(3)黄前水库营养化程度较高,坝前和库中营养分值均为75,属重富营养状况,全库营养分值为90,属极富营养化状况。2003年为富营养化最严重年份。每年库中富营养化状态基本都比坝前严重。P为水库富营2山东农业大学硕士学位论文养化潜在的性营养盐。水库具有内源富营养化及污染型富营养化协同作用的特征,且面临着富营养化年加速发展的威胁,尤其是大量污染源直接或间接排入水库,使水库水体营养化加快进程越来越严重,爆发富营养化灾害的危害性越来越高。(4)水库水体大部分因子的环境容量状况较好,只有CODM。、COD、TP、TN和FC有纳污量超过其环境容量的现象,其中,TN纳污量超过其环境容量的频率最高,需削减量也较高。年际:整体上CODM。剩余环境容量状况比TP好,即CODM。还有一定的剩余环境容量,但其剩余环境容量却呈年减少趋势;TP已没有剩余环境容量,但水库所纳的TP量有减少的趋势。年内:TN和TP年均值显示已没有剩余容量,CODMn、COD和FC年均值显示还有剩余环境容量:CODM。、COD、TP、FC这4项每年需削减的月份基本都在汛期,TN则是年内每个月都需削减。关键词:饮用水源地;水库;污染源;水质评价;富营养化;水环境容量城市饮用水源地水质分析与现状评价研究一以泰安市黄前水库为倒AnalysisandactuallyappraisingOildrinkingwaterqualityofcity———theexampleofHuangqianReservoirforTaianAbstractShandongispercapitawateroneoftheprovhacesseriouslyshortofwaterintheNorth.It’sresourceamountis350cubicmeter,whichismerelyaccountresourcefor1/6ofNationalpercapitawaterquantityinChinaand1/24percapitawaterresourceamountintheworld.Itistheextremelypooranddangerousareaofwaterresource.Withonthedecayofthegroundwaterresourcesdaybyday,concentratingwatersupplywaterresourceintheearth'ssurfaceintheurbansystem——thesourcedependenceofwaterofthereservoirisstrongerandstronger.Reservoirs’rolechangesfundamentallytoo,thatis,tobethemainurbanwatersupplierpresentlyinsteadoffieldirrigationfunctionandreducenaturaldisasterstopreventfloodiIlpast.Therefore,thestateofwaterqualityandwaterquantityinthereservoirhasdeterminedthevitalityofcitydevelopmentdirectly.Atpresent,Reservoirfaceswaterlittle,waterdirty,watermuddymostlyinutilizing.Waterlittlemeansthefewwaterresourceamountsuitableforutilizingreducesgraduallyintheaggravationofpointreservoir;Waterdirtymeansthesourcepollutionandnonpointsourcepollutioninreservoirdistrict,inwhichnonpointsourcepollutionisthereferstothewhollysiltquestion.core.WatermuddymainlyThequestionsabovedhavedirectlycausedthefurtherreductionofusablewaterresourcequantity,conducedthewatershortageoftheindustrialproductionofthecityandthelivingofpeopledaybyday,influencedthequalityofdailyproductionandqualityseriouslypropertiesandconcemedlivesandandenvironmentalsecurityofpeopledirectlytoo.Withtheproblemsaboved,thistextstudythecentralizedtypeareaofdrinkingwatersourceofgroundofcombinesHuangqianReservoirinTai’all,whichShandongoutstandingyoungandmiddle-agedscientistscientific4山东农业大学硕士学位论文researchbonuspool“Thestudytowaterenvironmentalregulationandcontrolmechanisminreservoircollectprotectiveforests".Throughinvestigateandexperimentstudycomprehensively,thispaperstudiedthewaterqualityofthereservoirfrommulti—level,manyanglecomparatively,putforwardthecorrespondingsettlementmeasures,inordertoprotectthedrinkingwatersourcepointedly,improvewaterqualityfurther,optimizewatermanagementandofferscientifiebasis.Themainresearchcontentsareasfollows:●OnthebasesoffindingoutthebasicsituationinthebasinconditionsofthereservoiLtheauthorhavecarriedinvestigationandtheoperationondetailedfieldinthebasinandappraisalofthekindofthepollutionsourcesandtheirdistributedanddischargestate.●Takethemainbranchsofthereserviorandthewaterwithinasresearchobjects,thebranchspapermonitoredandappraisedthewaterquailtyofthemainofthereserviorandtheinnerwaterqualityinthesametermandcontinuously.●Onthebasisesofwatermonitoringandappraisingofthereservior.analysedandassessedthereservior’seutrophication.●Onthefoundationoffindingouttheactualityofpollutionpointandmaincontaminationslettingandwatermonitoringwiththereservoirwaterfunctionandwaterpaperstudiedthereservoir’Swaterandappraising,combinedqualitycortrol,thestandardenvironmentalcapacity.Mainstudyresultsasfollows:SOUrCe(1)InthecatchmentsectionofHuangqianreservoir'nonpointpollutionexistswithpointpointsourcesourcepollutionatthesametime.Comparedwithsourcepollution,thedisservescaleofnonpointcurepollutionisbigger,sourceandit’Spreventionandpollutionsareismoredifficuity.Thekindofthenonpointlivingpollutionresource,farmingchemistrypollutionresource,domesticanimalfecesandurinepollutionresource,strawandstalkpollution5城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例resource,touringpollutionresource,innerreservoirpollutionresourceandtheirmainpollutionfactorslettingareCOD,TN,TP,ofwhichthebiggestutterlyquantityandutterlyquantityintoreserveiorisCOD.TNisinthesecond,TPistheleast.ThetiptopoftotalTP,TNiSinthesecond,CODistheleast.quantityrankmarkandlettingrateisTheinfluenceofpointsourcepollutionalsoshouldnotbelookeddownon,whichtypesaretwinesilkfactory,papertrunkfactories,quartzfactories,foodstufffactory,buildcompanies,deadstockfactory,floorboardfactory.TheTaiantwinesilkfactoryandquartzfactoryinXiagangarethetwoseriouslythousandtonpointSOurCepollutions,whoeachexcludedwastewater40.0tenand15.0tenthousandtonandtheirpollutionfactorsareCODandSS.east(2)Thewaterqualityofwestbranchisworsethanwaterqualityofwestbranchbranch.Butthebranchentranceisbetterthanthatofeastentrance.Fromuprivertobackwardpositionoftheeastbranchthewaterquaiityisdeterioratestepbystep,whiletothewestbranchthewaterqualityupriverisworsethanthelowerbackwardposition.MainfluencefactorsareN03-N'TP,FCandVP,inwhichN03-NisexceedthestandardinXiagangofeastbranchandMataofwestbranch.Thewaterqualityinthereserveiorispollutedwithcontaminationandofstore-roomanddam-formerupthemicroorganism.Thewaterqualityassessmenta11upthestandardof1II,mostofwhicharepoint’SarestandardareofVandthetwowaterqualitycomprehensiveassessmentupthestandardofV.Thewaterqualityinfloodseasonisworsethanthatinnon-floodsea,on,andthewaterqualityofstore・roomisbetterthanthatofdam・former.MainfactorsexceedthestandardareandCoDMn,COD,TP,TNandFC,inwhichTNisthemainfactor.CODMnonCODhavemanypeakineveryyearandeachpeakrangeisthesmallsidewhileTPareandallFChaveevidencepeak.TheinterarmualvariationsofCODM.,TN,FCrepresentofVtrend,CODpresentinverseofVtrendandTPshowitselfofascendingtrendpersistly.(3)TheeutrophicationofHuangqianreservoirisrelativelymgh.The6山东农业大学硕士学位论文eutrophicationtoscoresofstore-roomanddam—formerareall75,whichbelongscoreHypereutropher.ThewholeHuangqianreservoir’seutrophicationis90whichbelongstoterribleeutrophication.Thereservoir’Seutrophicationisveryseverityin2003.Ineachyeartheeutrophicationofstore—roomisworsethanthatofdam—former.TPisthelimitedeutrophicationfactor.Thereservoirisgottheeffectofendogendsiscooperatingwithpollutioneutrophicationandfacedonthetrendofeutrophicationintimidateiondevelopmentacceleratlyaespeciallyextrudewithorlotofpollutionenteringintothereserveiordirectlycourseseparately,whichcausedthereserveior’Seutrophicationexpeditemoreandmoreseverityanditburstouttheendangerofeutrophicationealamityveryeasy.(4)MostfactorsofthereserveiorhavebigwaterenvironmentalcapacitiesandmerelyCODMn,COD,TP,TNandFCwhosereceivingpollutioncapacitiesexceedtheirwaterenvironmentalcapacitieswhichtheTN’Sfrequentcyishighestandamongcutandit’squantityshouldbemostly.TheremainedwaterenvironmentalcapacityofCODMnrepresentsthedecreasingtrendenceandTPiswithoutremainedwaterenvironmentalcapacityininterannual.ToTNandTP,theirannualcontentpresentthattheyarewithoutremainedwaterandFC,theyhaveSOftieCODMn,COD,TPenvironmentalcapacity,whiletoCOD,CODMnwaterenvironmentalcapacity.Ineveryyears,becutmainlyinfloodandFC,whosequantityshouldseason,whiletoTN,it’Squantityshouldbecutineverymonth.Keywords:drinkingwaterresource;reservoir;pollutionresources;waterqualityanalysis;eutrophication;waterenvironmentalcapacity.7城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为倒符号说明注由于参考了大量文献,挥发酚都没有缩写符号,本文就缩写为VP8山东农业大学硕士学位论文1引言1.1研究目的、意义民以食为天,食以水为先。水是生命之源,没有水就没有生命。对人类来说,水是一种片刻也不能离开、不可缺少的重要物质,人类视水为生命的源泉、经济的命脉、宝贵的财富f1】,饮水是人类生活的第一需求。水资源又是一种有限的不可替代的自然资源,而不像有些人认为的天上降水,地下储水,水取之不尽,用之不竭。因为虽然地球上的总储水量极其丰富,约为13-86亿km3,但淡水仅占2.53%,就是在这仅有的2.53%中,68.70%分布在两极冰冠、冰川、冰河和永久积雪中,30.36%的富集于深层【2】。加上由于现有经济、技术能力等开发困难的,到目前为止,海水、深层地下水、冰雪固态淡水等还很少被直接利用,比较容易开发利用的、与人类生活生产关系最为密切的湖泊、河流和浅层地下淡水资源,只占淡水总储量的0.34%,还不到全球总储水量的1%oL”。而实际上,人类可利用的淡水量远低于此理论值,这极少量可供使用的有限淡水就是通常所说的人类生存的水资源,可见地球上的淡水资源并不丰富【4]。我国水资源量为2.8万亿m3/年,居世界第6位【5】。以人均而论,我国是世界上的“缺水大国”,占有量2250m3/匀z,仅为世界平均值的1“,排世界第121位,被联合国列为13个贫水国之一。我国人均水资源量在国际组织认为的人均占有水资源只有2000m3就到了严重缺水边缘的,有15个省市区;在国际组织认为的人均占有水资源只有lOOOm3,仅能满足起码的生活要求的,有10个省市区,其中9个省市区在500m3以下。且我国水资源时空分布极不均匀,南多北少,东多西少,夏秋多,冬春少16’”。水资源除水资源数量这个因子外,还有水资源质量这一重要基础因子,即水资源是量和质的高度统一。在一个特定的区域内,可用水资源的多少不单单取决于水资源的量,而且还取决于水资源的质,质的好坏直接关系到水资源功能,决定蓿水资源用途。因此,水资源环境质量状况是影响人类生存、社会进步和经济发展的生命线。是实现可持续发展的重要物质基础。然而,随着当今经济的快速发展、城市化进程的加快、人口的增长悼J、人民生活水平的提高,世界各地用水量猛增,对水的需求也日益增长。联9城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例合国的一项环境调查表明,2010年可能会发生一场世界性的饮水危机,到2025年,全世界严重缺水的人口将激增到25亿,加之全球经济的发展,水污染将越来越严重。世界性水危机已迫在眉睫[gjo]。我国到2025年,估计人口总量将达到16亿,人均占有水资源量将降到1760m3,落入2000~1700m3/A的中度缺水下限。且我国目前只有20%的排放废水得到处理,约80%的废水未经任何处理而直接扫b-x.环境【1”,加上人们节水意识比较薄弱、水价长期偏低,用水浪费非常普遍等,致使人们过去一直享用的地下水水资源量短缺和质污染问题严重突“”'l引。随着地下水资源量与质的日益衰减,城市供水系统中对地表水源集结地——水库水的依赖性越来越强,部分水库角色也由此发生了根本性变化,由过去的防洪减灾与农田灌溉职能转变为现在的城市饮用水源主要供给者[14,15]。资料显示,20世纪末全球共有6万多个水库,总库容6.5×1010m3,总地表水面积4×105kin2f”】。截至2004年,我国己建成各类水库8.5万座,为亚洲水库数量第一位Il”,水库总库容约6000亿m3,城市供水约299Zm3。一般认为以水库水作为饮用水源较为理想的,尤其是地处山区、无工业污染的大中型水库。然而常被疏忽的问题是:首先,绝大多数水库在罩期建库时,主要考虑防洪、发电、灌溉等,对一些非工业性如生活、农事活动和旅游等造成的污染,均未普遍引起重视【懈】;其次,人类社会的进步、经济的发展、城市规模的扩大、人口的增长和相对集中及人们物质文明水平的提高等,人类与水库水源的相互作用交得愈来愈明显的同对,人类通过它的生产和消费相应地也产生了越来越多的污染废水,加上由于环境保护与经济不能协调发展,大量未经处理和未充分处理的废污水直接排入河湖之中,从而为水库水体受到污染程度的加剧埋下了伏笔,众多水库富营养化、淤积和萎缩、水质恶化等问题时常发生,这己为国内外许多水库所证实[1900】;再次,近年来,我国水利部门针对我国水库大多位于山区河谷地带,这些地方有山有水,环境清幽,是人们回归自然,休闲娱乐好去处的特点,利用一些大中型水库作为新开辟的旅游地,增加了收入,提高了社会知名度,但也带来了一些问题。不少地方在开展水利旅游时,忽视了水质保护。如以燃油为动力的游艇,其废气和漏油将增加水中的油类污染物;开展垂钓活动,要放养鱼类,就要投放饵料,而投放不当,极易引起10山东农业大学硕士学位论文水体富营养化;游人的饮食消费活动以及随意丢弃的垃圾也对水质构成较大威胁。加上水库由于建成后,水位升高,水面增大,流速减小,水环境改变,水体处于相对静止状态,水体纳污能力和自净能力减弱等这些自身的一些特点,水质就很易遭到污染【3”。2003年度我国湖泊、水库水环境质量状况的总体评价为:普遍受到有机型污染,TN、TP超标,富营养化现象严重,水质恶化。监测的28个重点湖库中,满足Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、V类和劣V类水质的湖库各占3.6%、21.4%、25,0%、14.3%和35.7%[32]o山东省是我国北方严重缺水省份之一,人均水资源量350m3,只占全国人均水资源量的1/6,世界人均水资源量的1/24,属水资源极度贫乏与危险地区;泰安市水资源十分短缺,供需矛盾突出。一方面,随着泰城及流域经济的迅速发展,水资源开发利用量不断增大,废污水排放量也与日俱增,使原本有限的水库水资源受到严重污染,水质不断恶化,水体功能逐渐降低或丧失,水生态环境遭受严重破坏。另一方面,随着人们生活水平的不断提高,人们对用水水质要求越来越高,由满足用上水到要求用上好水。水质型缺水和水污染日益严重所构成的水危机,己成为城市和流域社会经济可持续发展的重要制约因素,甚至严重影响人民群众的生产和生活。因此,本文以泰安市主要饮用水源地——黄前水库为对象。通过对水库及支流水质监测、分析与评价,研究其水质变化规律,为有针对性地保护饮用水源,进一步改善水质,优化水源管理提供科学依据。l,2国内外研究进展水质分析与评价研究内容涉及多方面,一般体现在:主要污染源调查是基础,水质监测与评价是核心,水环境容量研究是最终目的。因此,如何正确认识水环境现状,如何科学的迸行水质现状分析与评价是一个值得研究的课题。}1.2.1污染源研究进展人们通过生活和生产活动创造物质和精神文明的同时,给自然环境也造成了污染和破坏。对水环境污染而言,污染物进入水体的量超过了水体的自净能力。破坏了水体原有的功能,对人体和环境产生不利影响就形成了水污染。水环境污染的污染源可分为点源和非点源两种。城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——咀泰安市黄前水库为例1.2.1.1点源污染点源污染主要指工业生产过程中与部分城市生活中产生的污染物,包括城市集中生活污水排放口、大型工业废水排放口、大型固体废弃物堆放点、次级河流等。因此,这种污染形式具有排污点位集中、排污途径明确等特征。由于国内外基本都是先发展工业,再加上点源污染的这种特性,于是二战以后,对点源污染问题的研究得到了有效的重视,在一些工业国家取得了很好的治理效果。我国在工业污染源方面也基本达成了共识,就是企业再好造成污染也难保,企业再难环境投入不能难。1.2.1.2非点源污染非点源污染一般理解为一种分散的污染源造成的水体污染,即降雨动能的冲击作用及地表径流冲刷而产生的土壤颗粒、土壤有机物、化肥、农药、有机肥料等随地表径流流入受纳水体(如河流、湖泊、水库等)、引起水质污染的~种污染类型。非点源污染由于没有固定的污染源,往往具有潜在性、复杂性、隐蔽性,发生区域的随机性、排放途径及排放污染物的不确定性及污染负荷空问分布的差异性等特点,因而不易得到有效控制【33,341。国外非点源污染研究起步于60年代,首先美、英、日等一些发达国家率先开展:70年代,非点源污染研究在世界各地逐渐受到重视,尤以美国研究历史较长,主要是在非点源污染特征、影响因素、单场暴雨和长期平均污染负荷输出方面的研究;80年代,非点源污染的基础研究,如地域范围广、类型多样、因素分析和污染物迁移机理等更加深入;90年代,微生物的迁移成为非点源污染物迁移、转化研究的新增长点。我国的非点源污染研究始予80年代的湖泊富营养化调查,真正意义上的非点源污染研究开始于对北京城市径流污染的研究,之后相继在上海、杭州、苏州、长沙、南京、成都等城市开展了城市非点源污染研究:与此同时,农村非点源污染研究先后在于桥水库、滇池、太湖、巢潮、晋江流域等地方开展了工作。研究方法基本采用以剖析土地利用方式与污染负荷之间的内在联系为出发点,城市非点源污染研究一般将城市区域划分为工业区、居民区、商业区、交通繁华区等几种主要土地利用类型;农村山东农业大学硕士学位论文非点源污染研究采用实地调查或径流试验场法,监测降雨径流的水质、水量,确定污染物单位负荷量,从而估算非点源污染发生负荷量[3s,35]。近年来非点源污染研究在探索了非点源污染物在地表、地下水中的程度和影响,开发了一些模型的基础上,趋向于控制方法与管理的研究,基本内容有海岸流域管理、农田管理、畜禽废物管理、化肥农药管理等,涉及环境经济、农业经济、水文学、环境化学、土壤学、农学、林学、生物学等多学科,非点源污染研究日益正受到人们重视,成为国际化环境问题研究的活跃领域。1.2.2水质评价研究进展水质评价是研究人类水环境质量的变化规律,评价人类水环境质量的水平,并对水环境要素或区域水环境性质的优劣进行定量描述的科学,也是研究改善和提高人类水环境质量的方法和途径的科学【37】。水质评价按评价的时间划分,有回顾评价p81、现状评价㈤和影响评价[39]。其中,水质现状评价是根据近几年水环境监测资料对一个地区的水环境质量现状进行评价。通过水质现状评价可以了解过去人类活动对一个地区水环境质量各要素的影响后果,从而可以迸一步追索造成污染的原因,便于制定和采取综合措施,在治理污染的同时,积极的进行污染预防,是水环境影响评价的基础。1.2_2.1水质评价研究简史20世纪初,世界上一些河流水质日趋恶化,用水安全得不到保证,水质问题越来越受到人们的重视,水质评价工作也随着发展起来。1902~1909年,德国柯克维兹和莫松等提出了生物学的水质评价分类方法;1909~1911年,英国根据河流水质情况,提出以化学指标对河流进行污染分类。1965年,R.K.Horton提出了水质评价的质量指数法(QI),标志着水质现状评价工作的开始。随后R.M.Brown等于1970年提出了水质现状评价的质量指数法(WQI),N.L.Nemerow在其《河流污染的科学分析》一书中提出内梅罗指数法。1977年,s.L.Ross根据BOD、NH3一N、SS及DO四项指标,对英国克鲁德河流域主、支流水质进行了评价。后来,前东欧和苏联的多数学者在评价时既考虑物理和化学指标,还考虑生物指城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例标,使水质评价更加全面、科学【40】。中国始于20世纪50年代,在全国主要河流、湖泊(水库)上进行水质评价工作。1960年提出了中国河流水化学特征报告及有关图表。1972年,包含了水质评价内容的《北京西郊环境质量评价研究》树立了我国水质评价研究上的第一个里程碑。随后,开展了官厅水库、松花江、图们江、自洋淀、湘江、杭州西湖、武昌东湖、昆明滇池、太湖、东海海域及南海海域等水环境的专题质量评价工作。目前,水质评价工作得到了蓬勃发展,已成为几乎所有综合环境质量评价中不可残缺的重要内容。i.2.2.2我国水质评价的主要方法我国水质评价方法的发展概括起来就是,1974年提出综合污染指数,1975年提出水质质量指数;1977年以来,不断完善了水体质量评价指数系统。近年来,随着大量数学方法应用在水质评价中【4”,水质评价已成为我国环境质量评价中一个发展最快、进步最大的分支,方法很多,有二、三十种水质评价方法在国内外被广泛采用【42】。其中应用较多的包括:(1)单因子评价法指用水体中感观性、毒物和生物学等单因子的监测结果对照各自评价标准,确定各项目的水质类别,在所有项目水质类别中选取水质最差类别作为水体水质类别,是现行国家水质标准中确定的悲观评价原则【4鲫。(2)污染指数法污染指数评价法是用水体各监测项目的监测结果与其评价标准之比作为该项目的污染分指数,再通过各种数学手段将各项目的分指数综合运算得出一个综合指数,以此代表水体的污染程度,作为水质评定尺度。指数法综合评价是对整体水体质量的定量描述,只要项目、标准、监测结果可靠,综合评价从总体上看是可以基本反映污染的性质和程度的。而且对于全国流域尺度而言,指数化综合评价法计算简便,便于进行水系之间或同一水系时间上的基本污染状况和变化的比较。中国环境监测总站在进行水质评价时采取这种方法【42】。对分指数的处理不同,使水质评价污染指数法存在着不同的形式,包括[44。49】叠加型指数法、均值型指数法、w型水质评价法、加权均值法、14山东农业大学硕士学位论文Brown水质指数法、Ross水质指数法、内梅罗污染指数法、分指数平方和方根法、综合指数混合加权模式、指数聚类法、组合指数模式等。(3)灰色评价法水质的监测数据都是在有限的时间和空间范围内获得的,因而信息是不完全或不确切的,故可将水环境系统视为一个灰色系统,即部分信息已知,部分信息未知或不确知的系统,这一原理应用于水质综合评价中的基本思路是:计算水体水质中各因子的实测浓度与各级水质标准的关联度,然后根据关联度大小确定水体水质的级别。对处于同类水质的不同水体可通过其与该类标准水体的关联度大小进行优劣比较。灰色评价法主要有灰色聚类法【50】、灰色聚类关联法【51】、灰色模式识别法【521、等斜率灰色聚类法1531、区域灰色决策法f54l、加权灰色局势决策法【55】、梯形灰色聚类分析法‘鲫、灰色局势决策法【57】等。(4)模糊评价法因水体环境本身存在大量不确定性因素,各项目的级别划分、标准确定都具有模糊性。因此,模糊数学在水质评价中得到了广泛应用,其基本思路是:由监测数据建立各指标对各级标准的隶属度集,形成隶属度矩阵,再把因子权重集与隶属度矩阵相乘,得到模糊集,获得综合评判集,表明评价水体水质对各级标准水质的隶属程度,反映了水质级别的模糊性。模糊评价法主要有模糊聚类法【58I、模糊综合指数法159】、模糊贴近度法‘601、模糊距离、法16“、模糊水质分级评价法旧、模糊相似选择法【63】、模糊综合评价级数法164]、模糊综合评判分级保证率法【651等。(5)物元分析法物元分析法是物元分析理论在水环境质量评价领域的应用。其思路是:根据各级水质标准建立经典域物元矩阵,根据各因子的实测浓度建立节域物元矩阵,然后建立各污染指标对不同水质标准级别的关联函数,最后根据其值大小确定水体水质的级别[661。(6)神经网路评价法人工神经网络模拟人类思维方式,对事物的判断、分类不需要预先建立某种模式,只是根据事物的性质特征,采用直观推理判断。人工神经网络应用于水质评价的方法有Hopfield网络模型法【6”、BP城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例网络模型澍681、RBF网络模型澍691等。另外,还有一些评价方法,如普适指数公式法㈣、层次分析法(7l】、水质污染损害率评价法172]、可拓评价法f731、密切值法f741、水质综合特征模式法175】、矩阵排序法1761、因子分析方法旧、主成分分析法【7q等,适用于一些特定场合,应用受到一定。1.2.3湖泊(水库)富营养化研究进展享有“自然之肾”之称的湖泊f791富营养化是指湖泊水体在自然因素和人类活动的影响下,大量N、P等植物性营养物进入湖泊,引起藻类和其它水生植物大量繁殖,水质恶化,水体生态系统和水功能受到阻碍和破坏,使湖泊逐步由生产力水平较低的贫营养状态向生产力水平较高的富营养状态变化的一种现象【80l。1820年,人们在瑞士莫尔登湖第一次发现了湖泊富营养化现象。20世纪初,世界上其它一些国家也都陆续发现了湖泊富营养化现象及危害。特别是第二次世界大战后,由于工业现代化的迅速发展,农业技术的进步,农用化肥和城镇人口不断增加,大量营养盐类不断流入湖泊,致使一些地区湖泊富营养化现象日益严重,引起了世界各国的广泛重视。进入60年代后,世界经济协作与开发组织(OECD)召集了有关湖泊专家,对湖泊富营养化问题进行了专题研究与讨论。当时,以该组织富营养化防治规划主任、加拿人著名学者R’A渥伦华达博上为首的一批科学家于1968年向该组织提交了较为系统的富营养化问题的研究报告,但由于当时条件的,有关富营养化的一些核心问题如富营养化现象发生的原因等还不能得到满意的解答。70年代初期,OECD又召开了世界各国专家参加的关于富营养化问题专题讨论会,就富营养化现象发生的原因、富营养化的测定、富营养化的评价和富营养化的协作研究课题等诸多方面进行了研究与讨论,并就组织北美湖泊规划、北欧湖泊规划、蓄水池规划和山地湖泊规划的协作研究课题达成了协议。到80年代初,该组织在湖泊富营养化的来源、过程、危害及富营养化预舫对策和防治效果等方面问题的研究中取得了预期效果。80年代后,美国眦821、瑞士183】、澳大利驻【84j51等国对湖泊的研究重点放在了对其生态环境的研究与生态功能的恢复方面。山东农业大学硕士学位论文我国是世界上湖泊众多的国家之一,约有2万多个,湖泊数量约占全世界天然湖泊的1/10,总面积约为8万多km2。中国科学院南京地理所、武汉水生所等单位早在50年代到60年代初期,就开始注意到有关富营养化问题的研究[8梆。70年代后期,一些科研单位先后对江苏太湖、杭州西湖、武汉东湖、辽宁大伙房水库、南京玄武湖等湖泊的富营养化问题进行了较为深入的研究,并取得了可喜成果[87,ssj。近20年来,我国科学家们对巢湖、太湖、洞庭湖、洪湖、滇池、白洋淀等湖泊的富营养化控制和生态恢复进行了大量的研究,取得了许多成功的经验[89,90]。水质富营养化被列入水污染范畴还是近二三十年的事情,但是由于其发展快、危害大、处理难、恢复慢,富营养化问题已被列入全球性的水污染问题【9”。而湖泊(水库)的富营养化,是供水水库最主要的水质问题【”l。1.2.4水环境容量的研究进展环境容量是环境科学领域的一个重要概念,更是环境污染总量控制的理论基础【93]。环境容量反映污染物在特定环境功能条件下,环境对污染物的承受能力。开展环境容量的研究,不仅可以揭示自然环境的内在属性,而且对于制定污染物的环境质量标准、工农业合理布局以及环境质量影响评价和环境规划等均具有相当重要的意义。尤其是在推行污染物总量控制的大背景下,作为环境容量最重要的组成部分和水环境污染总量控制的理论基础,水环境容量的研究已成为人们关注的焦点和热点问题。所谓水环境容量,指在保证某一水体水质符合规定标准的前提下,单位时间内能够承纳的某种污染物的最大允许负荷量。它的大小与水质目标、水体稀释自净规律、水量及随时间的变化、水体背景浓度和排污点的位置与方式等因素有关[94,95J。日本学者于20世纪70年代末,首先提出环境容量的概念,并于1984年将第一个水污染总量控制目标规划实际运用予水质污染控制。后来环境容量应用逐渐推广,成为污染物总量控制的理论基础。欧美国家的学者一般使用同化容量、最大容许纳污量和水体容许排污水平等概念p“。我国对水环境容量的研究开始于70年代,其发展大致经历了下列三个阶段:80年代初,主要结合环境质量评价等项目进行研究,研究集中城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以秦安市黄前水库为例在水污染自净规律、水质模型、水质排放标准制定的数学方法上,从不同角度提出和应用了水环境容量的概念:“六五”攻关期间,一部分高校和科研机构联合攻关,把水环境容量理论同水污染控制规划相结合,出现了一批有实效的成果,初步显示了水环境容量理论与实际相结合的威力,这一时期的研究对污染物在水体中的物理、化学行为进行了比较深入、系统的探讨:“七五”国家环保科技攻关研究把水环境容量理论推向系统化、实用化的新阶段。1985年以来,随着我国环保事业的发展,全国一些重点城市和地区相继提出了城市综合整治规划,水污染综合防治规划、污染物总量控制规划以及水环境功能区划,为水环境容量理论研究和实际应用提供了广阔的天地t97,9趴。水环境容量研究的产生和发展在很大程度上取决于污染物在水环境中迁移、转化和趋势研究的不断深入以及数学手段在水环境研究中应用程度的不断提高199】。计算模式在理论上,从最初的质量平衡原理发展到现在的随机理论、灰色理论和模糊理论;在实际应用上,从一般河流水体发展到潮汐河网、湖泊(水库)和海湾等水体;在计算方法上,也从解析公式算法、模型试错法发展到系统最优化分析方法【m01。2材料与方法2.1研究区概况2.1,1自然条件2.1.1.1地理位置及地形地貌黄前水库(东经117。4’~117。227,北纬36。16’~36。28’)位于泰山东麓,距泰安城16km,济南60km。流域东、北、西三面环山,有大小山头78个。地势高差悬殊,最高海援975.8m,平均海拔530m,最大高差675.8m。沟壑密度2.984km/h12,主沟比降1.8%,为侵蚀剥蚀岩溶构造地貌,地面出露面主要为前震旦系的花岗岩、花岗片麻岩和混合岩,也有零星火成岩和变质岩分布。2.1.1.2气候水文山东农业大学硕士学位论文流域气候属温带性半湿润季风气候,四季分明,雨热同季。春季干燥多风,夏季炎热多雨,秋季晴和气爽,冬季寒冷少雪。气候垂直变化明显,具有区域小气候和立体气候特征。多年平均气温为18.5℃,1>0℃的活动积温3821℃,年平均无霜期196天,平均日照时间2648h。据流域1953~1999年47年水文资料,因受季风气候影响,年际降水变幅较大,实测最大年降水量1303ram(1964年),最小年降水量334.4mm(1989年),平均降水量758mm。年内分配差异也很明显,75%的降水集中在6~9月。径流量年际变化较大,最丰年为1964年的2.3l×108m3,特枯年年径流量为2.43×106m3(1989年),丰水年组与枯水年组交替出现。多年平均蒸发量684.2mm,多年平均径流深254mm。可见,本区既存在年际降水悬殊、变化较大,又存在年内降水分布不均的特点。2,1.1.3植被土壤流域内植被属暖温带阔叶、针叶林,无天然原生植被,现有水土保持林皆为次生状态的天然和人工栽植林木,主要有松、柏、刺槐等,面积7700hm2,占总面积的26%,由于管理不善,疏残林占很大比重。经济林是黄前流域的主要产业,主要树种有苹果、板栗、核桃、山楂等。荒坡多为一年或多年生杂草。土壤质地类型主要是棕壤、沙壤、部分为粘土。棕壤呈微酸性,pH值在6.0左右,平均土壤厚度在0.3~0.5m左右。2.1.1.4流域水资源及开发利用情况流域内水利工程主要有小(一)型水库3座,小(二)型水库14座,详情见表1。2.1.2社会经济条件。流域内有泰安市辖的大津口乡、黄前镇和下港乡及莱芜市辖的大槐树等乡镇,共71个行政村。向流域内排放废污水的污染源主要集中在大津14乡、黄前镇和下港乡3个行政区。人口密度为274人船n2,耕地3790hm2,人均0.05hm2。经济总收入1539万元,其中种植业、林果业、牧业、副业收入分别为734.2万元、367.1万元、207.5万元、230.2万元,人均纯收入2100元。粮食总产量达2.3万t,单产1.2万k∥hm2,人均口粮560kg,城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例土地仍实行分户承包的管理经营。乡镇企业发展缓慢,流域有22个小型企业,其中14个为石料资源开采型,占企业总数的63.6%。表1.黄前水库流域内主要水利工程统计表Tab.1MainwaterconservancystatisticsofHuangqianReservoirdrainagearea2.I.3黄前水库概况2.1.3.1水库位置黄前水库位于南水北调东线工程主要调蓄水库——东平湖唯一汇入河流——大汶河二级支流石汶河上,属黄河流域,大汶河水系。北接大青山,南接莴苣山,西依泰山,东依黑山。水库大坝总长1530m,坝高33.3m,坝前最大水深30m。流域呈扇形,集水区面积292km2,有小流域20条。水库总库容8248万m3,兴利库容6350万m3,多年平均来水量6000万m3,平均宽12.7km,长25km,有一条深谷从水库中心穿过,最深处达90m多。流域内山高坡陡,水流湍急,干流坡降9.72x10~,弯曲系数1.57,为东北西南走向,季节性河流,河源深切,侵蚀强烈,形状系数0.66,河网密度系数0.26。汇水水源主要由泰山、长清岭和大青山3条溪流和流域内工业废水和生活污水等汇聚而成。流域水系及边界范围见图1。2.1.3.2水库发展概况山东农业大学硕士学位论文黄前水库始建于1958年,1961年基本建成。原设计以灌溉为主,结图1.黄前水库水系图与集水区范围Fig.1MapofHuangqianReservoirwatersystemandit'sscopeofcatchmentsection表2.水库基本情况介绍Tab.2BasicpresentationofHuangqianReservoir水文特性多年平均降雨量多年平均径流量重现期设计780mm控制运用指标设计洪水位校核洪水位汛限水位允许超蓄水位兴利水位死水位水库特性水位(m)相应库容(万m3)209.O212.1207.O208.5209.0190.66350825052906080635044082480.73x108矗100盆2571m5/s洪蜂流量洪峰总量重现期洪峰流量洪峰总量O.954x108m3PMP9330校核m3/s2.96x108m,总库容城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例合防洪、养鱼,并兼有发电综合开发利用的一座多年调节中型水库。1993年,省计委、水利厅为缓解泰城城区供水紧张局面,将黄前水库新增作为泰城主要供水水源地,并建成向城区供水2136万m3的供水工程。目前,它是泰安市的一大重要水库,担负着泰城供水总量50%的供水任务,对促进泰安市经济可持续发展发挥着重要作用。水库基本情况见表2。2,1.4流域主要生态环境问题目前水库流域水土流失比较严重,流失面积94.4km2,占总面积的32.3%,年流失量17万t,年侵蚀深1.6mm,年侵蚀模数1800t.kma.a-1。每年汛期降水径流携带的泥沙会造成水库水质浑浊不清达20~40天,混浊度由平时的3。增大到20。,一方面增加了水质净化难度和成本,且净化后的水中仍含有较多残留物,影响供水水质;另一方面导致水库中泥沙含量很大,影响水库使用寿命。泰安市水利局曾在1975年测定,黄前水库建成14年后淤积量达470万n13,以此速度计算,到2005年,已淤积1477万m3,占兴利库容的23.3%,也就是说,再过189年,黄前水库将淤平报废。2,2主要研究内容、方法与技术路线2.2.1污染源调查与评价2.2.1.1调查内容及方法由于黄前水库流域内,主要以农林生产为主,工业仅有小型乡镇企业。因此,本文点源调查包括主要企业产生的废水量、主要污染物质和排污位置;非点源调查则本着沿流域上游到下游,按家庭经济条件较好、一般和较差3个档次,分别选取有代表性的乡镇和乡村住户作为调查对象。调查的内容主要包括居民基本情况调查(家庭总人口数,常住人口数和劳动力人口!数,文化程度,年均收入,土地利用类型及面积等);农业调查(所施肥料与农药的种类和用量,所施土地类型、面积与施用季节,种植业废弃物如秸秆、地膜的数量及处理方式等);居民生活污水调查(生活垃圾、生活污水和人粪尿的数量及处理方式,常用洗衣粉种类、每月用量和流失去向等);畜禽养殖调查(家庭零散牲畜及规模养殖的种类、数量、所排粪便量及处理方式等)等几部分。具体调查路线见图2,即:大津口乡选戗秘罩扑书器扑≮爿搂*{一。:一匾悟淼蜓喇器孵穰越《霹纠遐靖爆世长糨舣.匝.∞筐葺矗眦目矗暑管厶叫毒.暑互城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例取了上游牛山口村和马刨泉、中游西店子村与和尚庄、下游马家村和王家庄;黄前镇选取了上游羊栏沟、中游丘家庄和下游谷家泉;下港乡选取了上游辍西和碾子村、中游上港和上港东、下游茅茨舍等,基本上涵盖了全流域地区内不同人群的生活习性和地区差异。本次调查得到了地方基层组织及居民的理解、配合和支持,均按照事先拟订的包括上述内容的调查题纲,逐户详细询查和笔录,减少了调查过程中人为因素引起的误差,调查结果能较好地反映当地实际污染源情况。2.2.1.2评价方法采用目前国内外较常用的等标污染负荷法[101舢孙,计算方法如下:只=Mj,e×10西;K,=只,∑只。1式中,M,为污染物排放量(t/a);Ci为污染物按我国目前统一的《国家地表水环境质量标准》(GB3838.2002)f431(以下简称GB3838.2002)中豇类标准浓度(见附表1、2);10“为缩小系数:B为污染物等标排放量(m3/a);^‘为污染率指数。2|2.2水库水质监测与评价2.2_2.1评价标准和方法参照GB3838.2002中对应标准对水库水质进行评价,见附表l、2。评价方法采用GB3838.2002中推荐的单因子评价法【43】和我国环保总局推荐的污染指数法【104】。具体方法介绍如下[105,110】{单因子评价法:用水体各监测项目的监测结果,对照该项目的评价标准,确定该项目的水质类别,在所有项目的水质类别中,选取水质最差类别作为水体的水质类别。评价结果以“类”表示。计算公式为:Q=max(Qi)式中,Q为水体综合级别;Qf为评价参数f的级别;max为取最大值;山东农业大学硕士学位论文i为监测的各次数。污染指数法:用水体各监测项目的监测结果与其评价标准之比作为该项目的污染分指数,然后通过各种数学手段将各项目的分指数综合运算得出一个综合指数,以此代表水体的污染程度。计算公式为:%=孚(川,2,3'…州=1,2,3,…埘)。只=∑只,,(j=1,2…3…”)i=1B:三B’nPi:∑Pj。a巧=∑最,(歹=1,2,3…,m)删’韩删:置-2嚣旧户洲):%=10_9昔∽¨妃m,c,=羔.m。对碑;驴%(¨7啪;铲器(”7式中,置.J为水域中监测,点f污染物的污染分指数;Ci,J为',点‘污染物的实测浓度;S,为坤亏染物的评价标准值;C“、c一分别为评价标准中规定的矿上、下限值;c,为饱和DO浓度;r为水温;以为评价因子数量;川为监测点个数;巧为监测J点总的综合污染指数;只为监测.,点平均综合污染指数;弓为水域综合污染指数;弓为水域平均综合污染指数。通过只。、g和弓值还可进一步算出各污染物的污染分担率K;(%)、各监测点的污染负荷比巧(%)及污染指数变化率砟(%),从而确定zk污染娄犁、丰要污染物及污骢变化规律。计算公式为;K,:呈×100%‘只。.牛每川%驴等舢喊。城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以寨安市黄前水库为例式中,P、,0分别为当年、上年水环境综合污染指数。2.2.2.2入库主要支流水质监测与评价为全面了解水库上游来水水质状况,泰安市水文水资源局于1998年12月,在水库上游东、西两支流按从上游到下游的顺序,各设置了6个监测点进行同步监测,东支监测断面:分别为温家峪、石河、谷山天罗、木营、彭家庄、下港;西支监测断面:分别为牛山口水库、玉泉寺、小明堂泉、栗杭水库、麻塔、宋家庄。详见图2。监测和评价项目均选取pH、S042’、CI’、Fe、Cu、Zn、Mn、VP、NH3-N、DO、CODM。、TP、N03-N、F。、CN一、As、Cr、Hg、Cd、Pb私FC,共21个指标。用单因子评价法对入库主要支流水质进行评价。2.2.2.3黄前水库水质监测与评价根据水质监测断面应尽量靠近已有水文站:尽量利用现有监测断面:要考虑交通方便以提高监测时效性;能反映功能区内水质状况等技术要求,再结合本文研究的是水库饮用水源区,故本研究设置坝前和库区2监测点。具体,坝前:位于泰安市自来水公司取水口附近,水面下约O.5m处取样,代表自来水引取黄前水库水质的状况;库中:在坝前2km,库内水面下0.5m取样,代表库中水质情况。根据集中式取水水源地、用水矛盾突出的水域、水污染较严重或水质状况变化较大的水域,监测次数可适当多一些的原则,本文监测时间为2002年10月~2003年12月,每月10号左右采样监测1次。另外,文中用到的2001年6月~2002年9月水库坝前和库中2点的水质数据共享于泰安市水文水资源局周期资料。根据监测项目要视水体水质现状、水体使用功能、监控目标、所选监测项目须有相应的国家或行业颁发的标准分析方法的原则,再依据GB3838-2002中所列项目,和流域内地理环境因素及社会经济发展带来的人为影晌的实际需要,本文选用以下24个监测指标:(1)一般化学指标:pH、CI’、S042。、Fe、Cu、Zn、Mn、VP;(2)污染指标:NH3-N、DO、CODM.,BOD5、COD、TP、TN:(3)毒理学指标:N03-N、F。、CN~、As、cr”、Hg、Cd、Pb;山东农业大学硕士学位论文(4)微生物指标:FC。各指标的分析方法按GB3838—2002中所规定的方法,详见附表3。用单因子评价法和污染指数评价法对水库水质进行评价。2.2.3水库富营养化评价2,2.3.1评价因子选择影响水库富营养化进程的因素有几十个,所起作用也各不相同,但在评价水库富营养化程度时没必要将它们全部为参数,而只要从中挑选出与本研究水库营养状态关系密切、有代表性、最能反映该水库本身特点的关键指标,这才是适合本文水库富营养化评价的基础【1iI】,故本文按照相关性、可操作性、简洁性和科学性等原则,结合水库富营养化形成的机理和国内外研究成果‘1121等,选取TP、TN两项指标作为黄前水库富营养化评价因子。2.2.3.2评价标准与方法评价标准的确定,是湖泊富营养化程度评价工作中极为重要的一环。上世纪以来,许多国内外学者(Vollenweider、Dillon、相崎守弘等)分别从湖泊富营养化发生机制、湖泊允许负荷量、湖泊的营养特征、营养程度的评分等方面对湖泊富营养化程度的评价标准进行了深入研究和探讨,获得了一些成熟经验,并根据湖泊的不同特征,制定出相应的评价标准【113]。虽然我国湖泊、水库富营养化评价至今还没有完全统一的标准,专家学者只是根据各地具体情况,分别提出切合实际的评价标准,但其都是参照日本相畸守弘等人修正的营养状态指数标准与方法,故大多湖泊、水库富营养他评价标准与方法基本一致I”4】。本研究鉴于此,参照大量文献…31,采用O-100的一系列连续数字作出黄前水库富营养化程度的评价标准,见表3。评价方法采用百分评分法,即:1mM:二yMi1"17。式中,M为水库富营养化分值,朋t为f项目分值,n为评价项目数。27城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例表3.黄前水库富营养化程度评价标准(me/L)Tab.3AssescriteriaofentrophicationofHuangqianReservoir2.2.4水库水环境容量研究水环境容量计算研究是在摸清污染源排放现状与主要污染物及水质监测评价的基础上,在一定水体功能和水质控制标准要求下,确定水库水体的最大水环境容量,与排污现状进行对比,分别计算目前水库的削减量,通过工程和非工程性措施,确保水功能区划和水质管理目标的实现,进而为实现可持续发展战略提供水资源保障。2.2.4.1计算标准的选择为确保黄前水库作为泰城饮用水源迪的要求,选择GB3838-2002中II类水域标准作为水库水环境容量计算标准。2.2.4.2计算公式Wc=矿×e.W。=V×c,.畋=睨一既.K=一吸,式中,耽为纳污量:睨为环境容量;配为应削减量(为负值,表示为一);∥e为剩余环境容量(为正值,表示为+);y为水库实际蓄水量;q为实测水质参数浓度:L,为水质参数在所选的计算标准中的浓度值。2.2.5技术路线山东农业大学硕士学位论文制定技术路线,是开展课题研究的重要措施,是研究工作的重要环节a针对本研究的主要内容,技术路线如下图3所示。图3.研究技术路线Fig.3Technicalrouteofstudy城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——队泰安市黄前水库为例3结果与分析3.1污染源调查与评价3.1.1点源调查与评价流域内以农林生产为主,点源基本都是小型企业。由2003年点源调查知,流域内共有工业点源22家,其中重点点源13家,具体按行业分类为,织丝厂1家,纸箱厂2家,石英砂石材厂4家,食品厂1家,建筑公司3家,农具厂1家,地板厂1家。这些企业产生的废水大多直接排入位于水库的石汶河东、西两支流,最终汇入水库。详细调查结果见表4。表4.流域工业污染源调查成果表Tab.4Industrypollutionfountainheadinvestigationofdrainagearea由表4知,水库年接纳工业废水量约为55.0万t。其中,泰安织丝厂年排放量最高,达40.0万t,占总排放量的72.7%,排污位置距水库入口仅lkm,是流域内第一大点污染源。主要排放污染物有COD、NH3-N和vP?浓度分别为408mg/L、0,23lmg/L、0.092mg/L,即排放量分别为163.2t、O.0924t和0。0368t。COD超出了《中华人民共和国国家污水综合排放标准》(GB8978.1996)【¨5】中规定的其对应的II级标准(150rag/L)的1.72倍。NIl3-N和vP均在GB8978.1996中各自的II级标准内(25mg/L、0.5mg/L);下港石英砂厂年排废水量15.0万t,占总排放量的27_3%,排污位置距水山东农业大学硕士学位论文库入口仅2km。主要排放污染物为SS和COD,浓度分别为1056mg/L、190mg/L(即排放量分别为158.4t和28.5D,分别超GB8978.1996中各自II级标准(300mg/L、150rag/L)的2.52和O.27倍。其余11个企业相对于前2个单啦来说,各自分别的年排废水量则明显少多了,均小于0.5万t,且大部分企业的排污位置距水库入口都较远,对水库水质产生的污染影响相对不如前2单位。但是,这11个企业废水排放直接或间接入库的现象也不容忽视,一方面,各企业废水量的积少成多,另一方面,一些企业的排污位置距水库入口也是较近的,如下港农具厂、麻塔石材厂的排污位置距水库入口也仅分别为lkm和2.5km,等。因此,泰安织丝厂和下港石英砂厂是对流域水环境造成污染最严重的两大点源,主要污染因子为COD和SS,应对其予以充分重视。其余企业排废水的现象也不容轻视。3.1.2非点源调查与评价3.1.2.1生活污染源随着我国产业结构、农村经济结构调整计划实施及人民生活水平的普遍提高,我国生活污水在国家废水排放总量中的比倒越来越高,并逐渐成为水体污染最普遍和最重要的污染源之一。据张大弟、章家骐等u16】统计的研究结果,结合本流域特点,确定了流域各污染源中COD、TN、TP的排污系数,见表5。表5.各污染源排污系数(kg/a.人)Tab.5Dirtdischargedcoefficientofeverypollutionfountainhead由表5及流域人口情况(大津口11403人,其中农业人口10987人,非农业人口416人;黄前33552人,其中农业人口28020人,非农业人口5532人;下港41399人,其中农业人口35465人,非农业人口5934人),计算出流域生活污染负荷量(表6)。由衷6知,2003年流域生活污水排放COD、TN、TP分别为418.78t、城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例表6.流域生活污染负荷Tab.6Livingcontaminatedburthenofdrainagearea岁琨。__瓦元广—面丁——而-—i再了—1石—1冤面—_五F—・面_—i齐r—丌幺皇占电生活污水负荷讹等标排放量人粪尿污染负荷t/a等标排放量注:居民的人粪尿以20%进入水库水环境计算41.51t、9.94t,总等标排放量为508.53m3,其中下港乡最多(244.07m3),大津口最少(65.00m3),污染指数分别为48.00%和12.78%;COD、TN、TP中以TP的污染率指数最高,达78。18%,绝对排放量最高的COD的污染率指数却最低,仅为5.49%。人粪尿排放COD、TN和TP总量分别为321.41t、50.71t和8.42t,等标排放总量为459.65m3,地区间等标排放量从高到低依次为下港、黄前、大津El,分别达220.49t、178.53t、60.63t:TP的污染率指数也是最高,占73.27%;流域生活污染源中,还有一个重要来源,即大量洗衣粉使用带来的污染。随着经济发展,人们生活质量提高,洗涤剂已成为人们生活的曰用品,而洗涤剂中的P是引起水体富营养化的罪魁祸首【1171。据2003年实地调查与资料统计,流域居民人均洗衣粉用量3.23kg/人.a,品种主要为碧浪、汰渍、雕牌、巧手,平均含磷量O.5%。按居民洗衣粉排磷量的50%进入水体计算【¨8】,可得年排磷量为1.395t/人(表7)。表7.流域居民洗衣粉捧磷计算Tab.7Dischargedphosphoruscountofdrainageclothes’areapeoplewashing::!二鸟埴囊总人口数人均洗衣粉用量洗衣粉含磷量洗衣粉排磷量!△!!堡&丛:!!2.23.54.03.23!堑!0.50.50.50.5!型△:!!O.125O.5870.8271.39511403大津口33552黄前下港41399总计86354山东农业大学硕士学位论文3.1.2.2农用化学品污染源化肥、农药和农膜这3种农用化学品随着我国“菜篮子”工程建设的不断扩大,已成为我国当前不可缺少的,对提高作物产量、改善农产品质量起着举足轻重作用的农业生产资料。但伴随其用量的增加,也成为水库等水体水环境质量恶化的重要原因。其直接危害水体的途径体现为:化肥、农药往往溶解或淋溶后。其中的各种离子会随着径流汇入水体中,导致水体营养盐、TN、TP等污染物质含量增高,从而引起水质恶化,而且常因施肥过量或使用不科学,造成土壤板结,增加了流入水体污染物质的含量,如我国使用农药量达到50~60万如,其中约80%的农药直接进入环境””1;农膜则由于我国长期以来在使用时,忽视了废旧膜的处理和回收,大量农膜或残膜散落田问,多聚集在土壤耕作层和地表层,易阻碍土壤毛管水的移动和降水的浸透,从而更易使污染源大量汇入水体中【1201。据调查统计,流域乡镇间经济结构基本相似,土地利用以果园、耕地、林地为主,施用化肥较为普遍,品种主要有氮肥(N)、磷肥(P)、钾HE(K)、复合肥等。氮肥主要有尿素、碳酸氢铵及少部分硫酸铵、氯化铵等;磷肥主要有过磷酸钙、重过磷酸钙、钙镁磷肥等;钾肥主要有氯化钾、硫酸钾等;复合肥主要有磷酸二氢铵、磷酸二氢钾和三元复合肥。2003年农用化肥施用情况见表8。表8.流域2003年农用化肥施用情况量Tab.8Chemistrymanurequantityindrainageareaduring2003由表8知,流域农用化肥施用量较高,按实物量计算,总量为6111.3t,其中氮肥2991.3t,占当年化肥总用量的48.95%;磷肥1120.8t,占18.34%;钾肥833t,占13.63%;复合肥1166.2t,占19.08%。纯化肥总用量为1499.4t,其中氮肥719.4t、磷肥136.2t、钾肥181.7t、复合肥462t,分城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例别占当年化肥总用量的47.98%、9.09%、12.12%和30.08%。由表8还可知,流域施用农用化肥的结构明显不合理。合理旌肥的适宜比例应为N:P:K-----1:0'35~0.4.-0.25~O.4,而现实该流域生产中农户投入化肥的平均比例为N:P:K=1:O.18:O.25。由此看来,土壤养分供应严重失调,进而导致农作物产量对化肥的依赖性增加,再加上施入农田的化肥并不能完全被作物利用,最终导致进入水体含量的增大。据文献报道【””,氨肥、磷肥施入农田后,作物当年的利用率一般分别为30~50%、15~20%,流失率分别为8~20%和2~5%(磷流失较少是因为磷能被土壤强烈吸附)。本文这里仅以氮肥流失8%和20%,磷流失2%*F15%分别计算流域氮磷的流失量,见表9。表9.流域2003年化肥流失估算量(t)Tab・9Chemistrymanuredischargedquantityofdrainageareain2003由表9知,如果氮流失量以20%计算,流域每年进入水库水环境的量为143.88t,以8%计算,则每年有57.55t氮进入水库;磷流失量如以5%计算,每年有6.81t进入水库水体,以2%计算,每年有2.73t进入水库。流域全年实际农药使用情况见表10,农药使用总量为149.27t,其中,表10.流域各乡镇2003年农药使用情况(t)Tab.10Pesticidequanatyofdrainageareaduring2003杀虫剂、杀菌剂、除草剂分别为83.06t、28.68t、37.53t,各占55.64%、19.22%、25.14%。黄前镇用量最高,达70.79t,大津口最低,为32.54t。山东农业大学硕士学位论文农药种类比例中,杀虫剂的比例最高,占55.62%~55.69%;除草剂次之,占25.09%~25.19%:杀菌剂最低,占19,18%~19.27%。调查中还发现虽泰安市已在部分作物上使用剧毒、高毒农药,但为了提高产量,流域地区部分农民仍用剧毒、高毒农药,主要用于粮食作物中的小麦、玉米、蔬菜、瓜果等病虫害的防治方面。其中用量最大的为氧化乐果,主要用于麦蚜、粘虫和稻飞虱防治;其次为39]l(甲拌磷)、甲基异柳磷等,主要用于小麦拌种,防治以金针虫为主的地下害虫(表11)。表11.流域高毒农药使用情况Tabtll(平均用量mF667hm2;面积hm2;用量t)areflQnanti锣ofhighnoxiouspesticidejⅡdrainagedaring2003表11表明,流域高毒农药共使用的面积为1905.2hm2,使用量1.336t,地区覆盖面积和使用量均是大津口最少,黄前次之,下港最多。下港高毒农药使用面积和使用量分别是大津日乡高毒农药使用面积和使用量的4.06和3.93倍。全流域氧化乐果使用总量为1.21t,3911为0.094t、甲基异柳磷为0.032t,各占90.57%、7.04%、2.39%,氧化乐果的比例占到绝对的位置,3911和甲基异柳磷则比例很小。据2003年黄前流域农用薄膜使用情况调查知。流域农用塑料薄膜使用量共为62.55t,其中地膜使用量为17.7t,覆盖面积达96.13hm2。具体为:大津口农用塑料薄膜使用量9t,其中地膜2t,覆盖面积13hm2,单位地膜用量15。38kg/hm2;黄兹农用望料薄膜使用量为23,4£,其中地膜6.8t,覆盖面积35,75hm2,单位地膜用量19.02kg/hm2;下港农用塑料薄膜使用量为30.15t,其中地膜8.9t,覆盖面积47.38hm2,单位地膜用量18.78kg/hm2。调查中,我们还了解到,随着栽培等农业技术的推广和应用,全流域农用城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以寨安市黄前水库为例薄膜,地膜的使用量和覆盖面积都在逐年增加。而且,由于经济原因,流域内所用的难于在自然条件下降解的普通地膜的比例达到60%。3.1.2.3畜禽粪尿污染源90年代以来,随着城市规模不断扩大,居民生活质量提高,各城市郊区的禽畜养殖业得到了迅速发展,畜牧业生产的区域化、规模化和产业化趋势较为明显,并逐渐成为各农业大省中的支柱产业。但畜牧业速度过快、密度过大的发展,使得大量、过量的禽畜粪便不经科学处理或有效利用,随便堆弃排放,超出了土地的吸收自净能力或无害化处理设旖的能力,粪便中的N、P及其它有毒有害成分,便直接或间接成为许多重要水源地、江河湖泊严重污染及其富营养化的主要原因,成为主要非点源污染[122]。调查统计,流域年饲养畜禽总量27.13万只(头),其中大牧畜(牛、马、驴)0.24万头,占年饲养总量的O.88%;生猪1.06万头,占总量的3.91%:羊5.32万只,占总量的19.61%;家禽20.5l万只,占总量的75.60%。从饲养种类看,流域以家禽的饲养量最多(75.60%),大牧畜的饲养量最少(O.88%)。从地理分布看,2003年流域各种畜牧饲养量均是黄前最多,下港次之,大津口最少。具体黄前、下港、大津口饲养的大牧畜数占总量的比例分别为42.78%、38.48%、18.74%,猪占总量的比例分别为43.38%、33.97%、22.65%,羊占总量的比例分别43.22%、36132%、20.46%,家禽数占总量的比例分别41.83%、36.96%、21.21%(表12)。表12.流域2003年畜禽养殖总数(出栏+存栏)Tab.12Animalandpoultryraisingtotalamountindrainage2003(soldoutpluskeptinstall)乡镇名—丢翌睡阵猪(头)8316年末数120当年出栏数年内数45066313年末数336当年出栏数年内数102760111年末数300924682016002420151436320046361212302400363010686areain羊(只)7500340010900172505780230301425051001935053280家禽(万只)3.101.254.356.22。388.585.5827.58大津口-黄前下港当年出栏数年内数流域年内总计数240120。51山东农业大学硕士学位论文再由实地调查可知,流域畜禽污染物产生量主要包括畜禽尿、畜禽粪和畜禽舍冲洗废水,畜禽尿粪除部分用作肥料外,其余与冲洗废水一起直接排入周围沟道中,最终部分进入水库。综合参考国内外,尤其是我国张大弟等有关畜禽粪尿污染物年排放量Q(kg,头)和进入水体流失率K(%)的研究结果【1231,选取表13中系数,对流域畜禽粪尿年排放量及其对水体的污染进行统计分析(表14—17)。表13.畜禽粪尿污染物年排放量及进入水体的流失率Tab.13AnnualanimalandpoultryInanureandurinedischargingamountandeachoftheirpercentagedischargedintowaterIifi日二二CODTP"IN大牲畜粪Q鉴226.38.6131.96.165.55,68大牲畜尿猪粪2.9550.171.085猪5.910.342.17尿25羊4.40.452.28粪5.55.25.3家禽粪1.1650.1150.2751.23Q21.91.4629.2鉴505050互::20.71.362.34至:二亘二二![二]三二:垂二二]∑二:::亘二25251.161.19表14.流域2003年畜禽污染物产生量及进入水体量(t)Tab.14Pollutantamountgeneratedfromanimalandpoultryandtheamountdischargedintowaterindrainageareain2003由表14知,2003年流域畜禽粪尿COD、TP、TN污染物产生量分别为1353.65、89.9、372.77t,进入水体量分别为97.92、5.34.52.58t,各占7.23%、5.94%与14.1】%;从污染物产生豹绝对排放量和进入水体的绝对量来看,三个地区均是COD最大、TN其次、TP最少;从地区分布看,黄前镇畜禽粪尿产生量及进入水体量最高,大津口乡最低。从相应畜禽粪尿污染物等标排放量及等标排放率来看(表15),黄前畜禽粪尿的等标排放量最高,为1395.03m3,占42,89%,下港、大滓口等标排放量分别为1212.43m3和645.41m3,所占份额各为37.27%和19.84%:各地区都是TP等标排放总量和等标排放率最高,TN次之,COD最低。37城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例表15.流域2003年畜禽粪尿污染物等标排放量及等标排放率Tab.15EquivalentstandarddischargingamountandrateofanimalandpoultrymanureandurinepollutantIndrainageareain2003从大牲畜粪、大牲畜尿、猪粪、猪尿、羊粪和家禽粪,这六类畜禽粪尿污染物来看(表16),所产生的COD量分别为543.35、52.毙、221.20、表16.流域2003年不同畜禽粪尿污染物产生量及进入水体量(t)Tab.16PoHutantamonntgeneratedbydifferentanimalandpoultryandtheamountdischargedintowaterindrainageareain200363.15、234.43、238.94t;TP量分剐为20.67、3.51、14.53、3.63、23.98、23.59t;TN量分别为76.59、70.11、25.01、23.19、121.48、56.40t。对水体COD贡献的高低顺序为大牲畜粪、大牲畜尿、猪尿、羊粪、猪粪、家禽粪(其值分别为33.47、26.29、15.79、12.89、6.54和2.940,对水体TP贡献的高低顺序为大牲畜尿、羊粪、大牲畜粪、猪尿、家禽粪、猪粪(其值分别为1.75、1.25、1.14、O.91、0.27和O.030;对水体TN贡献的高低顺序为大牲畜尿、羊粪、猪尿、大牲畜粪、家禽粪、猪粪(其值分别为35.05、6.44、5.80、4.35、O.67和O.27t)。从流域各畜禽粪尿流入水体的污染物等标排放量结果可知(表17);在畜禽粪尿三种污染物中,TP对水体环境的影响最大,等标排放量达2140t,占65.71%,TN对水体环境的影响其次,等标排放量为1051.6t,山东农业大学硕士学位论文占32.29%,而绝对排放数量最多的COD对水体环境的污染影响则相对较小,等标排放量只为65.28t,占12.00%。可见,该畜禽粪尿流失对水体环境污染绝对危害最大的是TP。表17.流域2003年各类畜禽粪尿污染物等标排放量及等标排放率Tab.17Equivalentstandarddischargingamountandrateofdifferentanimalandpoultrymanureandurinepollutantindrainageareain2003大牲畜粪大牲畜尿猪粪尿种类——石瓦≠耋直鱼聋暑透鎏叁垄亍丁————i鬟塑塑堕}22.31456877015.4116128.813.41051.632.29565.3l17.3643.550.6715.0619.573.7917.5370012364500108214065.7l1418.5321.76490.53粪4.36猪羊家禽粪%尿粪10.538.591.9665.282.00637.39123.363256.88等标量各类畜禽粪尿中,大牲畜尿总体上对水体环境的影响最大,等标排放量为1418.53m3,占43.55%,其次是羊粪,等标排放量是637.39m3,占19.57%,家禽类虽然在流域类总饲养量位于第一,但因其粪尿污染物年排放量和粪便污染物进入水体的流失率都很低(表13),所以其等标污染量较低(123.36m3),所占份额也较低(3.79%)。另外,由于该地区猪的饲养量不高,猪粪年排放量和粪便污染物进入水体的流失率也较低,故对水体等标污染量最低,所占份额也最低(表17)。3.1.2.4其它污染源在污染源实际调查中还发现,随着流域的经济发展,秸秆被用作农家燃料和农田肥料的逐渐减少及黄前水库旅游业的发展等,秸秆污染、旅游污染和内污染源也逐渐成为水库流域越来越重要的非点源污染部分了。数据统计,流域秸秆年产量约4500万t,其中一部分直接燃烧污染大气,相当于每年白自烧掉几百万吨标准煤,对大气污染,增加温室气体影响较大;一部分任意堆置田间地头甚至推入河沟,通过径流进入并污染水库水体,而文献显示,只要有5蚓的秸秆腐烂形成的污染物进入水体,其COD排放量就可达到规划中所列的工业和城市生活污水年排放COD60万城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——出泰安市黄前水库为例t的水平【125∞61。对于黄前水库旅游业的发展来说,旅游的人流量较大,而配套的生活废物处理设施又不完善,没有固定的生活垃圾处理场地,大量生活垃圾、粪便等不经处理直接排入河道,进入水库,或简单收置后露天堆放,在雨水的淋溶下,垃圾渗滤液也成为污染水库水体的又一污染源。对黄前水库来说,内污染源主要是指库区范围内产生的污染源,主要有:库底底泥污染物、库区降雨、大气降落污染物等。3.1.3小结泰安织丝厂和下港石英砂厂是流域内对水环境造成污染最严重的,且其排污位置距水库入口较近的两大点源,废水量分别为40,0和15。0万帕,主要污染因子为COD和Ss;其余11个企业虽然所排废水量没这2企业多,但是各企业废水量的积少成多,和一些企业的排污位置距水库入口也较近的现象也不容轻视,毕竟这些企业产生的废水最终也汇入水库。非点源调查中,地区间,受生活污染源及农用化学品污染源中的农用化肥、高毒农药、农用薄膜的影响严重程度从高到低依次为下港乡、黄前镇、大津口乡,而受农用化学品污染源中农药和畜禽粪尿污染源的影响严重程度从高到低依次为黄前镇、下港乡和大津口乡。从污染物产生的绝对排放量和进入水体的绝对量来看,均是COD最大、TN其次、TP最少;而TP的等标排放总量和等标排放率最高,耵4次之,COD最低。3,2入库主要支流水质分析与评价由12个监测断面各自21个监测项目监测值明显看出,Cu、Zn、Mn、CN一、As、Cr6+、Hg、Cd、Pb这9项在各断面的值都属各自I类水标准,于是入库主要支流水质分析与评价就研究另12项,评价结果见表18。3.2.1东支各断面水质评价,(1)温家峪监测断面:位于东支上游南支上游,距水库入口19.5km。pH属1I类水标准;so?‘、CI"、N03-N、Fe,符合国家标准限值;其余各项都属于I类水质标准。综合评价为Ⅱ类水。(2)石河监测断面:位于东支上游的南支下游,距水库入口14.4km。pH属H类水标准;S042‘、CF、N03-N、Fe,符合国家标准限值;其余各舡婚¥鞋目目目蛊昌目目蛊目目目器2k一一一一昌崮目一目一一蛊N.占z啦靶啦靶如靶啦靶如恕蜷裂如靶如靶如啦如龆蜷裂如鼯扑爿《垛叮僻联姆拳遐繁爆似随州世.僻d工H—Hi口ouo口砗cHZ山≯—H∞‰如撵如靠舡靶II剐粼懊苌磐酶蝎HHH如靶II副躲峰*氐K茸稚簧HHHH一高茸H崔h_HH如靶一一副脉峰*毯酶淞H目HH如鼯H剥糕蜒*避*口丌1廿H旨HH如枣H副称遐*碟捌墨÷旧如靶H副粼蠼苌辫懂HHHHHH目H一寸议搿掣卦书辱中靶如靶啦靶如嵌如枣如靶如如如如如舡《Ⅱ如如如寸丑靶靶靶姑撵靶妇靶辩靶靶《口如啦啦如如中《廿啦啦《口津鼯枣嘏靶鞣淫靶靶靶靶-I。≮o∞_苞H一IIIIHH1I皿群峰簧到粼蜂*剥彩峰篙剥糕蟮*剥称蟮篙副粼峰苌刮粼峰苌卿迥露蚓暮摆嵇长驰卜静碟懈世苌蟮雌双趟憾张双城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例项都属I类水质标准。综合评价为II类水。(3)谷山天罗监测断面:位于东支上游北支流上游,水量不大,距水库入12116.3km。pH属II类水标准;s042。、C1‘、N03一N、Fe,符合国家标准限值;其余各项都属于I类水标准。综合评价为Ⅱ类水。(4)木营监测断面:位于东支上游北支流下游,距水库入口16.1km。pH属H类水标准;S04。、C1’、N03-N(1.99rag,『L)、Fe,符合国家标准限值;其余各项都属I类水质标准。综合评价为II类水。(5)彭家庄监测断面:位于以上两支流汇合处下游,距水库入1218,2km。pH和FC属II类水标准;S042‘、cr、N03-N(8.21mg/L,是木营监测断面的4倍)、Fe。符合国家标准限值:其余各项都属于I类水质标准。综合评价为II类水。(6)下港监测断面:为黄前水库东支入口。pH属于II类水质标准,FC属于III类水质标准(2380个/L):S04}、CI。、Fe符合国家标准限值,而N03.N浓度达到整条东支流的最高值(10.2rag/L),超国家标准限值的O.02倍;其余各项都属I类水质标准。综合评价为超标。影响水质级别的主要参数为FC和N03-N。3,2.2西支各断面水质评价(1)牛山口水库监测断面:该水库为小(二)型,总库容10.1万m3,距水库入口12.4km。TP属III类水质标准(0.04rng/L):CODM。和FC属Ⅱ类水质标准;S042‘、CI’、N03.N、Fe符合国家标准限值;其余各项均属I类水质标准。综合评价为ⅡI类水,影响水质级别的主要参数为TP。(2)玉泉寺监测断面;位于玉泉寺景区下游,距水库入口8.gkm。CODM。属Ⅱ类水标准;S04}、CI‘、NOrN、Fe符合国家标准限值;其余各项均属I类水质标准。综合评价为II类水。,(3)小明堂泉监测断面:位于泰山山后明堂景区,距水库入口9.31an。Fc属m类水标准(2380个,L);S042‘、cr、N03-N、Fe符合国家标准值;其余项均属I类水标准。综合评价为Ⅲ类水,影响水质级别的参数为FC。(4)栗杭水库监测断面:位于大津口乡下游,属小(二)型水库,总库容86万m3,在以上3个监测断面所处支流的汇合处以下,距水库入口5.7km。TP属ⅡI类水质标准(O,03rng/L);CODM,属II类水质标准;S042。、山东农业大学硕士学位论文C1。、N03-N、Fe符合国家标准限值:其余各项均属I类水质标准。综合评价为ⅡI类水,影响水质级别的参数为TP。(5)麻塔监测断面:位于西麻塔村以东,距水库入口2.9km。VP属Ⅲ类水质标准(0.003mg/L):S042‘、C11、Fe符合国家标准限值,而N03一N浓度达到整条西支流的最高值(10.6mg/L),超国家标准限值0.06倍,分别是上游牛山口水库和栗杭水库的10和1.5倍。综合评价为超标水,影响水质级别的参数为V1a和N03.N。(6)宋家庄桥监测断面:位于宋家庄桥下,为黄前水库西支入口。pH和FC属II类水质标准;S042一、C1。、N03.N、Fe符合国家标准限值;其余各项均属I类水质标准。综合评价为II类水。3.2.3入库主要支流水质项目沿程分析由于东西支各断面Cu、Zn、Mn、CN一、As、C,、ng、Cd、Pb都属各自I类水标准,沿程变化都较稳定,其余12项沿程分析结果见图4。(1)pH:东支从上游到下游浓度值变化不大;西支从上游到下游浓度值有逐渐增大的现象,但各测点间值相差并不太,故两支流从上游到下游基本呈稳定趋势。东支测点均值为8.3,比西支测点均值7.9略高。(2)S042。:东支从上游到下游浓度值依次逐渐增大;西支除了小明堂泉稍偏低,基本也呈现从上游到下游浓度值逐渐增大现象,故两支流从上游到下游基本呈恶化趋势。东支测点均值为39.7mg/L,比西支测点均值38.27mg/L稍高。(3)CI’:东支从上游到下游除木营处浓度值偏低(9.22mg/L),其它测点值逐渐增大,最大差值为9.58:西支上游牛山口水库、玉泉寺、小明堂泉处测值较低,到中下游栗杭水库后,c1’值比上游明显增大,至宋家庄达到最高22.7mg/L,测点间最大差值为16.32,故两支流从上游到下游明显呈恶化趋势。东支上游没有西支上游好,但东支下游比西支下游好,两支流测点均值各为13.55mg/L、13.66mg/L,东支比西支略好。(4)Fe:东支各测点值均小于检出限;西支,上游牛山口水库和栗杭水库处监测值均为・O.16mg/L,麻塔处值为O.06mg/L,其它3测点值也在检出限内,故东支上游到下游水质较好且稳定;西支上游牛山口处水质较差,玉泉寺和小明堂泉处水质较好,中游栗杭水库处水质达到最恶化程城市饮用水源地水质分析与现状评价研究一以泰安市黄前水库为例98・5i::罄s57嶷7冁2005012值pH沿程变化囤3000・4250noO150J0050.3456监测点so,2‘沿程变化图测越艇趔0・3冀o.20・10l23456123456c1.沿程变化田0.0060.0050.0040.0030002000lFe沿程变化图趔世琏“;鞠0.。2123456123456VP沿程变化圉158NH3-N沿程变化圈趔10趟瑾50l23456嚣:糍212345DO沿程变化图0060・051210CODMn沿程变化图6型0-04鹊0.03蜒0.0200l0l23456趔恻氆B642TP沿程变化圈1☆o—3沿程叁化耆测8000趟60006罐越;4}蟥蚰oo0123456F’沿程变化图FC沿程变化图倒4.12琐水质参数沿程变化陶Fig.4lWeivewaterparnmetcrchangesalongroad注:①监测点l-6分别代表:东支l温家峪2.石河3.谷山天罗4.木营5.彭家庄6.下港酒支1牛山口水库2.玉泉寺3小明堂泉4.栗杭水库5.麻塔6.宋家庄;③除了pH值无量纲和FC为(+/L)外,其余10个因子的单位均为rng/L;@如图中圆子的监铡值与其检出值相同.说明该点监铡值是低于检出限值的.山东农业大学硕士学位论文度,至麻塔处时水质好转,最下游水质最好。东支水质比西支水质好。(5)VP:两支流12个监测点处,只有西支麻塔处监测值为0.003mg/L,属Ⅲ类水质标准,其余11个监测值均小于检出值,故东支沿程水质较稳定;西支上游和下游水质较好,中游水质较差。东支水质比西支水质好。(6)Nit3-N:东支除了上游谷山天罗处测值为0.002mg/L,其余5个测点值均在检出限内:西支除了栗杭水库值刚好达检出艰值外,其余从上游到下游基本是呈逐渐增大趋势,故东支上游到下游水质都较好;西支上游到下游呈恶化趋势。东支水质比西支好。(7)DO:东支水质先较好,然后变差,最后又好转;西支,上游到下游,监测点间的值都先高后低有规律的变化,但幅度不大,最下游宋家庄比最上游牛山口水库水质好。东支水质比西支稍好。(8)CODM。:东支各测点值均属I类水,水质较稳定;西支则I类和II类各占一半,上游到下游基本呈水质好转趋势。东支水质比西支好。(9)TP:东支各监测点均属于I类水,水质较好且稳定;西支上游牛山口及中游栗杭水库两测点属III类水,其它4点水质属I类水,上游到下游基本呈水质好转趋势。东支水质比西支好。(10)N03.N:东支,从上游到下游浓度值一直升高,下港处达最高值10.2rng甩,超国标O.02倍,整条东支流浓度最大差值为8.21;西支,从上游到中游麻塔处,浓度值一直增长,麻塔处浓度达最高值10.6mg/L,超国标O.06倍,再到下游宋家庄测点处时,含量降低到9.27mg/L,但也较接近国标,整条西支流浓度最大差值为9.54,变化幅度比东支大。由于东支上游含量值比西支高,故对东支水质整体影响很大,东西支均值分别为5.98mg,L和5.57mg/L,东支水质整体比西支差些。(11)F一:东支各测点值都为0.2mgtL,水质较好且较稳定:西支除了上游牛山口水库和中游栗杭水库两处测值都为0.3mg/L外,其余4个测点值也均为0.2mg/L。东支水质比西支稍好。(12)FC;东支从上游到下游含量呈明显恶化趋势,到下港处,达到最大值2380个/LI西支,变化起伏不定,上游牛山口水库处含量为230个/L,到玉泉寺处含量值降到最低9个/L,小明堂泉处浓度值又反弹,且到最高2380个/L,栗杭水库和麻塔处值相当,分别为9个/L、9.5个几,45城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例到下游宋家庄处时又达到230个/L。东西支均值分别为458个/L和478个几,东支水质比西支好。3.2.4小结入库主要支流各断面水质基本较好,也有部分受到污染,属II类和III类水的断面个数分别占总断面数的58.3%和25.0%,超标断面占16.7%,影响支流水质的主要因子为N03-N、FC、TP和VP,N03.N超标率为16.7%;FC、TP、VP达IⅡ类水的频率分别为18_2%、16.7%、8.3%。东支从上游到下游水质逐渐变差;西支上游玉泉寺和下游宋家庄水质好些,上游牛山口水库和中游的水质状况不是很好;东支比西支好些,东西支1I类、UI类、及超标断面数占总断面数分别为83.3%、O%、16.7%和33_3%、50.0%、16.7%。下港和宋家庄桥分别为黄前水库东西支入口的监测断面。由以上评价分析可知,下港因N03-hi而导致综合评价为超标,宋家庄桥综合评价为II类水。说明黄前水库东支入口处水质比西支入口处水质污染严重。本研究区域内,除少数工矿企业,人们以农林生产为主,农林面积比例大且化肥施用现象普遍,施肥量大,加上人们生活水平低,生活污水和地表径流增多,农业污染(N、P污染)、居民生活和畜禽污水(FC污染)和工业废水(VP污染)便共同作用。对于西支,其是研究区内人口密度较大的支流区,又有泰安织丝厂,导致这一支流水质污染严重且下降较快的特征,到下游宋家庄时虽然也受大量非点源污染,水质污染程度没有减轻,但水体在上游栗杭水库处得到了稀释的作用,因而宋家庄水质比栗杭水库水质好;东支上游林地和农田并重,人口密度又较小,故监测点间水质变化不明显,到下游水质恶化也是下游一昧接纳了上游大量污染源的原因。故农业污染、居民生活和畜禽污水污染、工业废水污染是研究区域内水质下降的主要原因。3-3黄前水库水质分析与评价由水库2001年6月~2003年12月连续31次的24项因子的监测结果,依据GB3838.2002,明显得出:Zn、CN一、As、C,、Hg、Cd及Pb在31次监测中均未检出;Cu在2003年5月库中检出1次,VP在2002山东农业大学硕士学位论文年12月库中及2003年5月坝前和库3次检出,但两物质检出值均小于GB3838.2002II类水标准,说明以上9项因子在两测点监测期间均符合GB3838—2002II类水标准。S042。、CI-、N03.N、Fe、Mn,这5项补充项目,除了Mn在2003年7、8月库中两次检出值分别为O.13mg/L(超GB3838.2002II类水标准值0.1rardL)和0.01mg/L外,其余4项在各测点处的各次测值均在标准值内。因此,这14项参数基本可认为均属II类水标准,水库水质未受其污染,本文对其每次的实测值和评价不再详细列出了,只选取pH、NI--13一N、DO、BOD5、F、CODMn、COD、TP、TN、FC,这10个因子对其进行单因子评价和污染指数评价。当然,值得提出的是,Cu、VP和Mn虽然裣出率较低,但其检出就必然代表了本研究的两个监测点位有可能存在的污染源对水源水环境污染,尤其是挥发酚3次检出值均为O.002mg/l,达GB3838.200211类水标准上跟值,Mn2003年7月库中的检出值超出GB3838-2002中Ⅱ类水标准值,其危害性还是不容忽视的。3.3.1单因子评价根据上述所选的lO项评价因子坝翦和库中监测数据结果,逐一绘成图5,由图5知,pH、Nit3-N、DO、BOD5、F-,在库中和坝前2监测点的所有测次中,均属II类水,不影响水库水质,而COI)Mn、COD、TP、TN、FC,这5项在2监测点都有月超Ⅱ类水现象,且TN超标现象最严重。因此,这5项是导致黄前水库整体水质变差的主要因子,本文着重以其来做水库水质评价与分析,结果见表19、20。由表19、20知:评价期间,黄前水库水质污染较严重,连续31个月坝前和库中2监测点的水质综合评价,均为Ⅲ类以上,绝大多数为超V类(库中超v类水占74.2%,V类水占12.9%,IV类水占9.7%,ⅡI类水占3.2%;坝前超V类水占71.O%,V类水占16.1%,Ⅳ类水占12.9%);坝前和库中每年的水质综合评价,也均为超V类,远远达不到该水库应属于GB3838.2002中Ⅱ类水域的标准,具体分析如下:3.3.1.i年内分析与评价2001年6~12月,坝前和库中的水质综合评价均为超v类水,占该城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例88l8684O8=824068787・6已∞E州叫链0474O2727D12警;●未。鬈0,。值壹9化1m0“”512南。:未矗毒。者一。氧盏曼挂;291412毛10蓑s1/簧斟蒜642昌5.:毒匡景体;o浓8度变9化1圈01112月12刍5气毒区枭佯;矗,菇k变10化图It12月l6。85J4~:H售“6蓑一毫螽璐302W滞●02●o12毒5:毒区亲赫.派8度壹9化l圆O1112月2目i。名壶鼎晶茈鼎变10化目II”53;八^念A,52已曹趟《舒们惦∞肪扑坫阳0。㈣和.∥。㈣5,5o:纩?¨村飞举o…i。;毒区亲茹。。蠡矗溉“”81/∞_州莲∞一P驴‰。∞∞∞∞∞ou23456789101iI狷2言。.:鑫景裔。浓8度变9化1目0“”5幺五田5.10库区水体Fc浓度变化田图5.库区水体10个因子浓度变化图Fig.5Tenappraisingfactors’concentrationchangesofreservoir一一-一一01年库中…~◆…一01年坝前——●——02年库中——◆——02年坝前…_…03年库中…~◆……03年坝前————咏库中各因子的II类水标准值48山东农业大学硕士学位论文表19.黄前水库5个代表性因子单项评价及水库水质综合评价Tab.19Thecomprehensiveassessmentoffiverepresentativefactors型及糯铲懈CODMnc∞"TN:叭舶銮漂鬻Ⅱ眈HI。|I黜1FC综合评价CODM。CODTPTNFC综合评价超v超v超V超V超V超VIIIIIIIIⅡⅡIIIrIlIIIIIⅣ0.51ⅡI超vl7.76III【II1IIIIII超V超V超v超v超V超v超v超v:001-07銮亲鬻Ⅱ㈠黧1:oot-os銮蒙鬻Ⅱ㈠躲Ⅱ:。。t.。,耋熏誊蠡1。篙1舞:Ⅱz…嘻景鬻Ⅱ1Ⅱ豁1:吼m銮柔麓Ⅱ11‘嫠1:oo¨z銮柔鬻Ⅱ11躲1z眦埘銮熏器Ⅱ㈠夥1I超v9.12II超V9.86II超v10.00IIIII超v8.92II超v8.36超v超VIIIII超v7.86超v7.50:。∞翘銮蒙蒸Ⅱ㈠嫠1z鼢。,銮蒙簇Ⅱ㈠繁1超v超v超v超v超v8.00超v超vⅢO.19超V7.78:oozⅢ銮柔鬻Ⅱ~彩1:眦硝銮漂器Ⅱ1恐耘1:002-oe銮熏鬻Ⅱ们IV。n鬈1:ooz拼鬈篙Ⅱ盛品篓Ⅱz002-os銮熏簇¨HI,毗HI。1愁1:毗一o,盍震鬻叫HI,¨V,恐:;。1:她-疃景篱Ⅱ∞IV,品MIV。1z。…銮漂篱Ⅱ1品。%149ⅡnIIIIIII超v7.72III1I超v超vⅡI超vO.207.10超v超V超vVII超V6.42超v超v超vⅣ0.35II超V5.42ⅢO.15ⅢO.2I超V3.88Ⅲotl3Ⅳ0.73Ⅲ超VO.203.14II1l超vⅣⅣⅡIⅣIIⅡIIⅣO.60m0.20Ⅳ1.74ⅣⅣIIⅡI0.20Ⅳ1.24IⅡI城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例Ⅱ::!;。1zoo,-o,銮嚣耋篓z唧也銮漂穰Ⅱ出Ⅱ:V.,1z…,銮霖篱Ⅱ1Ⅱ::!:4Ⅳ2003埘袭嚣裂Ⅱ0Ⅳ.37Ⅱ”tV2超vz㈣s娄熏麓u1是豁Ⅱzoo如s娄蒙篱眈III眦I”II紧:j。1z彻埘銮熏穰叭III,1五怒n超Vz啷-os銮震穰。。ffI。1黑黧Ⅱ超Vz。。,明耋柔耋裂Ⅱ1&嚣;。鼍超Vz003-10銮漂栽Ⅱ1墨般Ⅱ遛vz哪Ⅲ銮柔鬻n1:1翌姜Ⅱ留VⅡ璺矗1z。。,.tz娄熏喜妻HVⅡ1VⅡIIIIIIV2.18III1VIIIIIIV2.1V1VIⅣ0.37IIⅡV2.16V1Ⅳ1.88ⅣIIIIII0.27Ⅲ超V14.86V2.54II11超vVVⅢ0.3Ⅳ2.6超VⅢO.08I超v超vⅢ96.80.19超v超VⅢ0.08IIIIⅢ超vO.614.3211IIIIⅡIIIV超vⅢ1.4超v超V超v14.70.19III超v0.215-31IIIⅢ超v114.861ⅡIO,22II超v15f3超V表20.水库5个代表性因子年际变化综合评价Tab.20Theinterannualvariationsofcomprehensivea¥¥e¥¥1DeDtoffiverepresentativefactors含量坝前水质类型超标倍数2001.06—123.1411.550.015.0086.71II3.26IlO.50I0.02超v9.004.918.82I102.71超v含量,年均值2002.O卜12年均值ⅡI库中水质类型超标倍数3。211.025含量ⅡI全摩水质类型超标倍数3.0317.oo含量IIⅡI坝前水质类型超标倍数0.133.0214.42库中含量II超v0.0154,955I94.71超vII超V8.91O.023.125.240.023,04I58.42超VII超vI11.17超v山东农业大学硕士学位论文水质类型超标倍数含量Ⅱ3.025I15.71II超V5,080.02I超v3.0834.795全库永质类型超标倍数HⅡI【超v5.16I超v坝前水质类型超标倍数IIIⅡI超v1II超v8.0420…03.01-12库中酝蓁3-.6r4”I’67零蠡5等08超V全库水质类型超标倍数ⅡIⅢ超v1,2II超v8,06注:表19、20中.超标倍数为超GB3838-2002ll类水标准倍数.年评价期间的100%。超标物质有COD、TP和TN:2002年全年,坝前:9月为V类水,10--12月为Ⅳ类水,其余8个月均为超V类水,占年评价期间的66.7%;库中:10~11月为I、,类水,12月为Ⅲ类水,其余9个月均为超V类水,占年评价期间豹75%。超标物质有CODu,、、COD、TP和TN;2003年全年,坝前和库中都是l~3月和6月为v类水,4月为Ⅳ类水外,其余7个月均为超v类水,占年评价期间的58.3%。超标物质有CODM。COD、TP、TN和FC。由图5知,CODMn、COD呈多峰值变化,虽变化幅度不大.但是相对汛期值高于非汛期;TP和FC峰值现象较明显,高峰期集中在汛期;TN基本也是在汛期含量比非汛期高。3.3.1.2年际分析与评价每年及整个评价期间的水库水质综合评价均为超v类水,污染较严重;由图5知,CODMn、TP和FC在坝前、库中和全库的含量值都是2003年达评价的3年中最高值,COD和TN在坝前、库中和金库的含量值达城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为倒评价的3年中最高值分别是2002年和2001年。具体变化为:CODM。呈v型变化,即CODM。在2002年坝前、库中和全库含量均分别低于对应的2001年值,2003年各处值又升高,为3年中最高值,且接近国标II类水标准值,所以虽然每年均值及总均值都属II类水,变化幅度不大,但是CODM。含量年上升趋势不容忽视;COD呈倒v型变化,即2002年坝前、库中和全库含量均分别高于对应的2001年和2003年值,为3年中最高值,2003年值比2001年稍高,整体上年际基本稳定;TP在坝前、库中和全库全呈现为2001年~2003年含量持续上升趋势,即TP呈明显年际恶化现象。TN年际间坝前、库中和全库含量呈v字型变化,即2001年最高,2002年降低,2003年含量又升高,但是相应点的值还是低于2001年,说明2001年为3年中最高值。FC年际间坝前、库中和全库含量也呈v字型变化,2001年高于2002年,2003年含量又大幅度升高,达3年中最高值,说明FC严重恶化的趋势很明显,应引起重视了。3.3.1.3空间分析与评价由表19、20及图5知,坝前水质相对库中差些。以对水库水质影响最严重的TN因子来分析,坝前rIN含量值高于库中的占71.O%;坝前超标倍数幅度在1.32~15.48间。库中超标倍数幅度在O.96~15.3间。另外CODM。、COD、TP、和FC绝对多数也是坝前含量比库中水质高。33,2污染指数评价采用综合指数法进行评价时,要根据水质综合指数P值的大小来确定水体水质的优劣,综合国内外大量相关方面资料,将地表水环境质量划分为6级I“”。见表21。表21.水环境质量污染指数分级标准.Ihb.21Pollutionindexclassmcationstandardsofwaterenvironmentalquality污染指数毋.20污染级别清洁0.21~O.400.41~0.700.71~l-001.Q!=!:12…鎏:螋尚清洁轻污染中污染重污染一严重逖利用表2l的分级标准和污染指数法计算公式,及各参数的监测结果,对水库进行污染指数评价分级的结果见表22。52山东农业大学硕士学位论文表22.2001~2003年黄前水库污染指数评价结果表Tab.22ComprehensivepollutionindexesofHuangqianReservoirwaterqualityfrom2001to2003FC鼻,,0.04级别0.0590.030.0060.270.27清洁清洁清洁清洁尚清洁尚清沽53城市饮用水源地水质分析与现状评价研究~以寨安市黄前水库为例Kf0.30,440.320.071,931.89由表22,将10项评价因子按各自在每年两监测点中年分担率从高到低排序,统计出排在的前4位,结果见表23。表23.每年各监测点污染分担率前4位因子排列表Tab。23Theformerfourgeneslistofmaincontaminatorlocationshareofsampling次序2一2001坝前CODM。COD20022003库中CODM.COD坝前CODTP库中CODCODMn坝前TPCODMn库中TPCODM。3!P型!呈£Q!ks!!曼Q望£Q2由表23知:除2001年坝前处pH排在第4位,其余始终都是TN、TP、cOD嘶、COD位于前4位。再结合表22知,每年这4项各监测点的评价均为中污染及以上级别程度,其中TN在每年2监测点处平均污染分指数和年分担率始终是所有因子中的最大值,年分担率最低也商达63.62%,说明评价期间黄前水库以TN、TP、CODMn、COD这4个污染指标型污染为主,其中TN是最主要因子,另6项则都在轻污染或以下级别程度,对水库水质影响不大,以下着重对4个主要因子进行评价与分析。由表22绘制出2测点处4个主要因子每年分指数和分担率变化趋势图,见图6。3.3.2.1年际分析与评价TN:坝前和库中年均污染分指数变化趋势一致,呈v字形,2001值较大,2002年处于最低点,2003年又有所回升,变化幅度在6.08~9.99内;年分担率坝前和库中都呈明显下降趋势,分别从2001年76.07%、73.94%降到2002年66.29%、68.67%再降到2003年64.59%、63.62%,说明TN对水库水体的污染严重程度虽始终领先于第一位,但其年分担率的明显下降,表明呈好转趋势(图6.1、6.2)。山东农业大学硕士学位论文10:了8塞e囊t螺202:了糕裹1菪}蟑0蛋o・羚纛o.紫0.图6.5c∞m年均分指数变化曲线图1_2鼎0.8星窭oe登叫O.2’0图6.7一J;_;越i藤一雷l雾一80751;:g.蕊冒.2002薄70斛彘656055;ji20012003年份图6.1TN年均分指数变化曲线圉20熏15譬姗裂10求50200120022003图6。4tP年分担率变化趋势图10拿8叠祷6籍隶420200l200220031笼4ll孽lO薹:求}匿涸:20012002200320012002COX平均分指数变化曲线躅2003国6.8COD年分袒率变化趋势舀图6.黄前水库各测点处主要污染物分指数与分担率示意图ofsamplinglocationFig.6Changeofdispartpollutionindexesandshareofmaincontaminator55城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例TP:坝前和库中年平均分指数和年分担率变化趋势相同,都保持迅猛上升势头,年均分指数从2001年0.45和O.68大幅度上升到2003年2.03和2.23,增幅倍数达到4.51和3.28,年分担率从2001年3.43和5.13大幅度上升到2003年14.51和15.62,说明TP在水库水质中的分量越来越大,呈明显恶化趋势(图6.3、6.4)。CODM。:坝前和库中年均污染分指数除2002年比2001年略低外,基本呈年上升趋势;年分担率2002年最高,而由表23知,坝前和库中CODM。年分担率排序分别从2001年的第2位降为2002年和2003年的第3、第4位,具体分析为,虽年际间其年分担率值排序位次降低了,但其年分担率的值却没降低,2002年坝前和库中年分担率值分别为8.06、8.47,高于2001年相应值6.Ol和6.1,2003年又分别降至6.5和6.38,说明CODMn在2002年影响水库水质整体恶化最严重,2003年又有所好转(图6.5、6.6)。COD:坝前和库中年平均分指数和年分担率变化趋势均呈倒v型,即在2002年其值均处于最高点,说明COD的污染在2002年较其它2年严重(图6.7、6.8)。水库不同年份综合污染指数及变化率统计表见表24。表24.水库不同年份综合污染指数及变化率统计表Tab.24ComprehensivepollutionindexesandchangeratioofHuangqianReservoirindifferentyears生丛!熊星200120022003堡垒望塑塑墼受0.880.610.94銮垡奎疑!堑1—-30.6854.10由表24知,水库水环境综合污染指数均较大,水库整体水污染状况较严重,2001年污染为中污染,2002年相对2001年污染有所缓和,变化率为一30.68%,属轻污染,2003年污染较2002年又回升,变化率达到54.10%,且其综合污染指数值(O.94)超过了2001年的值(O.88),为评价期间污染最严重的年份。说明水库水质状况变化较大,水的污染有再度加剧的趋势,水环境质量趋向恶化。3.3.2.2空间分析与评价山东农业大学硕士学位论文水库各监测点不同年份综合污染指数和污染负荷比结果,见表25。表25.水库各监测点综合污染指数和污染负荷比Tab.25ComprehensivepollutionindexesandpollutionburthenratioofHuangqianReservoirsamplinglocation由表25知,评价期间。坝前和库中每年的综合污染指数都较大,水质污染较严重。综合污染指数2001年和2002年基本是坝前高于库中,2003年库中则稍高于库中,说明2003年库中水质恶化比坝前严重。对于每年2监测点的污染负荷比来说,都在50%左右,说明2监测点污染程度相当,比较稳定。2001年和2003年库中污染负荷比大于坝前,说明库中污染上升趋势比坝前快。2002年污染负荷比则是坝前高于库中。3.3.3水库污染特征及分析综合来看,黄前水库水质以污染指标和微生物指标污染并重,超标指标为:CODM。、COD、TP、TN和FC,其中TN为最主要影响因子;汛期水质污染较非汛期严重;坝前水质污染较库中严重。结合实地污染源调查及当地经济发展。分析原因如下:(1)汛期污染较非汛期严重汛期降雨带入水库的污染物,对水体影响较大。具体有以下几类。①自然原因;降水汇入、侵蚀冲刷,使水库中污染物底泥沉积物等本底交换频率增加;②非点源污染影响:汛期降水增加,水库汇水面积增大,库水暴涨,水土流失加重,土壤中的农药、化肥、有机腐殖质、生活污水及垃圾等,连同在干旱季节不易入库的污染物(堆肥、家禽粪便、垃圾等),也因汛期降雨而被冲入库中;③二次污染:库床中积存的底泥,被湍流冲起,坝内储存的污水下泄及旱季在流动过程中经蒸发、下渗、灌溉等消耗殆尽的污染物,在汛期进城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例入水库,加上此前水体已受污染一段时间,有机物开始氧化,微生物活动性加强,水体中含有的大量藻类和植物等有机物的腐烂数量增加。(2)库中水质较坝前好库中水域面积大,使水流速度减缓,一方面,进入水库的各种物质得到稀释,另一方面,吸附大量有机物和营养盐的悬浮颗粒逐渐沉淀下来,累积底泥中。同时,由于库中水域大,水体本身具有较好的自净能力,相应物质的浓度下降,致使水质参数浓度降低。随着水流从库中流经坝前,水面变窄,坝前水域附近人群活动(如游览、游泳、网箱养鱼等)频繁影响,易形成污染带,不利于污染物的扩散,加上受当地盛行风向影响,进一步阻碍了污染物的扩散,加大了坝前水体污染的严重程度。3.3.4小结用污染指数评价法和单因子评价法对水库水质的评价结论基本一致,都分析出CODu。COD、TP和TN为影响黄前水库水质的主要因子,且TN为影响最大的因子。另外,从单因子评价法还分析出了FC也是影响黄前水库的一个主要因子,因其在2003年7-9月有超标现象,但因为其超标月份所占评价时间段比例很小。仅为9.68%,且其它月份值很小,故只对每年因子含量值的均值整体评价的污染指数评价法没能体现出FC越来越成为影响黄前水库的一个主要因子这一现象。3A水库富营养化评价3.4.1富营养化评价结果由2001年6月~2003年12月所测的库区TP、TN数据结果,及表3表26.黄前水库富营养化程度评价结果Tab.26EutrophicationlevelassessmentofHuangqianReservoir¨坝前库中全库分值营养状况N/P7570年份2001盎2002盘2003盘分值蓑翥N/P分值蓑曩N/P70707575富富50015690.4136.375709575总均值重富重富重富245.5152富75.7异富134.7重富重富富330.315482.4135,59090极富极富山东农业大学硕士学位论文的评价标准,得出黄前水库富营养化程度评价结果,见表26。由表26知,黄前水库评价期间营养化程度较高,坝前和库中营养分值均为75,属重富营养状况,全库的营养分值为90,属极富营养化状况。3.4.1.1年际富营养化评价结果每年水库富营养化状态均在富营养以上,2002年比2001年好些,2003年则成为最严重年份,坝前、库中和全库富营养化评价分别达重富、异富和极富。具体200t~2003年,坝前经历了从富营养化~富营养化~重富富营养化的过程,最终增加了1个富营养化级别;库中经历了从重富营养化~富营养化~异富营养化的过程,整体增加了2个富营养化级别;全库水质经历了从重富营养化~富营养化~极富营养化的过程,增加了1个富营养化级别。3.4,1.2空间富营养化评价结果每年库中富营养化状态都基本比坝前严重:2001年库中为重富营养化,比坝前(富营养化)严重1个富营养化级别;2002年坝前和库中都为富营养化:2003年库中为极富营养化,比坝前(重富营养化)严重1个富营养化级别。3.4.2黄前水库水体营养盐结构营养盐结构是指营养盐的相对组成,用TN与TP的浓度比率来计算,即N/P值,其是决定水体藻类生物量的主要因子之一。当N/P<7时,N是可能的性营养盐,反之,N/P>7时,则P是可能的性营养盐。这一比值在理论上和实际中都被认为是藻类生长最适宜的N、P比【1281。吴洁等的藻类增长试验也表明,当N/P>16对,P对藻类的促进作用比N更为明显Il”J。-、由表26知,2001~2003年,黄前水库水体的N俾分别为330.3、154、82.4,均远远大于16。再结合前文对水库TN的单因子评价知,TN在评价期间污染最严重,超标率为100%,平均值为4.065mg/L,说明黄前水库的N营养元素来源充足。因此,可得出如下结论:黄前水库属于P控制型富营养湖泊,生态系统对P浓度的变化反映明显,当其它条件,诸如城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例温度较高、光照充足等的具备时,就可能成为诱发蓝藻增殖、水华盈库的危险因素。显而易见,在黄前流域禁磷对保护黄前水库有重要意义。3.4.3黄前水库富营养化趋势以上分析表明,黄前水库是一个受P控制的湖泊。结合图5知,水库富营养化主要因子TP的含量却逐年增加,说明水库营养化趋势是其主导演化方向。另一营养因子TN在2001年含量较高,2002年有一定幅度的降低,2003年含量又迅速回升,说明其对水体营养级别不断上升的趋势不容忽视。3.4.4富营养化成因分析导致水库富营养化的原因主要包括两大方面:天然富营养化和人为富营养化。水库天然的富营养化过程较为缓慢,往往要经历数十年甚至更长的时间;而人类活动所导致的富营养化过程,却是快速的,是导致水库富营养化的主要原因,本文着重讨论人为富营养化方面。通过污染源调查部分,我们了解到,黄前水库富营养化主要是由于氮、磷营养物质输入较多。黄前水库集水区为山地丘陵区,工业很少,流域内农业面源、生活污水和牲畜粪便等是造成水库营养盐含量居高不下、水体“变肥”并加速发展局面的一大排放源。(1)农业污染为提高农产品质量和产量,流域居民增加了农药、化肥的施用量,施肥往往按传统做法,一次性施入过量的肥料,而不是根据作物生长的需要进行配方施肥,导致施入的肥料并不能完全被作物吸收,加上水库集水区内山丘不恰当的开荒种田等,一到雨季,N、P营养物就或随地表径流直接进入水库中;或下渗形成亚表面流,通过土壤进行横向运动排入水库中;或通过土壤层下渗到地下水中。地下水再补给水库等流失方式,最终使水库中的N、P增加,进而导致水库的富营养化。此外,农业废弃物秸秆等随意丢弃或直接进入水库,其分解物增加了水库中的有机质和营养物含量,进而导致水库的富营养化。(2)生活污水乡镇基本未铺设生活污水管道,生活污水都间接排入水库。生活垃圾目前多数露天堆放,在降水冲刷、淋溶、浸泡下,部分有害物质进入地表水或地下水中。另外,流域居民习惯于在就近河道或水60山东农业大学硕士学位论文库边洗涤衣物,使生活污水中含较多的磷酸盐,这些都会直接引起水库中P含量的增加,在一定程度上加剧水库的富营养化。(3)牲畜粪便水库周围农户圈养的家禽、家畜尤其是大牲畜会产生大量富含营养物和细菌的排泄物,与生活污水一起,随地表径流、亚表面流流入水库而污染水体。农田中过量施用家畜粪便,也会引起粪便中营养物随地表径流、亚表面流流失,从而污染水体。。(4)网箱养鱼流域曾受传统经济发展模式一一库区群众靠水吃水的影响,在20世纪90年代围绕水库进行经济开发,开发形式大多以积极引导群众进行网箱养鱼为主,使得网箱养鱼发展到了一定的规模,其中约一半迸行人工投饵养殖,创造了较为可观的经济效益的同时,网箱养鱼的负面影响也出现了,主要是向水中投放的饵料,明显增加了水体和底质中"IT、TN等营养物质的浓度,引起溶解氧减少,水库水质恶化,另外,进行投喂,所投饵料并没有完全被鱼食用,导致水库中TP、TN含量较高,多,而TP、TN一旦进入水库底泥中,其含量就需要在一定长时期内才能降低,加上水库水流缓慢,滞留时间长,故尽管距水库网箱养鱼有4、黄前水库富营养化程度较高,达富营养状况以上。分析表明,水库是通过对黄前水库研究区污染因子分析表明,影响水库水环境质量的主6l进行网箱投饵养殖时,养殖户缺乏具体的定量指导,而是根据自己的经验加剧了水库的富营养化。同时由于当初网箱养鱼集中在库中区域的比坝前5年了。但是近期的影响还一时难以得到消除,库中富营养化状态基本比坝前严重也受这个因素的影响。3.4.5小结一个受P控制的湖泊,具有内源富营养化及外源污染型富营养化协同作用的特征,尤其是外来增加的N、P等营养盐在库内迅速积累是其富营养化的一个促进因素。水体营养级别不断上升的趋势不容忽视,这对黄前水库是一个潜在的威胁。如不及时采取行之有效的水质保护措施,则会导致富营养化水体范围的扩大、富营养化程度的越来越严重,爆发富营养化灾害的危害性越来越高的后果。3.5黄前水库水环境容量研究城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例要污染因子为CODM。、COD、TP、TN和FC这5项。从水源保护的角度出发,以国家II类水标准为界限,以1997~2003年水库水质监测数据(1997~2000年数据共享于泰安市水文水资源局)和2003年水库水质监测数据分别对黄前水库进行年际与年内水环境容量研究。3.5.1年际水环境容量研究鉴于1997~2003年每年主要污染物质中都共同含有超标物质CODM。和TP,以及为了能研究水库年际水环境容量的目的,针对这2项指标,研究结果见表27。表27.黄前水库年际水环境容量计算表单位:tTab.27WaterenvironmentalCODM。capacityofHuangqianReservoirindifferentyearsTP时间1997199819992000Ci2.82.652.46.63。23.0253.653.475We99.6191.86770.080188.133159.86892.13946.319106.859Wo142.3138.670116.800114.020199.835121.83750.761126.318wq(+)/WkO42.69Ci0.0780.0340.040.06o.0140.0180.0530.042Wc2.7571.1701.1681.7100.7140.5330.6771.247Wo0.8890.8670.7300.713l,2490.7610.3170.789Wq(+),v限(一).1.868.0.303-0.438-0.9970,5350.228.0.360.0.45846.80346.720-74.11339.96729.6984.442}200l20022003均值19.459由表27知,CODM。的环境容量状况比TP好,CODM.需削减年占研究期间的14.3%,而TP需削减年占研究期间的71.4%,具体分析如下:CODMn除了2000年纳污量高于环境容量,需要削减74.113t外,其余6年纳污量均小于环境容量,即尚有一定的剩余环境容量。环境容量与纳污量之比在1.1~1.7之间。整体剩余环境容量状况较好,还可承受19.459t的纳污能力。但是年际间剩余环境容量呈减少趋势,尤其是2001~2003年,减少的趋势很明显,幅度也较大,2003年比2001年减少了35.525f的剩余环境容量,说明水库逐年所纳CODMn量越来越多,要引起重视了。TP的剩余环境容量状况与CODM。相比,则差多了,除了2001和2002年分别留有0.535t和0.228t较少剩余容量外,其它5年均需要削减,最大削减年在1997年。该削减1.868t。纳污量与环境容量之比在1.3~3.1之闼。整体已没有剩余环境容量,相反该削减其0.458t的纳污量,故需采取山东农业大学硕士学位论文有效措施对TP进行控制。年际间,2001~2003年所纳TP量比前4年少多了,说明水库所纳TP量有减少的趋势。3.5.2年内水环境容量研究因2003年是本文研究时间内离目前最近的年份,具有现状性,且水质评价部分已分析出2003年超标物质为CODMn、COD、TP、TN和FC这5项,包含了2001~2002每年的超标物质,具有包含性,故选取2003年中这5项进行年内水环境容量研究,结果见表28。表28.2003年年内水环境容量计算表Tab.28单位:除FC为亿个外,其它为t.2003WaterenvironmentalcapacityofHuangqianReservoirin.时间…1月2月些!生盟!二COD104,902.88.68664.032-46.57022.720-14.70714.54266.00073.923224.01075.012・il.22640.329CODMn1.65212.12812.5289.9791.136-4.125-5.288-6.6007.212TP0.0830.0760.0700.042-0.182-0.233・2.380-0.330-0.631-0.098・0.200.047-0.31lTN-20.402.15.918.16.008—7.900.10.542-4.412-45.873.152.790.131.620.150.420—58.693.71.987一57.214FC33.04030.32027.52716.6328.0436.593.5.02438.940.6.85l36.1368.29918.59817.6883月4月5月6月7月8月9月1lO月8.8431月4.78812.62912月均值4.574由表28知,首先,TN:年内12个月中。环境容量需削减月达100%,即每个月的纳污量都超过了环境容量,没有剩余容量。需削减量最高值在8月,达152.790t,比需削减值最低月6月的含量4.412t高148.378t,年均需削减57.214t,故TN年度内环境容量需削减的现象非常严重,应引起重视;其次,TP:12个月中,5.11月连续7个月环境容量需削减,其余5个月均有一定的剩余容量,需削减月达58.3%,削减量最高在7月(2.380t),年均需削减0.311h再次,COD:12个月中,需削减月达33.3%,分别为2、4、6和12月,削减量最高在2月(88.686t),年均还有40.329t的剩余环境容量:再其次,CODM。;需削减月达25%(6.8月),8城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例月为应削减最高值(6.600t),与削减最低量6月的4.125t相差不大,年均还有4.574t的剩余环境容量;最后,FC:需自4减月达16.7%,分别为7和9月,2个月的削减量相差不大,依次为5.024亿个和6.851亿个,年均还有17.688亿个的剩余环境容量。3.5.3小结年际,CODM。的剩余环境容量状况比TP好,但其剩余环境容量呈年减少趋势,且后3年减少幅度较大现象要引起重视了。而TP有剩余环境容量年只在2001和2002年,整体已没有剩余环境容量,但2001~2003年所纳TP量比前4年少多了,说明水库所纳TP量有减少的趋势。年内,TN、TP、COD、CODMn和FC各自需削减环境容量月所占比例依次为:100%、58.3%、33.3%、25%、16.7%。TN:12个月中每个月环境容量都需削减,需削减量在汛期达到高峰值,年均已没有剩余容量;量:CODM。:需削减月在汛期,需削减最高值在8月,年均还有剩余环境据前面分析,1997~2003年影响黄前水库水质的共同参数为CODM。、7362C,5243l5J,6E魁疑2ll050O1997199819992000200120022003年份1997199819992000200120022。∞图7.1长系列水质浓度趋势变化圈圈7.2长系列承质总重趋势变化圈图7.年际水库水质浓度和总量趋势变化图Fig.7TrendmapofcontentsandgrossofwaterqualityindifferentyearsTP:需削减月主要在汛期,削减量最高在7月,年均已没有剩余容量;COD:汛期还有剩余容量,需削减量最高在2月,年均也还有剩余环境容容量;FC:需削减月为7和9月,年均还有剩余环境容量。3.6黄前水库水质趋势分析3.6.1年际水库水质变化趋势山东农业大学硕士学位论文TP,故绘制其浓度及总量图来研究年际水库水质变化趋势,见图7。由图7.1、7.2知,CODM。、TP两者浓度和总量的变化趋势都分别大体一致。浓度变化基本呈w型,1997~2000年形成一个由峰值至Ⅱ低谷再到峰值的周期,2000年~2003年变化趋势与1997~2000年变化趋势一致;总量变化趋势为1997~2000年也形成~个峰值到低谷再到峰值的现象,2000年~2003年的变化趋势与1997~2000年接近,只是2003年峰值现象没有2000年的明显,只是有了量提高的趋势。3.6.2年内水库水质变化趋势由单因子评价部分知(图5),CODm。、COD、TP、TN、FC参数基本都是汛期(5--9月)浓度偏高,这是由于随着降雨径流的汇入,污染源的污染物进入水库,使得污染物的浓度升高,10~4月份浓度有所下降。3.6.3小结年际水库水质参数的浓度和总量变化基本呈W型,1997~2000和2000年~2003年基本是形成峰值到低谷再到峰值的周期现象。年内水库水质参数变化趋势则基本都是汛期浓度比非汛期高。3.7影响水库水质因素分析由水库水质变化趋势知,水质参数的变化虽有一定的规律,但其还受许多不确定因素,如流域降雨径流、水库蓄水量大小、网箱养鱼等的影响。3.7.1降雨径流对水质的影响表29.黄前水库降雨前后水质参数统计表Tab.29StatisticsofReservoir’swaterparameterbeforeandafterrainfall堕塑塑重70.s竖盟煎亘墅塑坠堑蔓些型盟Q2塑婴瑚,.07・991-o,69.s1996.08160.,m8-08s们疰埔瓢单位为肿珥其它物质单位均为mgL莲需:器磊霪磊譬;;:::;莲需兽;::,;:j霪需垤3.0。;:;:M.06:篓::;:.∞17:m.01;0。:暑:;:器:暑嚣::::.m02;:.m02城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例降雨形成的径流将地面沉积物冲入水库,引起水库各水质参数含量的增高。泰安水文水资源勘测局于1989年7月、1991年7月、1996年8月和1998年8月对黄前水库降雨前后进行了水质监测,由对影响水库水质的主要水质参数的分析可看出,降雨后与降雨前相比,SS、CODMn、NH3.N、N02.N和TP均有不同程度的提高,结果见表29。3.7,2水库蓄水量对水质的影晌‘水库2001年6月~2003年12月的蓄水量大小与对应的CODM。、COD、TP、TN和FC每月各自的浓度统计结果,见表30。表30.水库每月蓄水量与各水质参数对应的浓度统计结果表Tab.30StatisticsofReservoir’ssluicecapacityandeachwaterparametercOrrespOndiⅡgconcentrations堕囹2001—062001-072001.082001-09200l一102001—1l2001.122002.0l2002-02董查量4934.14978.2536552475022.34801.74622.844684306382l35953464321727582633£Q望丛。3.73.83.51.253.853.352.952.42.152.12.92.252.953.14.64.53.35333.93.23.12.83.75£鱼坚15.76.057.5519.552.8513.9“.6婴!笪0.03O.01O.0150.0050.015O.02里曼175O23023074.4255.095.555.5454.724.3354.2554.5554-417.53.53.513.5O448.532.51176092.53I.5O.0050.0050O。OlO.01O.03O.020.0250.010.03O.03O.030.0lO.02O.02O.020.020.0653.512.115.s52∞21032002.042002.052002-062002m72002-082002.092002—102002.112002.122003-012003.022003.032003-042003_0510_313.218.1521.21832.126.914.42.558.6520.8510.420.6lO4.4854.0753.8253.162.492.02l_3551.271-071.735237821541951180614.500O22.5O23016521516139283l‘6454.41.551.651.452.82山东农业大学硕士学位论文2003-062003.072003.082003.092003,102003.112003一12358.71322220018031965798935.55.154.44,33.619.113.91210.93,65.616.20.090.2050.040.061.733.977A457.8162238023023801613.553.42.650.030.050.028.1557.8558.19596012由表30知,水库蓄水量大于1000万m3时,水库中对水质状况有明显影响的这5项的浓度是比较稳定的,蓄水量的变化不会对水库水质有较大的影响;随着水库蓄水量的减少,各物质含量急剧上升,说明水库蓄水量小于1000万m3时,蓄水量对水库水质有较大影响,蓄水量越小,水质越差。而且,由于从2002年4月一直到本文研究的2003年12月期间,水库都在加固维修中,蓄水量较2001年6月至2002年3月减少很多(2003年6月达到历年来最低僮358.7万m3),使水库自净能力下降,两由各水质参数的浓度知,参数的含量值在2002年4月至2003年12月期间都绝大部分比2001年6月至2002年3月有所降低,说明2002年以前水库正常蓄水情况下,水库水质污染情况是较严重的,而随着最近2年的环境治理初见成效,水库水质污染情况虽然还是严重,但是有好转趋势。3.7.3网箱养鱼对水库水质的影响网箱养鱼曾是黄前水库1998年前后兴起的高产高效养殖业,据1998年资料显示,当年有网箱四亩,年产鱼60万t,年投放饲料量130多t,由于投放的饲料中含有抗生素、激素等药物成分,对水体污染严重。由泰安市水文水资源局1997~1998年在水库西入口、东入口、网箱、库中和出口布设的5个采样点的水质监测资料知(见表31):网箱养鱼对水库水质有着明显的影响,从对影响水质程度较大的DO、CODM。和TP等的数据来看,网箱养鱼处DO的含量基本比入口低;反映水库水体中有机物含量的CODu,、反映水库水体富营养化的TP含量均比其它地方高。在整个水库中,网箱养鱼处相对来说是水库水质较差的地方。同时由于库中心距网箱养鱼处较近,其水质也受到网箱养鱼的影响,各污染物对库中心的污染程度比入口和出口处严重。城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——咀泰安市黄前水库为例表31.黄前水库库内外水质监测数据统计Tab.31Datastatisticofwater【lualityinsideandoutsideHuangqianReservo|r时间监测点pH西入口8,99.3东入口97,09网箱9.3厍中8.6出口7.87.88.57.987.87.687.97.98.98.188-38.38.88.87.88.1S04。34.638.434.630.731.740.342-337。535.528.843.24842.3CI‘D012.8CODM。BOD51.4l_94.84.32.60.9O.82,22.22.11.1l_32.32.51.51.32.32.71.92.32.92.82.42.52.63.40.30.82.82TP0.070.020.080.08N03.N5.757.022VP00050.0020.007<O.002<O.002<O.002<O.002<0.0029.29.81010.22.6813.111119.9319.519.511。71.91<tO.0022.123.966.311.171.131.24.021.80.8O.30.7O.51.3O.32.21.71.71.6O.921.80.41.23.42.9O.02<O.Ol<O.010.02O.110.1O.040.030.020.020.Ol<0.01<o.01O.09<O.01O.060.060.020.030.020.060.040.030.050.029O.050.0450.052西入口东入口97.1l12.87。67.66.111.114.112.2n.8网箱库中出口11t312.1161611.312.11l1612.112.114.215.612.812.112.19.578,5111.311.34.9614.3211.711.5210.55<O.002<o.002<O.002<O.002…,…u‘….…~西入口东入口6.811.23库中出口75.928.837.534.636.538.439.439.439.439.436.542.337.520.238.439.1437.2533.7841.781.423.225.41.551.64.25.061.561.611.563.86<0.002<0.002<O.002<0.002<0.002西入口库中出口13.414.712.411.89.79.91010.25.38.787.4东入口8.4西入口东入口98.05<O.002<0.002<o.002<O.002<0.002<0.002<0.002<0.002<O.002<0.002网箱库中出口0.90.60-4西入口98.08东入口88.2阿箱库中出口8.27.88.348.558.277.853.871.941.941.84.961.65l。581.629.13.510.788.75lO.286.853.231.633.332。852.551.61.61.40.872.131.781.48。笠翟‘入口网箱库中出口3.7.4小结由以上分析可知,降雨径流、水库蓄水量和网箱养鱼是影响水库水质的3个因子:降雨后污染物的浓度都比降雨前有不同程度的提高;水库蓄水量大于1000万m3时,水库中污染物的浓度比较稳定。蓄水量小于1000万m3时,蓄水量越小,水质越差;网箱养鱼处是水库水质较差的地方。另外,确定因素和不确定因素还有许多,其共同作用,使得水库水质较差,山东农业大学硕士学位论文应加强流域污染源管理、减少以前网箱养鱼带来的不良后果,并对水库水量作合理的调蓄,可使水库水质转好。4讨论4.1污染源对水环境的影响(1)点源污染对水环境的影响。由于我国长期以来实旖的低水价,和对大部分乡镇企业污水处理方面管理的不严,不少乡镇企业宁愿多花水费,也不愿建设污水处理设施,导致我国乡镇企业因其污染治理力度差,排污强度大,而成为全国点源污染的一大贡献户,对水环境造成的污染明显高于城市企业,如,乡镇企业中造纸业排放废水8亿t,相当于全国82个主要城市造纸业的废水排放总量,单位产值的废水排放量为城市的2。55倍,且有些乡镇企业就地排放。对河流、土壤等造成更加严重的后果,有些是不可逆转的【130‘1321。本研究结果表明,黄前水库还存在一定的点源污染问题,13家乡镇企业为流域内的重点点污染源,其污水未经任何处理就直接排放,最终汇入黄前水库。具体按行业分:织丝厂1家,纸箱厂2家,石英砂石材厂4家,食品1家,建筑公司3家,农具厂1家,地板厂1家。主要污染因子为COD和ss。但对每个污染源对黄前水库的污染程度还有待进一步的研究;如何采取措施加强点源污染的治理也是净化黄前水库水质应该注意的问题。(2)非点源污染对水环境的影响。非点源污染对水环境的影响问题越来越引起人们的重视。因其污染范围较广,控制较难,定量描述较困难等原因,已成为目前水环境污染问题的难点和热点f133。3翻。一些发达国家的多年研究证实,非点源污染已经占整个污染源的40--50%左右,以后随着点源污染的有效治理,非点源污染所占的比例将会增加,其中,农业污染源已成为最主要的非点源污染形式。美国1990年的调查评估报告显示:农业非点源占非点源总量的68~83%,影响到50~70%受污染或威胁的地表水体【”71。德国的研究资料表明,农业排放P所形成的水体污染,已成为极普遍的环境问题【1381。在荷兰,来自农田的N、P的负荷分别占60%和50%左右。在我国,有许多研究结果也表明来自农田的N、P对地表水污染有着相当大的贡献口39。44J。非点源污染最为直接最为显著的危害城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例对象是水环境,对水体环境的污染主要为①以N、P等营养型污染物污染。②以毒害型污染物污染。这主要归结于农药、除草剂及其降解产物。本项研究表明,流域内非点源污染是导致黄前水库水体污染的主要原因。其主要污染类型包括有:生活污染源(生活污水,人粪尿和大量洗衣粉使用带来的污染);农用化学品污染源(氮肥、磷肥、钾肥、复合肥等化肥,杀虫剂、杀菌剂、除草剂等一般农药及氧化乐果、3911、甲基异柳磷等高剧毒农药,农用薄膜);畜禽粪尿污染源(牛、马、驴、家禽、羊、生猪所排的尿,粪和畜禽舍冲洗的废水);秸秆污染;旅游污染;内污染源等。主要污染因子为COD、TN、rip。COD产生的绝对排放量和进入水体的绝对量最大、TN其次、TP最少。TP的等标排放总量和等标排放率最高,TN次之,COD最低。因此,如何加强对这些污染源的控制,将污染源的输入量降到最低限度:加强对污染物扩散途径的研究,以最大程度地减少非点源污染物的排放种类和数量,是黄前水库水体保护的主要问题。4.2水质评价方法水质污染是我国最为突出的水环境问题。区域水环境质量评价作为水资源保护的一项重要基础性工作,是进行水资源系统管理的一项重要依据。而由于我国水质评价自身存在的特殊性,其评价方法的缺陷一直是对水资源进行科学管理的瓶颈之一。主要表现为【145】:(1)迄今没有一个被大家公认通用的、具有可比性的水质评价方法。各地各部门在进行水质评价时,选用评价方法的任意性很强,评价的结果不便于与其它地区水质状况进行比较,因而也不能准确反映本地的相对污染状态,国家难以全面掌握水环境污染的时空分布态势,其结果难以被公众接受,达不到水质评价的目的。(2)缺乏比较客观的确定环境因子权重的量化方法。在多因子的水质综合评价中,各因子对环境污染的贡献是不同的,而目前缺乏统一的客观的定权方法,这对评价结果的可比性影响较大。’要对目前我国水质评价方法给出一个孰优孰劣、孰好孰坏的结论可能比较困难,下面主要根据目前我国水环境评价的现状和水环境管理的要求,对水环境质量评价方法的研究方向作一探讨。作者认为,从以适山东农业大学硕士学位论文应国家对水资源系统规划、管理和决策的需要为目的这一角度而言,一个好的水质评价方法应满足以下要求:(1)普遍性。对我国各大流域有一定的普遍适用性,其结果能给决策者提供反映我国各水体污染的特点等信息。(2)准确性。评价结果的水质类别要符合国家水质控制标准的要求,如某水体中已经有项目浓度超过饮用水源地三类标准限值,而评价结果判别该水体为符合水源地水质要求三类水质,则是不合适的,将会给人群健康带来威胁。(3)可比性。要便于时空比较,能反映某条河流水质随时空的变化情况且对属于同一类别的不同水体,要能够进行优劣比较。(4)实用性。即方法应该简单、方便,众易于接受,发挥监督作用。(5)特殊性。即要能反映某水体水质评价的特殊性。水质综合评价与其它介质评价的区别在于:水质标准反映的是某种使用功能的允许值,这点不同于大气或噪声污染程度的评价。因为目前国家没有对水质评价方法做硬性规定,对评价方法研究和从业人员来说,据以上要求对各种评价方法进行进一步的研究、改进和完善,是以后值得探讨的方向。本研究采用目前国家通用的单因子评价法和污染指数法,较好的借用了各自方法所长对水库水质进行了分析与评价:单因子评价法清楚地表明了水库水体每一个指标的污染和超标情况;污染指数法表明了多个指标的综合作用,描述了总体水质情况。评价结果都较好的与黄前水库实际水质状况相吻合,有一定的科学依据,对水污染控制规划也有较好评价结果要简单、意义明了,一方面给决策者一目了然的水质污染信息和利于推广使用,另一方面使群的实用意义和指导作用。利用水库水质模型对水库水质进行预测应该是以后值得研究的方向,便于建立水库水质控制与防治的方案,达到水质控制目标。4.3水体富营养化天然富营养化过程是一个相当缓慢的过程,往往需要几千年,甚至更长的对问才能完成。但在人类活动的影响下,当今富营养化的进程大大加7l城市饮用永源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为倒快。而湖泊富营养化的危害很大,影响深远,它不仅在经济上造成损失,而且危害人类健康。其危害主要有①影响供水水质,增加制水成本,同时危害人们的身体健康。②影响湖泊水体的生态环境。③影响水体的感观性状④影响渔业等生物资源利用,水体经济价值降低【14。14引。于是,开展富营养化治理问题已越来越成为世界各国生态学家与环境科学家研究的热点020.122]。西方发达国家已经历近半个世纪的研究和探索,治理过程~般要少则十几年,多则几十年时间[149]。如日本在琵琶湖水环境治理上,历经25年,耗资1000多亿元,才基本遏制了琵琶湖水质恶化的趋势,但其水质改善过程也很缓慢;欧洲的康斯坦茨湖为控制磷的输入,用了15年时间和65亿德国马克,才显示了水质改善的迹象。我国自20世纪70年代湖泊水库的富营氧化问题日趋严重,尤其是其引起的蓝藻水花问题给沿湖城市的供水造成了困难,在一定程度上阻碍和了湖泊水库所在流域的经济和社会发展,自“六五”起就全面开展了富营养化的研究和治理工作,特别是“九五”期间,国家耗资上百亿元对太湖、滇池和巢湖开展了重点整治,有关地方也对城市湖泊进行了整治,但迄今为止,无一湖泊的治理达到了较为理想的效果,其有治理强度不够的原因,也有对湖泊生态系统认识不全面,没有采取综合治理措旌。本文研究的黄前水库富营养化程度达富营养状况以上,水库具有内源富营养化及外源污染型富营养化协同作用的特征,且富营养化程度有逐年加重的趋势,这是一个亟待解决的问题。今后除了要继续对黄前水库进行常规监测外,还要加强对浮游植物生物量及叶绿素等指标的监测,这样更能全面说明水库富营养化现象。另外,还要加强流域经济发展与水环境演变的相互作用、黄前水库富营养化形成机理、水库的生态修复与治理技术等方面的研究,而其中的水库的生态修复与治理技术是一项长期、艰巨、复杂的系统工程,需要我们多学科、多方面的协同配合,共同研究和寻找适合黄前水库水环境治理和生态修复的最佳技术路线。4.4水环境容量对于建立水环境容量的基本理论与计算方法以及在实际应用方面,国内外许多专家学者都作了大量的工作[150-15s]。概括地说,定性描述水环境容量较为容易;但在定量方面的研究工作仍面临很大困难。如①由于各种山东农业大学硕士学位论文污染物之间存在许多复杂的关系(如水体自净能力、各污染物间的协同与拮抗作用等),因而如何准确定量水环境容量成为难题,故以后要加强了解水环境净化能力与自然背景条件等。②在水体内,每个污染物的分布、迁移、转化等方面的差异很大,认识清楚各个污染物在水体系统内的运转规律等应成为另一研究问题。⑨从目前的情况来看,对水环境容量时间和空间范围问题的研究正处在分解一一综合的分解阶段,从研究单一污染物的环境容量入手,提出通用的环境容量计算方法,然后向多污染物的综合环境容量过渡。按照本文的方法计算出来的水环境容量,事实上是理论容量,是最大可接纳的污染物的量,实际可用的容量要小于这个值。考虑到可持续发展的需要,我们不应将其完全利用,而应该预留一部分容量,以作为突发事件等特殊情况的备用。至于预留的比例,这十分值得研究。还应进一步系统考虑水体物理、化学和生物等自净能力,考虑污染受流域水文水力和自身特性等因素的影响,采用科学的数学模型计算黄前水库水环境容量及污染物控制排放量。在总量控制的基础上,确定目标年限内污染物削减总量。另外,流域水体功能区划分是水环境容量计算的基础[156】,本文是将其视为整体一个功能区,故结果虽然客观地反映了水库日前水环境容量的状况,但不能完全代表实际的作为饮用水源地功能区那里的水环境容量。而且,目前水体功能区划分的做法是逐段进行的,这种做法存在~定的问题,即两个功能区交界处,如果上一个功能区水质标准较高,而下一个功能区标准较低,水质浓度会有一个陡降,这在实际上是不可能的,它们中间应有一个过渡区。而在实际功能区划分工作中考虑到这一点的还很少,这是一个值得深入研究的问题。4.5建议黄前水库流域非点源污染是主要的污染源;入库支流下港和麻塔监测断面处水质污染也较严重:坝前和库中水质综合评价均是超V类水;水库营养化状态为富营养化以上;主要污染物的环境容量不容乐观,尤其是TN。综合以上,所以黄前水库不能继续作为泰安市直接的生活饮用水水源地。如不采取措施,继续维持水质现状,将给整个泰安城市的人民生活健城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——咀泰安市黄前水库为例康带来巨大威胁。本研究结合水库水质分析与评价,提出以下建议:(1)加强库区生态环境保护,防治水土流失。大量污染源,是伴随地表径流、土壤流失而进入水库水体的,应设法减少和控制天然径流带入的污染物,加大水库流域荒山绿化力度,提高植被覆盖率,做好水土保持工作。(2)采取有效措施,加快控制水库流域农业污染源。流域内化肥、农药的大量使用,造成氮、磷及有机物在汛期随着降雨径流汇集入水库,致使水库水质汛期污染严重。因此,从源头抓起,尽可能将农业非点源污染控制在最小范围内,确保经济、生态和社会的协调方展。这就需要调整流域内产业结构,提倡科学种田模式,推行高科技含量、精细化的生态农业建设,向有利于降低和控制流域内农业化肥及农药施用强度的方向发展,并提倡广泛使用有机肥、微生物肥料,推广生物农药等,降低和控制流域内农业化肥及农药施用强度。(3)控制污染源,加大生活污水和畜禽污水处理力度。水库流域内的生活废污水和畜禽污水,大都直接汇进水体。这些废污水中含有较多的污染物质,尤其是大量含磷洗涤剂,加重了水体含磷量,直接影响水体的富营养化程度。因此,抓紧对生活污水和和畜禽污水进行净化处理,是势在必行的最根本措施,要进一步禁止销售、使用含磷洗涤剂,提倡使用由天然原料制成、使用后可被微生物分解的肥皂或洗涤剂和合理布局畜软业的规模和结构。(4)切实做好水库的环境监控、监测工作。及有关部门,要继续建立和健全对水库水质定期常规监测和应急监测相结合的水库水质监测网络,及时分析、研究和掌握污染物的来源、分布.和迁移规律等方面的水质状态和变化规律。同时,要做好水库资源的合理利用,保障泰城人们健康,谋求泰城社会、经济和环境的持续协调发展,以及水资源、水环境的永久利用。5结论本研究经过2年的基础资料收集、污染源调查,水库水质监测与评价,富营养化评价和环境容量研究,得到以下主要结论:74山东农业大学硕士学位论文5.1在水库集水区内,非点源污染与点源污染同时并存,而且,与点源污染相比,非点源污染危害规模更大,防治更加困难。非点源污染主要包括:生活污染源(生活污水,人粪尿和大量洗衣粉使用带来的污染):农用化学品污染源(氮肥、磷肥、钾肥、复合肥等化肥,杀虫剂、杀菌剂、除草剂等一般农药及氧化乐果、391l、甲基异柳磷等高剧毒农药,农用薄膜):畜禽粪尿污染源(牛、马、驴、家禽、羊、生猪所排的尿,粪和畜禽舍冲洗的废水);主要污染因子为COD、TN、TP。点源污染对水库水质的影响也不容忽视,点源污染对水库水质的影响也不容忽视,主要类型有:织丝厂;纸箱厂;石英砂石材厂;食品:建筑公司;农具厂;地板厂,泰安织丝厂和下港石英砂厂是对流域水环境造成污染最严重的两大点源,年排废水量分别为40.0万t和15.0万t,主要污染因子为COD和SS。5.2入库西支水质整体比东支水质差,但西支入口处水质比东支入口处好。东支水质上游至下游逐步恶化,而西支上游比最下游宋家庄桥处差。主要影响因子有N03-N、TP、FC和Ⅵ,,超标因子为N03-N,超标断面为东支下游下港和西支麻塔监测断面;库区水质以污染指标和微生物指标污染并重。连续31个月坝前和库中2监测点的水质综合评价,均为IⅡ类以上,绝大多数为超V类,两监测点每年的水质综合评价,也均为超v类。汛期污染较非汛期严重。坝前水质污染较库中严重。主要污染超标因子有:CODMn、COD、TP、TN和FC,其中TN超标较严重。年内,COD§aa、COD里多峰值变化,虽变化幅度不大,但是相对汛期值高于非汛期;TP和FC峰值现象较明显,高峰期集中在汛期。TN基本也是在汛期含量比非汛期高:年际,CODMn、TN、FC里v型变化;COD呈倒v型变化;TP呈现持续上升趋势。s.3黄前水库富营养化程度较高,坝前和库中营养分值均为75,属重富营养状况。全库营养分值为90,属极富营养化状况。2003年为富营养化最严重年份,每年库中富营养化状态都基本比坝前严重。TP为富营养化的潜在性营养盐。水库具有内源富营养化及污染型富营养化协同作用的特征,且面临着富营养化呈年加速发展的威胁,尤其是大量污染源直接或间接排入水库,使水库水体营养化加快进程越来越严重,爆发富营养化灾害的危害性越来越高。城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例5.4水库水体大部分因子的环境容量状况还好,只有CODM。COD、TP、TN和FC有纳污量超过其环境容量的现象,其中,TN纳污量超过其环境容量的频率最高,其需削减量也很高。具体,年际:CODM。的剩余环境容量呈年减少趋势,TP已没有剩余环境容量,但水库所纳TP量有减少的趋势:CODM。剩余环境容量整体状况比TP好。年内:TN和TP年均值显示已没有剩余容量,COD、CODM。和FC年均值显示还有剩余环境容草;CODM。、COD、TP、FC这4项每年需削减的月份基本都在汛期,TN则是年内每个月都需削减。山东农业大学硕士学位论文参考文献[1】张帆.环境与自然资源经济学.上海:上海人民出版社,1998[2]陈家琦,王浩.水资源学概论.北京:中国水利水电出版社,1996【3]杨纶标.模糊数学原理及应用(第三版).广≯Ft:华南理工大学出版社,2001【4]杨展里水污染物排放权交易技术方法研究.河海大学博士论文,2001[5】李英能,黄修桥,吴景社.水土资源评价与节水灌溉窥划.中国水利水电出版社,1998.5[6】钱易.人与环境的协调发展.来自科学前沿的报告.北京:清华大学出版社。1996【7]郑易生等.中国环境发展与评论.北京:社会科学文献出版社,1998[8]朱伯芳.关于我国防洪问题的~些思考.水问题论坛,1999,1【9]石玉林,卢良恕.中国农业需水与节水高效农业建设.中国水利水电出版社,2001f1013二燕飞冰污染控制技术.北京:化学工业出版社,2001【11]蔡自兴,桧光佑.人工智能及其应用(第二版).北京:清华大学出版社,1996【12】张岳,苏人琼,李荣生.提高抗早能力,建立节水型农业.中国水情分析研究报告,2000,35[13】张德荛,程晓冰.我国水环境问题及对策诌议.中国水利,2000,6[14]魏家泰,汪明娜.城市蓄水水库水质污染预测模型的研究.环境保护,2001,(10):46-48【15】周凯慧,刘霞,李化民,邢先双.黄前水库水质监测及变化规律研究冰土保持学报,2004,18(4):150-157[16]康洁.20世纪末全球水库的现状.海河水利,2000,1:38.39【17】杨锡臣。汪宪臣.中国的湖泊和水库.南京:江苏科学技术出版社,1989【18】杨明金,陈建明,林良珍,张素月.一起城市自来水异味原因分析与处理.水污染防治,2002,19(1):19-21【19】韩伟民,胡水景,金卫.千岛湖水环境质量调查与保护对策,湖泊科学,1996,8(4):337—344[20]支lJ燕生.官厅水系水源保护.北京市自然保护史志.北京:中国环境科学出版社,1995城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例【2l】舒金华,黄文钰,吴延根.中国湖泊营养类型的分类研究.湖泊科学,1996,8(3):193—199[22]金相灿,刘鸿亮,屠清瑛.中国湖泊富营养化.北京:中国环境科学出版社,1990[23]黄文钮,舒金华,吴延根.漏湖氮磷平衡研究.湖泊科学,1996,8(4):330.336[24]杨丽华,卓奋.湖泊水体磷污染及其防治对策.污染防治.技术,1996,9(1.2):47—48[25】吕兰军.潘阳湖富营养化调查与评价.湖泊科学,1996.8(3):241.247[261孙顺才,黄漪平.太湖.北京:海洋出版社,1993:196—261【27]VollenweiderwithparticularRA.Thescientificbasisoflakeandsteameutrophicationphosphorusandnitrogenasreferencetoeutrophicationfactors.Tech.Rep.OECD.ParisDASIDSI/68,1968,27:1-182[28]ChenCWandOrlobCT.EcologicalsimulationforaquaticenvironmentsanalysisandIn:PatternB.C,(Ed.)systemsimulationinEcology,V01.111.AcademicPress,NewYork,N.Y1975,476—587[29]NyholmN.Asimulationmodelforphytoptanktongrowthandnutrientcyclingineutrophicshallowlakes,Ec01.Model.1978,4:279—310[30]US.EnvironmentalProtection,AHvdrodvnamJcuser'sandwaterqualitymodelmenu.WASP4.1990[31]filg力.发展水利旅游应注意的几个问题.吉林水利,2003,5:69-74[32】水利部,2003年中国水资源公报一E京:水利部,2004[331曹磊.环境污染总量控制及其实施原则.甘肃环境研究与监测,1996,9(3):15—18,[341张晓东,池天河.基于地域环境资源容量的产业结构分析.地理科学进展,2000,19(4)t:366-373【35】贾蝾,薛惠峰.区域水资源承载力研究.西安理工大学学报,1998,14(4):382—387[36】田卫,俞穆清,刘桂琴.图们江地区水环境容量及其对区域开发的影响研究.地理科学,1998,18(2):169・175[37J王华东,张义生.环境质量评价.天津:天津科学技术出版社,1986[381史忠宝.建设项目环境影响评价(第二版).北京:中国环境科学出版社、1999山东农业大学硕士学位论文[39]N家环保总局监督管理司编.中国环境影响评价培训教材.北京:化学工业出版社.2000【401N桂芬.环境质量评价.北京:中国环境科学出版社,1989[41]兰文辉,安海燕.环境水质评价方法的分析与探讨.干早环境监测,2002,16(3):167-169【42J梁德华,蒋火华.河流水质综合评价方法的统一和改进.中国环境监测,18(2):63—66【43】中华人民共和国国家环境保护总局.中华人民共和国国家标准一一地表水环境质量标准GB3838.2002.北京:中国环境科学出版社.2002f441N.L,Nemerow.ScientificStreamPollutionAnalysis.McGraw-Hill,NewY0rk.1974[45]NTXN.环境质量综合指数简介.环境科学,1979,2:74[46】申葆诚,徐国义.HilbenSpace理论在环境污染综合评价中的应用,环境科学,1980,2(4):57.79[47]林宗振.计算环境质量综合指数的混合加权模式.环境科学,1979,2:67.84148j张松滨,王风翔.环境质量评价中的指数聚类法.环境保护,1991。6:21,16[49】张松滨.环境质量评价中的组合指数模式.环境保护,1989,12:18.19【50】慕金波,候克复.灰色聚类法在水环境质量评价中的应用.环境科学,1991,12(2):86.90[51】肖新平.灰色聚类关联分析法及其在大气环境质量评价中的应用.环境科学进展,1997,5(4):56.61[52】史晓新,夏军.水质综合评价灰色模式识别模型及应用.中国环境科学,1997,17(2):127.130【53】陆洲,夏秋颖,周琳,马涛.等斜率灰色聚类法在地面水环境质量评价中的应用.环境保护科学,2000,26(5):43-46[54】贺青.水质评价的宽域灰色决策法.云南环境科学,1995,14(I):19-23【551樊庆锌,郭威,孟宪林.加权灰色局势决策法在环境空气质量评价中的应用.环境保护科学,1999,25(5):45-48[56]李万海,张松滨,齐爱玖,王红.梯形灰色聚类分析与环境质量评价.吉林化工学院学报,2002。19(1):23.25城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例[57]徐福留.水环境综合整治方案灰色多目标优化模型.中国环境科学,1994,14(5):361—365[58]张美华,陈宏.几种模糊聚类法在环境质量综合评价中的应用.重庆环境科学,1999,21(3)113—16f59]翟由涛,赵玉军.模糊综合指数在判断水质变化趋势和水体管理中的应用.中国环境科学,1995,13(6):44—50[60]吴杰,崔明.贴近度在水质综台评价中的应用.水文,1992,2:50-52【61]李风仙.模糊距离模型在环境质量评价中应用.环境保护,1995,1:34.35【62]张旭臣.水质分级评价的模糊数学方法研究.水文,1998,6:24-27[63]冯玉国.改进的模糊相似选择法在地下水水质污染综合评价中的应用.环境科学进展,1995,3(2):59-62[64】肖继先.应用模糊综合评价级数评价大气环境质量.环境工程,1997,12(6):46—49[65]袁建球,沈国华.运用模糊综合评判分级保证率法评价总体水质初探.水文,1997.4:53-55【66]t匡1平,王洪光.物元分析法用于水环境质量的评价比较.干早环境监测,1997,11(2):65—67【67】刘国东,黄川友,丁晶.水质综合评价的神经网络模型.中国环境科学,1998,18(6):514—517[68]王李管,贾明涛.水质评价及预测的神经网络方法.环境工程,1998,16(2):62.65【69】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.环境工程,2002,18(6):50-54[7讣李柞泳,郭丽婷,欧阳洁.水环境质量评价的普适指数公式.环境科学研究,2001,14(3):56-58【7l】叶建辉,张荷生.层次分析法在石羊河流域环境评价中的应用.福建地理,1998,13(2):11-16【72]邓新民,倪长健.水质评价的污染损害指数公式.成都信息工程学院学报,2001,16(4):233-236【73】王锦国,周志芳,袁永生.可拓评价方法在环境质量综合评价中的应用.80山东农业大学硕士学位论文环境科学研究,2002,30(1):15.18【74]张松滨.密切值法在环境质量评价中的应用.环境保护,1989,8:14—23[75]史宝忠.水质评价的~种新方法一~水质综合特征模式.中国环境科学,1994,14(4):273—276[76】张松滨,王风翔.矩阵排序法与环境质量评价.环境保护,1991,6:23.28f77J陈东景,马安青,徐中民,程国栋.因子分析法在水质译价中的应用.水文,2002,22(3):29-31[781射剑,彭立军.主成分分析方法在环境质量评价中的应用.中国环境科学,1986,6(2):24.29【79]EdwardB,etal.Economicvaluationofweilands.RamsarConventionBurean.1and,Switzerland,1997【80]JorgensenS.E.andVollenweider1L,PrincirllesofLakeManagement.InternationalLakeEnvironmentCommitteeandUnitedNationsEnvironmentProgramme,1989[81]YongRThe”newscience”ofwetlandrestoration.EnvironmentalScience&Technology.1996.7:292—296[82]ErwinKketal.SuccessfulconstructionofatieshwaterherbaceonsmarshinSouthFIorida,USA,In:MitschWJed.(310balwellands:oldworldIiurnides,Bullelallnew.E1sevierNetherlands,1994r83]LarssonT.ControledesmseuxetconservadondeszonesinMensualdeO缳ceNationaldelaChasse.1994.189:18.21r84]ChambersJMandMeCombAJ.Establishmentofwetlandecos),stemsinJed.GloballakescreatedbymininginWesternAustralia.In:MitsehWwetlands:oldworldandnew.Elsevier,Netherlands,1994[85]McCoyMBandRodriguenJM,Cattail(Typhadominguensis)eradicadicadonmethodsintherestorationofatropical,seasonal,freshwatermarsh.In:MitschWJed.G10balwedlands:oldworldacidNew.Elsevier,Netherlands,1994.【86】中国科学院南京地理研究所.太湖综合调查初步报告.科学出版社,1965[871qu国科学院南京地理研究所.太湖环境质量的研究,1982[881N[]瑜.江苏风景区湖泊水质评价.环境质量评价文集,1982城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为倒【89】金相灿等.中国湖泊环境.北京:中国环境科学出版社,1995【90]叶春.洱海湖滨带生态恢复工程模式研究.北京:中国环境科学研究院.1999[91】金相灿.湖泊富营养化控制管理技术.北京:化学工业出版社,2001[92]郑凡,张振杰,韩静,张燕.汾河水库水质调查与评价.山西水利科技,2002,145(3):72.74【93】王华东,薛纪渝等.环境影响评价.高等教育出版社,1989[94J崔凤军,环境承载力初探冲国人口・资源与环境,1995,5f1):76.80[95】王满堂,王晓平.水环境中有机物环境容量评价方法研究.陕西环境,1999,6(4):10—12[96]张永良.水环境容量基本概念的发展,环境科学研究,1992,5(3):59.61[97】文祯中.环境容量的界定与.家畜生态,2000,2l(4):24.26198]华小梅,江希流.我国农药环境污染与危害的特点及控制对策.环境科学研究,2000,l3(3):40.43[99]惠泱河,蒋晓辉.水资源承载力评价指标体系研究.水土保持通报,200l,2l(1):30.34[100J徐斌施介宽,秦艳.功能区排放负荷污染系数百分比分配法研究.环境科学学报,2001,21(3):364—367[101】国家环保局监督管理司.环境影响评价培训教材.石油工业出版社。2000【102]程声通等.环境系统分析.北京:高等教育出版社.1990[103]陆雍森.环境评价.上海:同济大学出版社.1999【1041qb华人民共和国环境保护行业标准一一环境影响评价技术导则HJ/T2,I一粥.北京:中国环境科学出版社,1993[105]1薹家环保局.环境规划指南_b京:清华大学出版社.1994[106】耿世刚.城市工业固体废物污染评价方法初探.环境科学研究,1995,(5):13.16【107]沈德富.论排放环境目标值与污染源评价.交通环保,1995,(2):s.15[108]王晓燕.非点源污染定量研究的理论及方法:首都师范大学学报(自然科学版),1996,(3):4.9山东农业大学硕士学位论文[109]胡雪涛等.非点源污染模型研究.环境科学,2002,(5):6-11[1lO]李贵宝等.非点源污染控制与管理研究的概况与展望.农业环境保护,2001,(3):190,191[111】舒金华.我国城市湖泊和环境问题与对策探讨.湖泊科学,1991,3(1):61.66fll2]阮仁良,王云.淀山湖水环境质量评价及污染防治研究.湖泊辩学,1993,5(2):154—158【113]曹风中,戴天有等.地表水污染及其控制.北京:中国环境科学出版社.1993:235.252[1141屠清瑛,顾丁锡,尹澄清等.巢潮富营养化研究.合肥:中国科学技术大学出版社,1990:151.222[115]r9华人民麸和国国家标准.--一污水综合排放标准GB8978.1996.北京:中国环境科学出版社,1996[116]张大弟,张晓红,陈佩青.淀山湖区(上海部分)水质污染源调查评价.上海农学院学报,1998,16(2):92.97【117]井文涌等.《环境学导论》情华大学出版社:1992【118】高锡芸.关于水体富营养化洗涤剂禁磷的思考.环境生态杂志,1998,43-44[119]杨永华,姚健,华晓梅.农药污染对土壤微生物群落功能多样性的影响.微生物学杂志,2000,20(2):23-25【120]宋秀杰.北京市农用化学品对生态环境的影响及其污染防治.北京农业科学,2001,6:2.5[121]史坚,郑欧.施肥过程中的污染控制.环境污染与防治,1999,21(3):34.35【122]李远.我国畜禽养殖监的环境影响与管理初探,中国生态农业学报,2002,10(2):136.138【123】黄沈发.黄浦江上游汇水区畜禽业污染及防治对策.上海环境科学,1994,13(5):4[124]温书斋.我国城郊畜牧业带来的环境压力及面临的抉择.畜牧与兽医,1997,29(增刊):109【125】曾木祥,张玉洁.桔秆还田对农田生态环境的影响.农业环境与发城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例展,1997,51(1):1-48[126]洪春来,魏幼璋.秸秆全量直接还田对土壤肥力及农田生态环境的影响研究.浙江大学学报(农业与生命科学版),2003,29(6):627.633.[127]范瑜.污染指数变化率在城市环境质量综合评价中的应用.中国环境监、狈0,1996,12(3):48.50【128]斯文,奥洛弗-莱丁等.湖泊与水库富营养化控制.北京:中国环境科学出版社.1992[129]吴洁,钱天鸣等.西湖叶绿素a周年动态变化及藻类增长潜力试验瑚泊科学,2001,13(2):143—148【130]国家环保局自然保护司.乡镇企业环境管理手册.北京:中国环境科学出版社,1997.[131]曹凤中.我国乡镇企业的大气、水污染及对策.环境保护,1997,(5):3—6【132]何明明,袁瑾英.乡镇工业环境污染防治对策.环境保护,1997,f11)4.10[133]席连喜,包锡南.欧洲共同体及其成员国农业环境现状与对策.国夕}农业环境保护,1991(2):18.21[134]LoenmodelingLF’eta1.Non・pointsourcepollution:Adistributedwaterqualityapproach.WarRes,2001,35(4):997-1007D,eta1.Astudyofsurfacewaterqualityin[135]VoutsaMacedonia,Greece:Soil,Speeiationofnitrogenand2001,129:33—44phosphorus.Water,Air,andPollution,【136]鲍全盛,王华东.我国水环境非点源污染研究与展望.地理科学,1996,16,(1):66—71【137]周健.试论农业非点源污染的危害.农业环境保护,1990,9(1):22.24,45[138】李荣刚.农业污染的由来、危害与内涵.当代生态农业,1999(3・4):63.64,38[139]马立珊等.苏南太湖水系农业面源污染及其控制对策研究.环境科学学报.1997(1):39.47[140]上海环保局。上海市郊非点源污染综合调查和防治对策研究报告.1995.10[141]秦伯强.太湖水环境面临的主要问题、研究动态与初步进展.湖泊科学,1998,10(4):1.7山东农业大学硕士学位论文[142]郑--,王学军,江耀慈,周修炜.环太湖河道水质分析与入湖污染物负荷量估算.地理学与国土研究,2001,17(1):40—44[143】吴月华,阮仁良.淀山湖影响区农业非点源污染的分析与控制.上海环境科学,1991,10(6):34.36【144]朱兆良.我国土壤供氮和化肥氮去向研究的进展.土壤,1985,17(1):2—9[145]国家环保局监督管理司.环境影响评价培训教材.石油工业出版社,2000[146】郑兴灿,李亚新.污水除磷脱氮技术.北京:中国建筑工业出版社.1998[147】朱亮.水体氮磷营养源控制对策研究.给水排水,1998,24(1):23—25U48]韩继刚,孟颂东等。藻类污染生物防治新策略.微生物学报,2001,41(3):381.384【149】王满堂,王晓平.水环境中有机物环境容量评价方法研究.陕西环境,1999,6(4):10.12【150】赵跃龙,张玲娟.脆弱生态环境定量评价方法的研究.地理科学,1998,18(1):73—79【151】文祯中.环境容量的界定与.家畜生态,2000。21(4):24-26[t52]华4、梅,江希流.我国农药环境污染与危害的特点及控制对策.环境科学研究,2000,13(3):40-43[153】万飚,吴贻名闸流环境容量的推求及分配方法探讨.武汉水利电力大学学报,2000,33(1):74.76【154】徐斌,施介宽,秦艳.功能区排放负荷污染系数百分比分配法研究,环境科学学报,2001,21(3):364-367【155】惠泱河,蒋晓辉.水资源承载力评价指标体系研究.水土保持通报,2001,21(1):30-34。【156]张永良.水环境容量基本概念的发展.环境科学研究,1992,5(3):59.61.城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例附录附袁1。地表水环境质量标准基本项目标准值(GB3838-2002)AddedTab.1Environmentalqualitystandardsofbasicitemsforsurfacewater序号l234参数pHDo芑CODMn‘COD≤BoDs5I类6~9II类III类Ⅳ类V娄215饱和率90%或7.5264153O.50.0250.51.O1.O1.O0.050.000050.005O.01O.01O.050.0022000563101530.015O.010.2O.01O.051.OO.050,000050.0010.01O.Ol0.0052043061.5O,l1.540102.O567NHrN≤’rP≤TNSCu≤Zn≤F一≤As≤Hg蔓Cd≤.0O.05l,01.O1.01.00.050.00010.0050.05O.05O,20.00510000O.22.O1.O2.O1.5O.10.0010.01O.18910111213141516171.O2.01.50.10.0010.0050.05O.05O.2C,≤Pb≤CN一≤VP≤FC≤O.1O.2O.14000018190.0022000.0120000附表2.集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值(cB3838-2002)AddedTab.2EnvironmentalqualitystandardsofcomplementarityitemsforconvergenceI.vingdrinkingwater序号12345.项目S042‘CL.N03-hiFelvln标准值25025010O_3O.1山东农业大学硕士学位论文附表3.水质监测项目及分析方法AddedTab.3Thewaterqualitymeasuringitemsandtheanalysismethods项目检测分析方法玻璃电极法银滴定法重量法火焰原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度法吡啉分光光度法纳氏试剂比色法碘量法酸性高锰酸钾法稀释与接种法重铬酸盐法钼酸铵分光光度法碱性过硫酸钾酚二磺酸酚分光光度法离子选择电极法最低检出限1010方法来源oB6920.86GBll896.89GBll899—89GBll911-89GB7475.87GB7475-87GBll911—89GB7490.87GB7479.87GB7489.870.030.001O.050.01O.002O.05O.2O.5210O.01O.05GBll892.89GB7488.87GBll914.89GBll893.89GBll894—89GB7480.870.050.0040.007GB7484.87GB7487—87GB7485.87皿盯毗&乱写№Ⅶ刚∞‰眺咖什州删吖舡Cr6+HgCdPbFC异烟酸.吡唑啉酮比色法二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法二苯碳酰二肼分光光度法冷原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法多管发酵法O.004O.00005o.001O.01GB7467-87GB7468-87GB7475—87GB7475—87GB5750-8587城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为倒致谢在纸上题下“致谢”二字时,我才真正感觉到这个词的份量是那么沉重,认真检索一下记忆的档案,深深地觉得攻读硕士学位期间我需要感谢的人太多太多,无法用语言来表达。导师、老师、同学和亲友,他们的敦敦教诲、关心和支持、鼓励和帮助,是我能够顺利完成学业的根本保证。感谢导师刘霞副教授和张光灿教授的悉心指导。两位导师平时工衔日当繁忙,不仅担任林学院的主要领导,而且是许多重点科研项目的带头人,忙碌之际,仍能挤出时间进行认真的指导,为我能顺利完成该论文起到了决定性作用!两位导师严谨治学的作风、豁达的为人、深厚的学术造诣、宽阔的研究思路、踏实的工作作风和勇于开拓、不断创新的精神使我受益菲浅,并将终身受用。在此,再次向两位导师表示崇高的敬意和衷心的感谢,并祝福两位导师及全家身体健康、万事如意!感谢泰安市水利局及泰安市水文水资源勘测局在我论文的完成过程中给予的大力支持,他们为我完成论文研究提供了大量详实的数据资料,因为任何水文数据都是讲科学的,来不得半点虚假,分析评价都是建立在实测资料基础之上的。谨向他们表示诚挚的谢意l感谢林学院以及为我的学业付出辛劳和汗水的所有任课老师们三年来对我的培养、教育、关心和帮助!祝各位老师工作顺利!感谢林学院2002级攻读硕士的李小磊、陈新军、夏江宝、王贵霞、李红云、宋丽红、高进红、予守超等同学给予我的支持与帮助,学习期间我们建立的友谊,我将永远珍惜。祝你们前程似景!感谢师妹邢先双、李雪蕾、王丽,师弟张淑勇、韩炜、李延孝等对我的帮助和支持,认识你们是我的幸福。祝你们学业有成、永远快乐!感谢我的朋友一一现在河海大学电气院攻读硕士学位的华。祝你身体健康、生活愉快,学有所成、实现自己的理想!最后,特别感谢我的家人,感谢你们对我无私的支持与鼓励,无微不至的爱护和关怀,没有你们就没有我的今天,祝你们身体健康、一生幸福!一个人的成长要靠无数人给予的关怀和帮助,再次衷心地感谢和祝福我身边所有关心、支持、帮助过我的人,愿你们永远幸福!山东农业大学硕士学位论文攻读学位期间发表论文情况1.周凯慧,刘霞,李化民,邢先双.黄前水库水质监测及变化规律研究[J]冰土保持学报,2004,18(4):150—1572.周凯慧,刘霞,刘雅芬,李雪蕾,邢先双.泰安市饮用水源黄前水库水质监测与评价[J】中国水土保持秘学,2004,2(3):84.89城市饮用水源地水质分析与现状评价研究——以泰安市黄前水库为例
作者:
学位授予单位:
周凯慧
山东农业大学
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_Y7262.aspx
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
Copyright © 2019- 91gzw.com 版权所有 湘ICP备2023023988号-2
违法及侵权请联系:TEL:199 18 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com
本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务