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仙女湖富营养化演变、驱动机制及水华风险评估

邹斌春  
【摘要】:仙女湖(原名江口水库)是江西省四大水库之一,位于江西省新余市,始建于1958年,是著名的国家4A级重点风景名胜区,也是新余市及周边县市主要饮用水源地。仙女湖作为典型的大型水库,为新余人民提供工业用水和生活用水的同时,在气候调节等生态方面也发挥着重要作用。近年来,因为经济的快速发展使得工业和生活污水对仙女湖流域排放量增加,使仙女湖的水质面临威胁,为了保证其水资源安全和湖库生态安全,对仙女湖富营养化的研究和水质的保护异乎重要。本文通过对仙女湖的富营养化演变、驱动机制及水华风险评估研究,主要得到以下研究成果:(1)仙女湖流域水质时空动态研究发现,仙女湖流域总体水质Ⅲ类,下游湖区出口为Ⅱ类。水质情况随不同湖区存在差异,上游湖区入口处水质总体要次于下游湖区,而且丰水期和平水期水质较枯水期稍好,其中总氮、总磷污染有加重趋势。(2)仙女湖富营养化演变及驱动机制研究发现,仙女湖水库特有的形态结构及吞吐流特征导致水库不同湖区水质和富营养化情况具有明显的空间差性。入湖河口区透明度较低,水流较快,水力停留时间最短,营养盐含量低;过渡区水体波动小,是悬浮物沉积的主要区域,底部沉积物营养盐浓度较高,透明度升高,浮游植物生长速率加快生物量增加;湖泊区位于水库大坝处,水质情况最好,富营养化程度最低。各种水质因子中chla、TP、TN、SD、CODMn是影响仙女湖水体富营养化的主要因子,DO、电导率、BOD5、氨氮等理化因子对水体富营养化影响很弱。磷元素是控制仙女湖水体营养状态的关键元素,磷元素的持续汇入,将导致其富营养化的加剧。(3)通过灰色动态(GM)系统预测模型和BP神经网络模型对仙女湖主要水质指标进行了预测并对仙女湖水华暴发的风险进行了评估:湖区pH年均变化值较小,2015年、2016年的对pH的预测值较往年有微弱的上升趋势,呈弱碱性;DO年均值呈下降趋势,2015年、2016年对DO的预测值较往年变化不大,保持在Ⅲ类水质标准以上;TN年均值有向Ⅳ类水体过渡的趋势;氨氮年均值变化较大,2015年、2016年的预测值较往年有微弱的上升趋势;TP污染有加重趋势,不管是往年实际值还是未来预测值都有一定的上升趋势;综合营养状态指数基本呈上升趋势,存在一定的水华风险。


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