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本文以巢湖为例,根据湖内12个监测点位2000年~2007年水质监测数据信息,对湖泊水体富营养化状态和湖泊水环境质量进行模拟、评价。
主要研究内容和采用的方法概括为:(1)采用空间插值模拟技术,对巢湖氮、磷营养负荷和叶绿素浓度状况进行模拟;(2)利用SPSS统计软件,对湖泊水环境特征进行统计分析;(3)根据改进的模糊综合评价模型,分别以三种不同的定权方法,对湖泊水环境质量状况进行评价和比较;(4)分别采用灰靶评价模型和营养状态指数法对湖泊水体富营养化状况进行评价,并以Kriging插值技术对巢湖水体营养状态指数进行空间插值模拟。主要研究成果概括如下:
(1)基于ArcGIS软件,对巢湖水体总氮(TN)、总磷(TP)和叶绿素a(Chla)浓度进行Kriging插值模拟,并绘制浓度预测图。结果表明,巢湖水体TN、TP和Chla浓度均呈现出了由西北向东南逐步下降的空间态势。
(2)由相关分析得出,CODMn、BOD5、TP、NH3-N和Chla之间呈现显著的正相关性;主成分分析与相关性分析结果高度一致,主成分累计贡献率大都高于85%。Chla对于水质状况具有明显的代表性。
(3)根据聚类分析结果,将巢湖12个监测点位划分为三类。第一类仅包括十五里河入湖口;第二类包括塘西河入湖口和南淝河入湖口;其它9个点位均归入第三类。通过对Chla浓度的回归分析,得出主要影响因子Nha-N和TP;各污染因子和Chla之间的线性关系各类别有所不同,但并不明显。
(4)基于不同定权方法的模糊综合评价模型,对于巢湖水环境状况的评价得出了显著不同的结论。其中,采用污染因子贡献率定权法得到的各监测点位水质等级大都为地表水四类,仅有少部分点位为五类;以熵赋权法得出的水质评价结果,基本集中在二类~四类之间;而主客观综合赋权法得到的水质评价结果几乎都集中在了四类。
(5)以水体富营养化评价标准的靶心度作为新的分级标准,采用灰靶原理建立巢湖水体富营养化评价模型,取得了较为理想的评价结果。灰靶模型中贡献度排序为:Chla>TN>TP>CODMn>SD(透明度)。
(6)采用综合营养状态指数法进行巢湖水体富营养化评价,并以Kriging插值方法对综合营养状态指数进行插值模拟,得到巢湖水体富营养化状态的插值空间模拟分布图。