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本文对湖泊富营养化的概念、危害及防治、评价及预测进行了全面的综述,列举了富营养化对水生生物、饮用水和供水水质、美学价值和交通航运等方面的危害和富营养化的综合防治对策。湖泊富营养化的评价和预测是管理工作的基础,目前常用的方法有:特征法、参数法、生物指数法、卡尔逊和修正的卡尔逊营养状态指数法,近期的评价和预测模型有灰色聚类分析、状态巨阵、模糊分类和人工神经网络等。
论文对巢湖的富营养化成因和营养状态的变化进行了分析论证,巢湖的富营养化主要是由于湖泊特征、内外源负荷和光热条件综合作用所至。在对内源污染负荷研究时,测定了巢湖6个点位底泥中的磷、含水率和有机质等指标的含量,得出了7种不同形态的磷含量,西半湖吸附态磷含量明显高于东半湖,巢湖底泥中铁磷和铝磷含量普遍较高,都占总磷的30-35%左右。通过 TP、TN、COD 和 Chla等指标1996年至2003年各年份不同湖区的变化特征分析,得出了巢湖的营养状态的变化规律和现状,TP的变化特征西半湖区明显地分为二段,1999年之前,总体呈下降趋势;1999年之后,总体呈上升趋势,尤其是南淝河入湖区,1999年以后,总磷浓度稳步上升,2003年年均浓度在0.5mg·L<’-1>以上;东半湖的总磷浓度整体呈下降趋势。全湖各年份的总氮浓度都在1.0mg·L<’-1>以上,西半湖绝大部分湖区的总氮浓度都在1.5mg·L<’1>以上,劣于国家地表水环境质量标准Ⅳ类,西半湖总体劣于Ⅳ类。COD<,mn>变化比较平稳,属于国家地表水环境质量标准Ⅲ-Ⅳ类。叶绿素a浓度1999年至2002年变化比较平稳,由于2003年8月份巢湖蓝藻大量爆发,西半湖的叶绿素a浓度高达793-5040mg·m<’-3>,结果导致年均值异常的高。研究表明巢湖中叶绿素与磷呈显著相关,说明巢湖是典型的磷限制型湖泊。除了叶绿素与磷呈显著相关外,与COD<,mn>和PH的相关性也较好。
作者根据巢湖的营养状况评价实际需要,结合国内外有关标准,确定了巢湖营养状态评价的因子和标准。选择了 TP、TN、COD<,mn> 和温度T作为巢湖营养状态评价的指标,首次选用了温度(T)指标进行评价。利用人工神经网络原理,按照选定的评价指标体系和标准,建立了含4个输入神经元、单隐层和5个输出神经元的网络模型,对巢湖12个点位的湖区进行综合评价,得出12个点位分时段的评价结果为西半湖各测点的水体富营养类型累计发生频次从2000到2002年三年间逐年降低(2000年30次、2001年29次、2002年26次),但2003年富营
养类型发生频次又重新提高至41次,2003年为西半湖营养水平最高的一年,而西半湖中又以南淝河入湖区测点的水体营养水平最高,每年都有一半以上的月份出现富营养类型。东半湖各年份各测点的水体主要属于中富营养类型。从整体上来看,巢湖西半湖属富营养类型,东半湖属于中富营养化类型,全湖属于中富至富营养类型。 利用叶绿素a指标对巢湖的富营养化进行了评价,确定叶绿素a的基准浓度为5mg·m<-3>,评价结果为巢湖是一个中度到重度富营养化湖泊,极重和异常富营养化发生在西半湖的夏季。
本研究利用三维动态模型预测了巢湖在封闭状态下枯水月份主要河流输入的营养物质的稀释扩散情况,分别预测1日、10日和30日的营养物扩散情况。预测结果表明如果巢湖闸封闭,从西半湖输入的营养物质向其它区域扩散非常缓慢。同时还预测了巢湖生态引水对巢湖流场和浓度场的影响,在不同引水路线和流量的条件下,对巢湖浓度场进行预测,得出兆河和裕溪河共同引水方案为最佳。
大型湖泊的富营养化控制对策在本文中进行了详细的分析论证,针对巢湖污染特征,指出了控制巢湖富营养化的措施。主要从营养盐控制、污染源控制、湿地系统、生态水位调控和引江济巢、陆地生态恢复、政策性措施和流域决策支持等方面探讨了巢湖富营养化控制的可行性。