基于模糊综合评价法的长江口海水富营养化评价方法研究

发布时间：2020-07-28 17:31

【摘要】：近几十年来,随着长江流域经济的发展,大量有机污染物、营养物质、农药化肥等,随着河流汇入长江入海口和其附近海域,使得该海域海水的富营养化日益严重。海水富营养化是个复杂的过程,各种营养盐、水文条件、气象条件以及物理和生化过程互相作用的综合结果。尤其是以DIN和DIP为主要标志的营养盐,是海水富营养化的物质基础。水文气象条件、长江口的物理过程,是造成海水富营养化的生化结果,海水富营养化的生化结果可直接造成浮游植物增殖。近年来已有许多专家学者对长江口的海水富营养化进行研究,但是多受限于数据的缺乏,仅能对小区域进行评价,不能综合看到长江口较大区域完整的海水富营养化状况,为了更好地满足预测预报的要求,本文利用模糊综合评价法,以实测数据和国家海洋环境预报中心现有模型数据为基础,对长江口的富营养化状况进行评价。首先将模糊综合评价法应用在交溪入海口,用实测数据验证了模糊综合评价法的合理性。而后对长江口进行富营养化评价,对长江口不同季节的海水富营养化评价表明,模糊综合评价法评价结果符合长江口的季节特征。模糊综合评价法相对富营养化评价法(E)和营养状态质量法(NQI)能更好地评价长江口海域,并且突出问题海域。为了进一步了解长江口海水富营养化的重点区域,用主成分分析法,分析了长江口赤潮高发区的14个站点。本文的研究结果如下:(一)模糊综合评价法、富营养化指数法(E)、营养状态质量法(NQI)对比发现①E指数法评价的结果偏大,计算得到的最终面积比较大;②NQI指数法不能很好地区别各个水域的问题。长江口除了入海口小部分外,其余海域基本都属于中等营养型,这不符合实际,也没能很好地突出问题海域;③模糊综合评价法对长江口的评价更为合理,也能够凸显出问题海域,有更好的实践和指导意义。将模糊综合评价结果与参与评价的四个因素对比,发现该方法较好地反映海水富营养化评价过程中的化学指标(DIN,PO4)和生物指标(Chla,DO),评价效果较为理想。(二)夏季长江冲淡水在偏南风的作用下向在122°30'左右向东北方向扩展,而主轴向东南方向延伸不变,使得东北方向的富营养化程度相较五月偏高。而冬季由于降水的减少,长江流域的径流减少,使得冲淡水的影响范围变小,营养盐丰富的区域集中在长江口较小范围内,因而冬季入海口海水富营养化等级为三级的区域对比春、夏、秋三个季节较小。(三)对交溪入海口进行模糊综合评价发现交溪全年各个站点监测水质均为三类,这是由于监测站点位于入海口较深的河口内部,各个站点的实时交换作用较差。将评价结果横向对比发现,站点由河口往外,三级隶属度呈下降趋势,纵向看汛期的水体三级隶属度更高。对交溪入海口的模糊综合评价符合交溪的特点。(四)对长江口赤潮监测区的监测数据进行主成分分析,发现位于10m等深线附近的CC09站点主成分Z1,Z2,Z3的值相较其他站点都较大,分析认为这是由于CC09站位位于长江口悬沙锋边缘,能够得到充足的光照,而距离河口较近由冲淡水带来了大量营养盐。分析得出,CC09站位是应该重点监测的,易爆发赤潮等生态灾害的位置。通过对长江口的海水富营养化评价,对比模糊综合评价法、富营养化指数法(E)、营养状态质量法(NQI)对比这三种方法的综合研究发现:模糊综合评价法对定量化海洋生态预报作用较大,模糊综合评价法更适用于定量化海洋生态预报。
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X55;X824
【图文】：

质状况如下图，劣四类水质占据大部分区域，其中２０１４及２０１５年最为严重，２０１６逡逑年情况略有好转。逡逑图２．２是中国环境状况公报２０１３－２０１６年长江口的海水质量等级，由ａ）到ｄ）逡逑分别对应２０１６－２０１３年。长江广大的流域长江沿岸的各种人为因素对长江口环境逡逑的影响增大，周俊丽等通过２００３年８月和１１月两个航次的数据研宄表明长江口逡逑水体中自西向东，由长江口内向口外近海各形态磷含量总体呈下降趋势［５９１。且由逡逑于长江冲淡水的影响，不同季节营养盐结构有显著差别．？枯季长江口不存在磷受逡逑限的情况，而显示洪季长江口水体主要受磷限制［６｜１。逡逑１５逡逑

年份逦年份逡逑图２．１长江口近５０年ＤＩＮ和ＤＩＰ的变化逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｃｈａｎｇｅｓ邋ｉｎ邋ＤＩＮ邋ａｎｄ邋ＤＩＰ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｌａｓｔ邋５０邋ｙｅａｒｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋Ｙａｎｇｔｚｅ邋Ｒｉｖｅｒ逡逑Ｅｓｔｕａｒｙ逡逑氮磷等营养盐的浓度增高是赤潮等海洋灾害频频发生的原因之一。长江入海逡逑口所在东海海域，在海水富营养化作用下，东海近海赤潮频发，自２０１０年以东逡逑海海域发生赤潮的而积和频率都处于四大海区的首位＠１。近几年长江口的海水水逡逑质状况如下图，劣四类水质占据大部分区域，其中２０１４及２０１５年最为严重，２０１６逡逑年情况略有好转。逡逑图２．２是中国环境状况公报２０１３－２０１６年长江口的海水质量等级，由ａ）到ｄ）逡逑分别对应２０１６－２０１３年。长江广大的流域长江沿岸的各种人为因素对长江口环境逡逑的影响增大，周俊丽等通过２００３年８月和１１月两个航次的数据研宄表明长江口逡逑水体中自西向东，由长江口内向口外近海各形态磷含量总体呈下降趋势［５９１。且由逡逑于长江冲淡水的影响，不同季节营养盐结构有显著差别．？枯季长江口不存在磷受逡逑限的情况，而显示洪季长江口水体主要受磷限制［６｜１。逡逑１５逡逑

质量法和富营养化指数法是富营养评价常用的两种方法，全为民等Ｍ根据逡逑２０００—２００２年积累的耗氧有机物、无机氮、无机磷和溶解氧等调查数据，分别逡逑利用富营养化指数法（图２．３ａ）和水质指数法（图２．３ｂ）对长江口及邻近海域逡逑进行了富营养化评价，可以看出富营养化状况从西向东、从北向南污染程度逐逡逑渐降低，２种评价方法的趋势分布基本相似，可以更全面的体现研宄区域的富逡逑营养程度。随着调查数据的丰富，叶绿素ａ、溶解氧等参数也被作为评价海水富逡逑营养化的指标，例如陈鸣渊等利用模糊数学法，依据我国海水水质标准，采用逡逑２00４年不同季节的调查数据，综合评价了长江口富营养化水平的季节变化，并逡逑与营养状态质量法、富营养化指数法进行了比较，从富营养程度的评价结果和逡逑２０盐度等值线的分布可以看出长江口冲淡水以及营养盐限制特点等因素对富营逡逑养化的影响（图２．４）结果表明：长江口海域ＤＩＮ的含量较高，为主要的污染逡逑物质

【参考文献】

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本文编号：2773216