自然及人为干扰下天津市饮用水水源地水质特征及管理研究

发布时间：2020-07-22 04:11

【摘要】：经济的快速增长导致大量污染物流失到地表水体中,尤其是作为人类社会经济发展的最重要的场所和水源地的湖泊水库及其流域水质污染愈来愈严重,湖泊老化,水体生态系统功能受损。因此,本文着眼于天津市唯一的集中式饮用水水源地,对于桥水库多年水质及富营养化时空分布特征以及富营养化阈值管理进行了研究,其次对于桥水库流域生态补偿标准进行了核算。 本文基于天津市于桥水库多年的水质数据和降水资料对水库多年水质变化进行解析,结果表明于桥水库流域水质时间差异性表现汛期(即丰水期)和非汛期(包含枯水期和平水期),汛期内的水质对降水存在水质响应延迟现象。污染源解析结果表明在监测时段内,氨氮浓度差异性较小,水体中悬浮物、有机物和磷营养盐主要受面源污染影响,氮营养盐主要受点源污染影响,同时面源污染对氮营养盐的影响不容忽视。由于库内水质对降水的响应延迟效应,在雨季前期应采取农业面源污染控制措施,以减轻降水高峰期的磷污染控制压力；雨季过后应将防治重点转移到含氮工业废水等点源污染控制,以减轻旱季氮污染控制压力；还应注意疏浚底泥,以消除底泥营养盐污染风险。此外,于桥水库库内水质明显好于库外水质,1990-2012年库内水质基本处于国家地表水质标准(GB3838-2002)的Ⅱ～Ⅲ类水质,高于库外水质1-2个级别,于桥水库流域水质变化从1990-2001年呈下降趋势,2001-2008年期间水质呈稳态波动,并没明显好转,从2008年开始,流域内水质逐渐变好,库外水质维持在Ⅲ类水质,库内水质则处于Ⅱ-Ⅲ类之间。 本文通过富营养化研究发现,于桥水库富营养化主要体现为氮污染超标,有机污染较轻且水库富营养化为磷控型。水库总氮营养状态指数随库中水体流动方向呈现逐渐降低的趋势,主要来自上游入库河流及库周农业面源污染；总磷营养状态指数分布相对稳定,污染主要来自于坝下区域的畜牧养殖业；汛期内营养状态的空间差异较非汛期显著,非汛期内营养状态均表现为水库北岸沿岸和水库入口高而水库出口低的趋势。于桥水库富营养化水平主要受库周流域内经济活动影响,因此,控制水库周边非点源污染,建立合理的土地利用模式与科学的农业生态系统管理措施降低农业面源污染,引导库周居民环保的生活行为方式等措施对有效管理水库水质十分重要。此外,在水库富营养化管理阈值分析中,基于于桥水库满足地表水质Ⅲ类标准的要求,可通过控制入库总磷浓度(0.153mg/1～0.211mg/1)、溶解氧浓度(3.756mg/1～5.589mg/1)来实现。此外,在使入库水质满足地表水质Ⅲ类标准前提下,可通过改变水力停留系数实现目标水质要求,水体停留系数范围可通过增加或减少入库与出库水量调整为1.25-3.47,通过此联合控制措施对于桥水库水质进行管理以满足天津市居民生活饮用水水质要求。 本文通过对于桥水库流域生态补偿测算方法结果的比较,认为基于生态系统服务功能价值的补偿标准过高,可以作为补偿标准的上限；基于发展机会成本的补偿标准较低,建议作为补偿标准的下限,而且只是一个情景模拟的结果,只能作为参考。基于水资源价值的测算方法考虑了调水的水量水质、经济、社会等多个因素的影响,较为全面；基于水环境容量的测算方法有利于目标管理,但是忽略了水质水量外的其他因素,而且主观性太强；基于补偿主体支付能力的测算方法充分考虑了补偿主体的支付意愿和支付水平,但是忽略了水质的因素,存在局限性。
【学位授予单位】：南开大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X52
【图文】：

基于交叉验证结果选取的最优插值法OK-Exp，通过ArcGIS 9.3软件中的栅格计算工具，得到单因子营养状态指数空间分布（图4.1)。从图中可以看出，TLI(TN)、TLI(TP)、TLI(CODMn)和 LTI(Chl-tO空间分布特征呈现非均一性。于桥水库中总氮营养状态指数范围是60.77?71.32,随库中水体流动方向呈现逐渐降低的趋势，入库口富营养化指数较高，尤其表现在水库东部的南岸与北岸（淋河与果河入库口），这表明水库水体中的氮营养盐主要来源自于水库上游流域及库周流域的农业面源污染，调查发现流域内每年N肥年均施用量(底肥+追肥）约为600kg/hm2，大量的含氮营养物随着地表径流进入水体，导致进入水库的氮污染物负荷比较大16110二"2】。总a愑�养状态指数水平相对稳定，范围�

本文编号：2765309