基于水生態(tài)承載力的洱海流域TMDL總量研究.pdf

1、隨著人類對(duì)洱海流域不斷的開發(fā)，使得該流域逐漸出現(xiàn)生態(tài)失衡、水質(zhì)變差、富營養(yǎng)化加劇等現(xiàn)象。如何防治洱海流域水生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化，日益成為人們關(guān)注的問題。本研究基于洱海流域的水生態(tài)承載力，制定適宜的TMDL總量控制方案。以控制主要污染物的方法來間接干預(yù)洱海水華的爆發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)洱海水生態(tài)的保護(hù)，為該流域主要污染物控制措施提供理論基礎(chǔ)及決策支持。全文共七章，總共可分為五個(gè)部分。第一部分為第一章，為主要研究內(nèi)容的相關(guān)知識(shí)論述;第二部分為第二章及第

2、三章，分析了影響洱海水生態(tài)系統(tǒng)的主要污染物因子，并制定了主要污染物控制標(biāo)準(zhǔn);第三部分為第五章及第六章，基于所制定的控制標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出TMDL總量及安全容余(MOS);第四部分為第六章，將SWAT模型與實(shí)測資料相結(jié)合核算出該區(qū)域的點(diǎn)源及非點(diǎn)源污染負(fù)荷量，并根據(jù)其貢獻(xiàn)率進(jìn)行分配;第五部分為第七章，即結(jié)論和展望。通過一系列研究，得到以下結(jié)論及成果:
　　(1)應(yīng)用多級(jí)灰關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)得到洱海目前綜合水質(zhì)等級(jí)為Ⅱ級(jí)，其中水質(zhì)最好年份為1997年，

3、水質(zhì)最差年份為2006年。由卡爾森營養(yǎng)指數(shù)法可知，洱海1992-1998年為貧營養(yǎng)狀態(tài)，1999-2012年為中營養(yǎng)狀態(tài)階段，說明洱海水質(zhì)已經(jīng)開始惡化。為深入探討洱海水華發(fā)生原因，應(yīng)用RDA方法對(duì)浮游植物與水質(zhì)因子的生態(tài)關(guān)系進(jìn)行了分析，結(jié)果表明對(duì)浮游植物群落影響最大的為透明度，緊接著是TN、TP、水溫、pH及DO，影響相對(duì)較少的是CODMn及氨氮，因此急需對(duì)水質(zhì)因子TN、TP、CODMn及氨氮進(jìn)行控制。
　　(2)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，

4、制定TN、TP及CODMn控制標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算結(jié)果分別為0.36mg/L，0.026 mg/L，2.9 mg/L。水生生物控制標(biāo)準(zhǔn)氨氮是通過生態(tài)物種敏感度分布理論方法計(jì)算得到的，計(jì)算結(jié)果為0.28mg/L。
　　(3)基于MIKE21模型建立洱海二維水動(dòng)力及水質(zhì)模型，以主要污染物控制標(biāo)準(zhǔn)作為水質(zhì)目標(biāo)值，結(jié)合線性規(guī)劃法計(jì)算得到洱海主要污染物水環(huán)境容量。結(jié)果顯示，洱海TN、TP、CODMn和氨氮的TMDL總量分別為1439.906 kg/d

5、ay、100.623 kg/day、9673.589 kg/day和934.148 kg/day。
　　(4)采用一階誤差分析(FOEA)法計(jì)算MOS，得到洱海TN、TP、CODMn和氨氮的MOS為142.191 kg/day、8.493 kg/day、542.205 kg/day和68.286 kg/day。
　　(5)將SWAT模型與實(shí)測數(shù)據(jù)相結(jié)合，對(duì)洱海流域內(nèi)污染負(fù)荷進(jìn)行核算。得到洱海點(diǎn)源TN、TP、CODMn和氨氮入

6、湖總量分別為82.1t/a、6.9 t/a、177.76t/a和56.8 t/a。非點(diǎn)源TN、TP、CODMn和氨氮入湖總量分別為2089.16t/a、123.209t/a、5447.277t/a和507.748t/a。根據(jù)貢獻(xiàn)率分配最大允許污染負(fù)荷量，最終得到TN、TP、CODMn和氨氮的削減率為78.18％、74.15％、40.75％和44.02％。
　　論文創(chuàng)新點(diǎn)為:
　　(1)提出了基于洱海流域水生態(tài)承載力的TMDL

7、總量控制理念，對(duì)洱海流域水生態(tài)保護(hù)具有科學(xué)指導(dǎo)作用，能有效實(shí)現(xiàn)該流域的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
　　(2)根據(jù)洱海實(shí)際水生態(tài)狀況制定相宜的主要污染物控制目標(biāo)，不再簡單地根據(jù)地表水評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)制定水質(zhì)目標(biāo)，有效地避免水質(zhì)目標(biāo)過于寬泛而導(dǎo)致的與實(shí)際不符的問題，使得TMDL總量制定符合洱海水生態(tài)承載力要求。
　　(3)洱海流域的MOS是依據(jù)其計(jì)算模型特點(diǎn)制定的，是符合洱海實(shí)際狀況的確定值，避免了由主觀直接確定導(dǎo)致的MOS估計(jì)過少或者過量的問題