洞庭湖不確定性水質(zhì)評價及生態(tài)水位研究.pdf

1、洞庭湖為中國第二大淡水湖，是長江中游重要吞吐湖泊，也是中國著名的旅游風(fēng)景名勝區(qū)。湖區(qū)水產(chǎn)豐富，航運便利，土質(zhì)肥沃，自然資源豐富。洞庭湖作為長江出三峽進(jìn)入中下游平原后的第一個通江大湖，發(fā)揮著重要的防洪功能，與洞庭湖區(qū)的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)。沿湖工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致湖區(qū)水質(zhì)日益惡化、富營養(yǎng)程度逐步加劇，水資源短缺矛盾突出，生態(tài)用水被擠占;泥沙淤積和圍湖墾殖活動致使河床抬高、湖泊萎縮。因此，在水資源短缺的情況下開展洞庭湖水質(zhì)評價工作并研究洞庭湖

2、的生態(tài)水位是十分必要的，可以為洞庭湖的水環(huán)境管理工作提供充分的依據(jù)。
　　首先，本文概述了洞庭湖流域復(fù)雜的江湖關(guān)系，從洞庭湖的防洪、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)三個方面闡述了洞庭湖的重要地位，并對洞庭湖水質(zhì)和水量變化情況作了簡要介紹。之后，考慮到水環(huán)境中的不確定性，將貝葉斯理論和模糊集理論引入水質(zhì)評價領(lǐng)域，分別描述了水質(zhì)評價過程中模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)的不確定性，建立了基于三角模糊數(shù)的貝葉斯水質(zhì)評價模型，并對洞庭湖的污染來源進(jìn)行了辨析。洞庭湖水不僅可以作為

3、漁業(yè)用水，也是湖區(qū)居民重要的飲用水源之一。為反映源水水質(zhì)對人體健康的影響，本文對東洞庭湖展開了健康風(fēng)險分析，以此作為水質(zhì)評價結(jié)果的補充。結(jié)果表明，2010年，僅有南嘴水質(zhì)未達(dá)到水域Ⅱ類執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，萬子湖和洞庭湖出口水質(zhì)均高于Ⅲ類執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，東洞庭湖和扁山水質(zhì)評價結(jié)果分別為0.4983/Ⅲ+0.5017/Ⅱ，0.7962/Ⅲ+0.2038/Ⅱ。與傳統(tǒng)貝葉斯模型、三角模糊數(shù)模型和均值模型相比，基于三角模糊數(shù)的貝葉斯水質(zhì)評價模型更全面、合理地反映

4、了水質(zhì)污染程度的真實情況，進(jìn)一步解決了水質(zhì)評價過程中存在的不確定性問題。洞庭湖As的致癌風(fēng)險超標(biāo)，非致癌風(fēng)險可控，為確保飲用水安全，建議對As追根溯源并進(jìn)行重點監(jiān)控。通過對洞庭湖水質(zhì)污染來源進(jìn)行辨析，確定洞庭湖的主要污染來源為農(nóng)業(yè)污染、工業(yè)污染和生活污染，農(nóng)業(yè)污染主要是化肥污染、農(nóng)藥污染和禽畜糞便污染;工業(yè)污染主要是有機污染和重金屬污染;生活污染主要是氮、磷污染。
　　其次，本文從洞庭湖的水文條件出發(fā)，建立了基于水文指數(shù)的生態(tài)可接

5、受水位模型。湖泊生態(tài)系統(tǒng)對外界干擾具有一定的抵抗和恢復(fù)能力，能適應(yīng)一定的水位波動。因此，湖泊生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)可接受水位不是一個確定的值，而是一個不確定的水位耐受范圍。該方法通過引入RFD(Ratio flow deviation)分析了由人類活動和氣候變化引起的水文變異，以AAPFD(Amended annual proportional flow deviation)為生態(tài)系統(tǒng)健康狀況指標(biāo)，確定了水文變異條件下的生態(tài)可接受水位。結(jié)果表明

6、，北景港、南嘴和城陵磯汛期的生態(tài)可接受水位范圍分別為28.78m～38.16m、25.19m～38.45m和24.48m～30.96m;非汛期的生態(tài)可接受水位范圍分別為18.33m～27.79m、17.68m～29.19m和15.59m～22.07m。汛期最高生態(tài)水位的確定為不破壞洞庭湖濕地生態(tài)平衡的前提下發(fā)揮最大的洪水調(diào)蓄能力提供了參考依據(jù);非汛期最低生態(tài)水位可在保證濕地生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的前提下最大可能的滿足其他類型用水的需要，緩解用