汾河水庫富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)研究.pdf

1、汾河水庫位于婁煩縣境內(nèi)，作為山西省最大一座大型水庫，現(xiàn)有庫容量3.5億立方米，是太原市地表水飲水源地之一，并供太原市一部分工農(nóng)業(yè)用水。汾河水庫水質(zhì)，特別是富營(yíng)養(yǎng)化問題，直接影響人民生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。本文以汾河水庫水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化產(chǎn)生的機(jī)理為理論基礎(chǔ)，對(duì)2006-2012年汾河水庫（包括汾河進(jìn)水區(qū)、澗河進(jìn)水區(qū)、庫中心區(qū)以及水庫出水區(qū)四個(gè)斷面）的水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化情況(Chla、TN、TP、COD)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析，運(yùn)用改進(jìn)型灰色GM(1，1)模型對(duì)汾

2、河水庫2013-2017年的水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，在此基礎(chǔ)上，采用T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)汾河水庫2006年至2017年4個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的富營(yíng)養(yǎng)程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定水庫富營(yíng)養(yǎng)化等級(jí)。另外，為了探討水庫污染的來源及防治措施，本文對(duì)水庫周邊以及上游污染源進(jìn)行了資料收集和調(diào)查，對(duì)水庫水質(zhì)污染的來源進(jìn)行了點(diǎn)源污染和面源污染的分析，并提出了汾河水庫富營(yíng)養(yǎng)化的防治對(duì)策。本研究為改善汾河水庫水質(zhì)、預(yù)防和治理汾河水庫水體富營(yíng)養(yǎng)化提供了理論依據(jù)。本文的主

3、要結(jié)論有:
　　 1、對(duì)汾河水庫水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化動(dòng)態(tài)分析的結(jié)果表明，汾河進(jìn)水區(qū)、澗河進(jìn)水區(qū)監(jiān)測(cè)斷面中，葉綠素a(chl-a)的含量隨著時(shí)間的變化波動(dòng)比較大，其余三項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)變化比較平穩(wěn)。在庫中心斷面，TP含量在2008年、2012年變化較大，到達(dá)了最小值0.015mg/L左右，其余年份比較平穩(wěn)。TN在2009年達(dá)到0.85mg/L左右，其余年份比較平穩(wěn)。葉綠素(chl-a)含量在2009、2010年、2012年中數(shù)值比較大，最大值出

4、現(xiàn)在2012年達(dá)到6.95mg/m3其余年份處于較低水平，大致在2mg/m3左右。CODmn含量一直比較穩(wěn)定。水庫水區(qū)監(jiān)測(cè)斷面中，葉綠素(chl-a)含量在前五年里一直處于比較低的水平，2012年突然數(shù)值變大達(dá)到18.6mg/L，而其它三項(xiàng)指標(biāo)一直處于比較平穩(wěn)狀態(tài)。
　　 2、使用改進(jìn)型GM(1，1)模型對(duì)汾河水庫4個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的4個(gè)指標(biāo)值進(jìn)行后五年的預(yù)測(cè)，并給出了殘值檢驗(yàn)法對(duì)預(yù)測(cè)值的準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗(yàn)。從前五年預(yù)測(cè)值與實(shí)際值之間的誤

5、差可以看出，改進(jìn)型GM(1，1)模型誤差相對(duì)較小，適合汾河水庫水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)值的預(yù)測(cè)。
　　 3、使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和T-S神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)汾河水庫水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并對(duì)這兩個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確性和精確性進(jìn)行比較，得出T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，因此選取T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為汾河水庫水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)模型。
　　 4、對(duì)訓(xùn)練完成的T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)汾河水庫4個(gè)監(jiān)測(cè)斷面2006-2017年的水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)的結(jié)果表明，庫

6、中心地區(qū)監(jiān)測(cè)斷面的富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)等級(jí)普遍優(yōu)于汾河進(jìn)水區(qū)、澗河進(jìn)水區(qū)、以及水庫出水區(qū)等其它3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)等級(jí)。汾河進(jìn)水區(qū)、澗河進(jìn)水區(qū)、庫中心地區(qū)的水質(zhì)普遍低于Ⅲ級(jí)富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)等級(jí)不易發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化，而水庫出水區(qū)附近的水域水質(zhì)普遍處于Ⅳ級(jí)富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)等級(jí)屬于容易發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的水質(zhì)級(jí)別。并且，從歷年各個(gè)監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)情況可以看出，5月份各個(gè)斷面的富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)等級(jí)普遍優(yōu)于9月份的各斷面富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)等級(jí)。
　　 5、對(duì)水庫水質(zhì)污染的來源分析

7、表明，工業(yè)污染源分布于汾河水庫入庫河流上游;主要工業(yè)有鐵廠、選礦廠、洗煤以及焦化廠等。農(nóng)業(yè)面源污染主要分布于汾河水庫周邊;由于水庫周邊畜禽業(yè)沒有得到合理控制，致使農(nóng)藥使用過度，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染物通過地表徑流以及地下水流入水庫。這終導(dǎo)致汾河水庫水質(zhì)TP、TN等指標(biāo)超過正常范圍。
　　 6、根據(jù)對(duì)汾河水庫水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化的趨勢(shì)分析、污染評(píng)價(jià)和污染來源分析，本文提出了水庫水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化的防治對(duì)策。包括對(duì)控制汾河上游、澗河上游以及水庫周邊的點(diǎn)源和