密云水库水源地保护区水体叶绿素a含量与营养物质浓度关系.PDFVIP

中国水利水电科学研究院 第13届青年学术交流会论文 文章编号： 密云水库水源地保护区水体叶绿素a含量与营养物质浓度关系* 1 1 1 1 1 1 焦剑，曾平，钟莉，鲁欣，冷艳杰，张婷 (1.中国水利水电科学研究院，北京市，100048) 摘要：密云水库是北京最重要地表饮用水水源地。随着人口增长和经济发展，水体富营养化问题逐渐凸显。本文 对密云水库水源地保护区内3个典型水库进行水质监测，分析了水体营养物质浓度和水温对叶绿素a含量的影响， 进而提出水体叶绿素a浓度预报方程。研究结果表明，总磷浓度（CTP）与叶绿素a浓度（Chlα ）之间呈极显著正相 关；高锰酸钾盐指数（CCOD）和总氮浓度均与Chlα之间呈显著正相关，但相关程度略有降低。本区水体Chlα单因 子预报方程为：Chlα = 140.1CTP0.701 ；Chlα双因子预报方程为：Chlα = 268.50CTP - 0.13CCOD + 3.75，其预报效 果略优于单因子预报方程。本区水深较浅的草型水库，Chlα变化受CTP和CCOD共同作用影响。相关研究成果可为本 区水体富营养化防治提供技术支持。 关键词：叶绿素a，相关关系，总磷，高锰酸钾盐指数，密云水库 中图分类号： X824 文献标识码：A 1 引言 近年来，随着经济社会的发展，水体污染问题日益严重。其中，水体富营养化是较为常见的水污 染类型[1-3] ，其突出表现为氮、磷等营养物质异常富集，引发特征性藻类异常增殖[4,5]，进而导致水体 溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他水生生物大量死亡。水体富营养化会对湖库生态系统平衡造成 [6] 破坏，威胁公众健康 。 水体叶绿素 a 是表征浮游藻类生长状况的重要指标。已有研究表明，水体中总磷等营养物质浓度 与水体叶绿素 a 浓度呈显著的正相关关系。因此，在湖库水质模型中，通过营养物质浓度变化模拟水 体中叶绿素 a 浓度变化，从而体现水体富营养化状况，已成为水质模拟的一个重要模块[7,8]。国外已有 [9] 的水质模型中，多通过建立TP 浓度与叶绿素 a 浓度的关系，表征水体富营养化状况 。但也有研究表 明，其它营养元素，或是水深、水温等物理特征，与叶绿素a 浓度也有可能呈相关关系[10]。我国自 20 世纪 80 年代末以来，水体富营养化问题越来越严重[11,12]。有关水体营养物质浓度与藻类增殖之间联系 的报道逐渐增多，一些学者建立了水体TP 等营养物质浓度与叶绿素 a 浓度之间的联系。但是这些研究 多集中于大型湖泊水库，有关中小型水库水体营养物质浓度对藻类影响的报道很少。 密云水库是北京最重要地表饮用水水源地。随着人口增长和经济发展，进入水库水体的营养物质 逐渐增加。自上世纪 90 年代以来，密云水库水质呈自中营养化向富营养化发展趋势[13]. 目前已有研究 收稿日期：2016-10-12 论文未公开发表过。 基金项目：国家自然科学基金“北京山区水库水体磷和重金属表观沉降速率研究” 第一作者简介：焦剑（1983-），男，陕西西安人，博士，高级工程师，主要研究方向为水土保持和非点源污染。 E_mail:jiaojian@ 78 分析了密云水库水体营养物质浓度与叶绿素 a 浓度之间关系[14]。但是，对于水库上游水源保护区内众 多中小型水库，有关水体营养物质与富营养化之间关联的研究很少。水源保护区内水库水体是密云水 库入库径流的重要来源，明确水体营养物质浓度与藻类增殖之间关联，对于明确水体富营养化潜在诱 因，提出相应防治对策，具有重要的意义。本研究拟通过分析密云水库水源保护区内，中小型水库水 体营养物质浓度与叶绿素 a 浓度之间的定量关系，建立利用营养物质浓度预报叶绿素 a 浓度的方程， 为水质模型的水体富营养化过程模拟提供理论支持。相关研究成果可为本区水体富营养化防治提供技 术支持，对于保障首都饮水安全具有重要意义。 2 方法 2.1 典型水库选择 研究在密云水库上游水