Advances in Geosciences地球科学前沿, 2017, 7(4), 500-512
Published Online August 2017 in Hans. https://www.doczj.com/doc/d42003688.html,/journal/ag
https://https://www.doczj.com/doc/d42003688.html,/10.12677/ag.2017.74052
Seasonal Variation Characteristics and
Trend of Water Quality Parameters in
Lake Yangzong
Na Cai, Hucai Zhang*, Fengqin Chang, Lizeng Duan, Huayong Li, Yunying Zhang,
Xinyu Wen, Nan Li, Yang Zhang
Key Laboratory of Plateau Lake Ecology & Global Change, Yunnan Provincial Key Laboratory of Geographical Process and Environmental Change on the Plateau, College of Tourism and Geography Science, Yunnan Normal University, Kunming Yunnan
Received: Jul. 21st, 2017; accepted: Aug. 7th, 2017; published: Aug. 11th, 2017
Abstract
In order to understand the seasonal variation characteristics and trend of water quality parame-ters in Lake Yangzong, water temperature, dissolved oxygen (DO), pH, conductivity, chlorophyll-a and phycocyanin were monitored from 2013 to 2106 in different seasons. In these parameters, the phycocyanin mainly exists in the cyanobacteria, while Chlorophyll-a is found in all algae. So, the ratio of phycocyanin and chlorophyll-a can be used to represent the relative amount of cyanobac-teria in water. Seasonal variation characteristics of water quality parameters and cyanophyte rel-ative quantity index (CRQI) showed that: Lake Yangzong belongs to warm monomictic lakes, the minimum water temperature is higher than 4?C, thermal stratification phenomenon was observed in spring, summer and autumn, and the water mixed in winter; thermal stratification and mixture had influences on vertical distribution of other water quality parameters, variation trends of all parameters are basically consistent; Cyanophyte Relative Quantity Index (CRQI) in spring, sum-mer and autumn is higher than winter, and increased in April 2016, which was higher than that in April 2015. In particular, there is a sharp increase in the southern region of the lake, where rivers brought a lot of sewage. This indicates that human activities have contributed to the deterioration of water quality.
Keywords
Deep Lake, Water Quality Parameter, Temporal and Spatial Variation, Phycocyanin, Cyanophyte Relative Quantity Index, Conductivity, Lake Yangzong
阳宗海水质参数季节性变化特征及趋势
蔡娜，张虎才*，常风琴，段立曾，李华勇，张云鹰，文新宇，李楠，张扬
*通讯作者。
蔡娜 等
云南师范大学旅游与地理科学学院，高原湖泊生态与全球变化实验室，云南省地理过程与环境变化重点实验室，云南 昆明
收稿日期：2017年7月21日；录用日期：2017年8月7日；发布日期：2017年8月11日
摘 要
为了解深水型湖泊水质参数的季节性变化特征和水质状况的变化趋势，于2013~2016年不同月份对阳宗海水体水温(Temperature 或Temp)、溶解氧(DO)、pH 值、电导率(Conductivity 或CD)、叶绿素a(Chl-a)和藻蓝蛋白(Phycocyanin 或PC)浓度进行连续监测。本文根据监测数据，分析了各参数的时空变化规律；通过表征蓝藻的藻蓝蛋白浓度和表征所有藻类的叶绿素浓度之比求出水体中的蓝藻相对数量指数(Cyanophyte Relative Quantity Index, CRQI)，并估算了蓝藻在湖泊中的相对数量。结果表明：阳宗海春、夏、秋季水温热分层明显，冬季水温混合，湖泊最低温度高于4?C ，属于暖单循环湖；阳宗海水温的分层和混合影响着其他各水质参数的分层和混合，各水质参数的变化趋势基本一致；阳宗海蓝藻相对指数在春、夏、冬季较高，2016年4月年蓝藻相对数量指数高于2015年4月有所升高，尤其是有河流注入的南部湖区大幅升高，表明人类活动对水质恶化有一定的影响；阳宗海电导率的变化受汛期降水的影响较大，电导率较高的季节蓝藻相对数量指数较高，因此电导率可以作为指示淡水湖泊中指示营养状况的指标。
关键词
深水型湖泊，水质参数，时空变化，藻蓝蛋白，蓝藻相对指数，电导率，阳宗海
Copyright ? 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.doczj.com/doc/d42003688.html,/licenses/by/4.0/
1. 引言
湖泊具有供水、蓄水、防洪、养殖、运输和旅游等多种功能，相对而言，其水体交换周期长，自净能力弱，作为受纳水体极易被污染。湖泊水质参数的时空变化能直接反应湖泊的水环境状况。各水质参数的变化会导致湖泊营养水平发生变化[1]，因此，加强对各水质参数的监测与分析，对水体富营养化的预防、控制、水质保护及水安全具有现实意义。
已有研究表明，湖泊水体的水温、溶解氧、叶绿素a 、pH 、电导率、蓝绿藻细胞密度、浊度等参数容易在夏季发生垂向季节性分层现象，在深水型湖泊和水库中，这种现象尤为明显[2] [3]。水体的分层极易造成水体均温层内缺氧，变温层内藻类大量生长繁殖，从而打破水生生态系统的平衡，使得水质恶化。温度是水体中藻类生长需要的基本条件之一，在适宜的温度条件下，藻类生长又影响着其他理化指标的变化，从而影响湖泊水质。叶绿素a 是水生态系统的一个重要参数，其含量是反映水中浮游植物生物量或现存量的一项重要观测项目，也是计算初级生产力的基础。藻蓝蛋白又称藻蓝素，是藻胆蛋白中的一种，藻胆蛋白通常存在于蓝藻、红藻、隐藻和少数甲藻中。在含有藻胆蛋白的几种藻类中，红藻喜欢固着生长在贫营养溪流中的基质上；隐藻在贫营养和中营养的水体中贡献最大，在热带和极地水体中比较常见，且对浮游植物种类丰度的贡献较小；甲藻对浮游植物的种类丰度贡献也很低小，而蓝藻在结构和Open Access
蔡娜等
功能上具有非凡的异质性，其生态位比较宽泛[4]，并且在波长620 nm附近有一个吸收峰，基于其对光的波长利用范围较宽，因此通常成为水体中的优势种[5]。根据谢永红[6]等的研究，2013年阳宗海水体中蓝藻门有13属，占33.3%，甲藻门有4属，占10.3%，隐藻门有1属。结合以上分析，可以初步判断蓝藻是阳宗海水体中藻蓝蛋白的主要贡献藻类。然而，以往的研究多数以叶绿素a浓度为指示藻类生物量的指标来评价水体的营养程度，而对于藻蓝蛋白(PC)研究较少[7]。一般情况下，水体富营养化的发生都伴随着“蓝藻水华”的暴发，加强对水体中蓝藻数量的估算对预防水体富营养化意义重大。
阳宗海是云南省第三大深水湖泊，具有多种社会经济功能，其水质状况也备受关注。目前，对阳宗海水质问题的研究主要集中在浮游植物生物量和种群结构变化特征分析[6][8]，水体总氮、总磷的动态特征及入湖量分析[9][10]，水体砷污染源的分析[11][12]，重金属砷污染引起的水质变化过程分析[13]及环境风险评估等方面[14]，对水质参数的分析研究也只是基于短时间、小尺度的监测数据[15]。因此，本研究结合多季节、高频率、大尺度、连续性好的水质监测数据对阳宗海水温、溶解氧浓度、pH值、电导率、叶绿素a浓度、藻蓝蛋白浓度等水质参数在水体内的垂直分布和水平格局进行全面分析，同时使用叶绿素a浓度和藻蓝素浓度对各月份水体中的蓝藻相对数量进行估算。以期为阳宗海水体营养状况评价和水质管理提供科学依据。
2. 材料与方法
2.1. 研究区域概况
阳宗海(24?51'N~24?58'N, 102?55'E~103?02'E)位于云南省宜良、呈贡和澄江三县交界处，属于天然断陷淡水湖泊，平均水深20 m，最大水深31 m。湖面平均海拔1800 m左右，湖泊面积31 km2，总蓄水量
6.04亿m3。阳宗海流域面积为192 km2，属于北亚热带季风气候区，气温日较差较大，干湿季分明，旱
季蒸发强烈[16]。流域内的主要河流有澄江县的阳宗大河、七星河、鲁溪冲河及宜良县的摆依河、汤池河等[16]。流域的汛期为5~10月，降水量占全年降水量的85%，6~8月的降水量占整个汛期的66%。河流的主要补给来源为大气降水，总体表现为夏季丰水、冬季枯水、春秋季过渡的形式[13]。
阳宗海流域内的经济活动主要以农业为主，工业、旅游业为辅。长期以来，人类活动都是以获取经济利益为目的，往往忽视了湖泊生态系统的脆弱性。农业化肥施用、引水入湖、水产养殖、农村生活污水和固体废物，以及植被破坏造成的水土流失是湖泊污染物的主要来源。湖泊周围发展的工农业和旅游业都来源于阳宗海，特别是近年来湖周的房地产开发和土地置换用水，加之2008年的砷污染事件和随后的化学治理，严重影响了湖水水质。虽然通过治理后取得了一定的成效，但目前阳宗海水质状态为中营养状态[8][9]，随时面临着富营养化的威胁。
2.2. 数据采集
2.2.1. Sampling
根据阳宗海的湖体形状特征，在北、中、南三个断面中央各设置了一个监测点(图1)，于2013年7月、2015年4月和11月、2016年1月、3月、4月、6月和7月分别进行现场监测。本研究采用GPS卫星导航仪对监测点进行定位，使用YSI6600V2多参数水质监测仪对各个点的水温、溶解氧浓度、叶绿素a浓度、pH值、电导率、藻蓝蛋白浓度等参数进行垂向上的连续监测，从水面以下0.1 m开始，以1 m 为间隔，直至底泥以上0.5 m结束，每个深度测6次，以确保数据的准确性。
2.2.2. 数据处理
监测的水质参数从仪器中导出后，使用Excel表格对数据进行整理，然后用Grapher软件绘制各月份
蔡娜等
图1.阳宗海采样点分布图
蔡娜等
北、中、南三个点各水质参数的垂向分布图。
由于蓝藻体内既含有叶绿素a又含有藻蓝素，因此，我们希望通过代表蓝藻的藻蓝素浓度和代表所有藻类的叶绿素a浓度的比值来估算蓝藻的相对数量。本研究根据尹斌利用遥感MERTS数据建立的蓝藻相对数量指数(Cyanophyte Relative Quantity Index, CRQI)的计算公式，即：CRQI = [PC]/[chl-a] [7]，结合实测的叶绿素a浓度和藻蓝蛋白浓度对阳宗海水体中蓝藻所占比重进行估算，以避免单纯使用叶绿素a 表征蓝藻数量造成的估计误差。
3. 结果
3.1. 水温的季节性变化特征
通常情况下，高原深水湖泊水温都会对季节气温度变化做出敏感的响应[2][17]，即在夏季出现水体热力分层现象，表现出变温层和均温层水体温度随深度加深缓慢下降，温跃层温度随深度加深急剧下降的特点。同其它高原(高山)深水湖泊一样，阳宗海水体水温在垂直剖面上也存在着明显的分层与混合的现象。呈现出春、夏、秋季分层、冬季混合的趋势(图2)。
阳宗海水温的变化趋势可以分为4组：2016年1月和4月属于第1组，2015年4月和2016年4月属于第二组，2013年7月、2016年6月、7月属于第三组，2015年11月为最后一组。这种分组方式基本与四季的划分一致。在冬季和早春季节(第一组)湖泊温度最低，受气温的影响，湖泊表层和底部的密度差减小，除了表层0~2 m (1月)和底层14~23 m (3月)有细微的变化之外，其余深度水体发生混合，此时湖泊处于混合期。春季，气温有所上升，表层水体快速升温，底层水体升温缓慢，升温速度不同使得湖泊在垂向上出现分层，形成了变温层、温跃层和均温层，但此阶段内分层还处于发展阶段，
温度/°C（北部）温度/°C（北部）温度/°C（北部）
Figure 2. Vertical profile of water temperature in Lake Yangzong
图2.阳宗海水温垂直剖面图
蔡娜等
分层结构还不稳定。夏季，变温层(0~6 m)内温度急剧上升，而均温层(18以下)内温度变化不大，与春季相比，温跃层变厚，温度梯度增大，此阶段内形成了稳定的分层结构。秋季，太阳辐射减弱，水体降温明显。变温层内的温度变化一直深入到深层水体中，均温层的温度在夏季结束之前上升到一个高值，并一直持续到秋季，温跃层的范围减小，并形成在较深的水体中。此阶段为分层的消失阶段，当变温层温度下降到与均温层温度一致时便会发生混合。四个季节内所监测到的表层温度变化范围为13.74?C~25.29?C，最大温差为11.55?C，底层温度变化范围为11.86?C~17.56?C，最大温差为5.7?C。此外，湖泊的最高温和最大温差出现在夏季。
从水平布局上看，三个监测点水温变化不大。3月北部水温稍高；2015年4月，湖泊北部和中部温跃层较厚；2016年4月，在表层4 m的范围内，温度北部最高；11月，温跃层下移到16 m以下，根据温跃层的严格定义[4]，南部的温跃层消失，开始进入混合期。
3.2. 水质剖面的季节动态与分布特征
3.2.1. 溶解氧(DO)
阳宗海水体中溶解氧浓度的变化存在明显的季节性分层与混合现象(图3)。
溶解氧的变化趋势与温度的变化趋势一样，其变化曲线也可以分为相同的四组。冬季和初春，溶解氧浓度出现了全年的最高值，且在垂向上变化不大，不同深度的溶解氧浓度基本相同。在水平分布上，2016年3月北部溶解氧含量较高，2016年1月北部和中部溶解氧浓度较高。春季溶解氧含量相对于冬季有所降低，溶解氧浓度随着深度加深而降低，从表层到底部溶解氧呈递减趋势。溶解氧分层的现象开始形成，但分层尚不稳定，只在湖泊中部出现明显的分层现象。夏季在水下4~14米的范围内形成了明显的
溶解氧/mg/L（北部）溶解氧/mg/L（北部）溶解氧/mg/L（北部）
Figure 3. Vertical profile of Dissolved Oxygen (DO) in Lake Yangzong
图3.阳宗海溶解氧垂直剖面图
蔡娜 等
溶解氧梯度，在此范围内溶解氧含量急剧减少。此时溶解氧分层稳定，深层水体中缺氧严重。水平方向上，各个监测点的变化趋势极为相似，只有2013年7月和2016年7月在表层形成浓度差异。秋季，溶解氧浓度较低，在15米以上的水体混合比较均匀，溶解氧浓度基本保持在同一水平。此时溶解氧处于分层的末期，南部的稳定分层现象已经消失，溶解氧的变化趋势与温度的变化趋势基本一致。
3.2.2. pH 值
阳宗海水质整体偏碱性，季节性变化特征明显(图4)。在有温度分层的春、夏、秋季，pH 值也呈现出明显的分层现象，其变化特征可以在与温度和溶解氧相同的分组模式下进行分析。在冬季和早春季节，pH 的变化范围较小，仅在表层存在差异。2016年1月，在表层0~6 m 的范围内，南部pH 值急剧下降，而在表层0~2 m 的范围内，pH 随深度下降而升高。春季，pH 值变化幅度扩大，表层和底层之间的差异使得pH 在垂向上开始出现分层现象。2015年4月，在垂向上形成了pH 急剧变化的水层，而在2016年4月，各深度内pH 梯度基本一致。由于各个监测点的深度不同，pH 急剧变化的水层的深度也不同。夏季，除了2016年7月份南部比较特殊之外，其余时间内各个监测点的pH 随深度加深而降低，并在此阶段内形成稳定的pH 分层现象，明显的变化主要发生在湖泊南部。秋季，pH 值的变化趋势与温度和溶解氧的变化趋势完全一致，北部pH 值相对较低。
3.2.3. 电导率
电导率是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值，受盐度、水中溶解固体物质、温度、水源补给等因素的影响。阳宗海电导率的季节变化特征较明显，春冬季节垂向变化不大，夏秋季节形成明显分层现象(图5)。
Figure 4. Vertical profile of PH in Lake Yangzong
图4. 阳宗海pH 垂直剖面图
pH （北部）pH （南部）
pH （中部）
蔡娜等电导率/mS/cm（北部）电导率/mS/cm（中部）电导率/mS/cm（南部）
Figure 5. Vertical profile of conductivity in Lake Yangzong
图5.阳宗海电导率垂直剖面图
电导率的变化趋势曲线也可以像温度、溶解氧、pH的变化曲线一样分为四组。2016年1月和3月，除了这两个月份的电导率值不一样以外，电导率在水平和垂直方向上的变化不大。春季，电导率在垂直方向上随深度加深稍有增加，三个监测点的变化趋于一致。但是，2016年4月的电导率值比2015年4月的高，与以上参数不同的是电导率在此阶段内没有发生分层。2016年1~4月，阳宗海水体电导率逐月上升，直到夏季才出现稳定的电导率分层现象。在此阶段内，垂直剖面的中部电导率明显上升，但各月份“剧变层”的深度不同，在同一个月份，水平上的差异很小。秋季，电导率相对于夏季有所升高，垂向上，在水深16~20米的范围内，电导率大幅增加，其他深度的变化很小。水平分布上，三个监测点之间没有明显的不同。
3.2.
4. 叶绿素a
与其他参数相比，叶绿素的变化有其独特的特点，秋冬季节总浓度较高(图6)。
冬季和早春，叶绿素浓度值和变化趋势都存在明显的不同。2016年1月，叶绿素浓度在表层4米范围内急剧增加，4米以下浓度值保持不变。2016年3月，南部和北部整体上呈现出叶绿素浓度随深度增加而下降的特点，两个监测点的不同之处是南部在表层6米范围内叶绿素浓度快速降低；而在湖泊中部，叶绿素浓度在表层4米范围内随深度加深而增加，在其他深度范围内变化不大。冬季的叶绿素浓度高于早春的叶绿素浓度。春季，水平和垂直方向上的变化非常明显。2015年4月，北部的叶绿素浓度明显较高，在4~8米范围内形成明显的峰值，中部和南部湖区分别在4 m和6 m处形成较小的峰值。2016年4月，叶绿素浓度曲线在垂直方向上来回摆动，中部和南部的摆动范围较大。两个4月份相比，2015年4月份的叶绿素浓度高于2016年4月的叶绿素浓度。这个季节湖泊叶绿素浓度的变化没有规律可循，北部湖区的叶绿素浓度较高。夏季，垂直方向上形成了稳定的叶绿素浓度峰值。2013年7月，峰值出现并保持
蔡娜 等
Figure 6. Vertical profile of chlorophyll in Lake Yangzong
图6.
阳宗海叶绿素a 垂直剖面图
在水深0~4 m 范围内，并且浓度较高。2016年6月和7月与2013年7月相比，叶绿素浓度峰值及其所在的深度都有所下降，除了2013年的中部监测点以外，夏季各月份在各个监测点都形成了稳定的分层结构。秋季，叶绿素浓度水平极高，在2~18米的范围内浓度聚集，此阶段内叶绿素a 浓度分层明显，各个监测点的变化趋势基本一致。
3.2.5. 藻蓝蛋白
水体中藻蓝蛋白与叶绿素a 有同样的指示作用，均能反应水体中浮游生物量的多少和水体的营养状态，二者差别是叶绿素a 几乎存在于所有的真核生物中，而藻蓝蛋主要存在于蓝藻中。阳宗海水体中，藻蓝蛋白的季节分布有其自身的特点(图7)：从季节变化上看，从1月到11月，藻蓝蛋白浓度呈现出冬、春季节逐月降低，夏季表层在表层逐月上升，秋季整体相对上升的趋势。1~4月阳宗海水体中藻蓝蛋白数量逐月减少。其中，1、3月份浓度较大，在水下4~17 m 的范围内大量分布。2015年4月份藻蓝蛋白从北向南集中生长的范围逐渐缩小，其余月份在水平方向上变化不大；6、7月份，大约在表层7 m 的范围内藻蓝蛋白浓度逐月升高，分层明显。6月在7~14 m 范围内形成一个生长高峰层，2013年7月藻蓝蛋白集中分布的位置上移到0.5~6 m 的范围内，各湖区变化趋势基本一致；2016年7月北、中、南三个区域内集中生长的范围分别为2~9 m 、6~13 m 和1~8 m 。11月，整个湖泊内藻蓝蛋白在5~16 m 的范围内浓度较高且，垂向上变化较小，16 m 以下藻蓝蛋白浓度大幅降低。
3.2.6. 蓝藻相对数量指数的季节性变化
阳宗海水体中蓝藻相对数量指数春、夏、冬季相对较高，秋季较低(图8)。
从上图中可以看出，蓝藻相对数量指数从大到小的月份依次为2016年4月、2016年3月、2013年
叶绿素-a/μg/L （北部）叶绿素-a/μg/L （北部）叶绿素-a/μg/L （北部）
蔡娜等
图7.阳宗海藻蓝蛋白垂直剖面图
说明：纵坐标数值由公式CRQI = [PC]/[chl-a]计算而来，水质参数仪实测数据中PC和chl-a的单位分别为cells/L和ug/L，为了使二者具有可比性，根据水质参数仪使用说明书将单位换算一致。应该注意的是，藻蓝素和叶绿素是两种不同性质指标，不存在包含关系，因此不用百分比表示。
Figure 8. Cyanophyte Relative Quantity Index in each month of 2013~2016 in Lake Yangzong
图8.阳宗海2013~2016年各月份蓝藻相对数量指数
7月、2015年4月、2016年6月、2016年1月、2016年7月和2015年11月。从2015年11月到2016年7月，蓝藻相对数量指数总体上呈现出先升高后降低的趋势。其中，2016年4月份蓝藻相对数量指数最高，空间上南部最高；2016年3月次之，湖泊中部蓝藻相对数量指数较高。2016年4月与2015年4
蔡娜等
月相比，各个湖区蓝藻相对数量指数有所上升，特别是南部湖区上升幅度较大。可以看出，2016年蓝藻数量相对于2015年有所增加。2013年7月，蓝藻相对数量指数也比较高，从北向南依次减少；与2013年相比，2016年7月蓝藻相对数量指数有所降低。2015年11月蓝藻相对指数为所有监测季节中最低，北、中、南三个断面差别不大。
4. 分析与讨论
4.1. 阳宗海水体混合类型
按照湖水季节性温度分层和混合特征，湖泊可以分为6种类型[18]，其中把分布在温带、亚热带山区和受大洋气候影响的地区，每年循环一次，且湖水水温从不低于4?C的湖泊分类为暖单循环湖。阳宗海属于该类湖泊，从春季到冬季，温跃层从无到有、从有到无，形成一个由分层到混合的动态循环过程。
4.2. 水质参数的分层与混合特征
湖泊水温是决定湖泊初级生产力的重要因素，影响着湖泊水体的物理特性、化学反应过程和生物活动，分层湖库水温的分布及温跃层的形成和消失对湖库水化学参数具有重要影响[3][19]。结合阳宗海水体中温度、溶解氧、pH值、电导率、叶绿素a和藻蓝蛋白的分布特征可以看出，水温的变化影响着其他各水质参数的变化。同时，根据水体温度的变化特征，可将4、6、7和11月份分为水温分层期，1、3月份分为混合期。
溶解氧是从空气中溶解到水中的分子态氧，湖泊水体中溶解氧会受到温度、藻类生长、水体生化反应等因素的影响。水温分层期，水体表层藻类光合作用与大气复氧作用较强，溶解氧浓度较高。随着深度加深，光合作用减弱，上层水生生物的呼吸作用消耗光合作用产生的氧气，使得向下传输的氧源减少，加之下层水体和沉积物中的有机质的氧化反应大量耗氧，使得下层水体中的氧气利用殆尽，因此分层期从湖上层到底层溶解氧浓度逐渐降低，尤其是夏季，湖中层溶解氧急剧降低，湖下层出现缺氧现象。根据Jacob Kalff [4]的研究，DO在淡水中的溶解度主要取决于水温，在气压一定时，水温越低，溶解氧浓度越高。因此，在温度较低的水体混合期(1、3月份)，溶解氧浓度较高。然而，温度较低的1月份溶解氧浓度低于3月份，在此阶段内，1月份水体中的叶绿素a和藻蓝蛋白含量都较高，电导率、pH值都低于3月份，表明1月份阳宗海水体中有藻类生长，而藻类活动主要则以呼吸作用为主。原因是1月份温度较低，光合作用不太强烈，并且呼吸作用需要有氧气和有机物作为原料，那么水体中的溶解氧和营养盐就会被消耗，导致1月份溶解氧和电导率下降，同时，呼吸作用释放出的CO2溶于水使得pH值也降低。
通常情况下，水体中CO2的高低影响着pH值的变化，而水体CO2的多少又受制于水体表层浮游藻类的多少和底层有机物的分解。表层水体中藻类的光合作用消耗掉大量的CO2，使酸根离子减少，pH值上升，水体碱性增强；底层水体中，藻类光合作用较弱，有机物的分解释放出CO2，使水体酸性增强。
藻类生长和有机物分解都需要适宜的温度，因此，在温度分层的季节，pH也发生分层，上层水体pH值较高，底层较低，阳宗海的pH值变化符合这种趋势。在水体混合期，温度较低，浮游藻类光合作用较弱，水体的理化反应也不强烈，湖泊的酸碱度在垂向上变化不大，整体比较均匀。2016年1月和7月份，各个监测点表层PH的变化趋势有所不同，造成这些月份pH值变化较大的原因可能是南部有河流注入，河水中的污染物使得pH发生改变。这里我们需要指出的是，阳宗海下部水体相对上部水体来讲有从偏碱性向中性发展的趋势，特别是湖泊南部比较明显，加之溶解氧急剧减少，可能会使湖泊下部向酸化无氧状态发展，对底栖生物种类及数量产生影响。
蔡娜等
阳宗海流域内植被覆盖率较低，降水较集中的季节，入湖河流和地表径流把大量的泥沙和工农业污染物带入湖内，成为营养盐，一部分在表层被藻类吸收利用，其余入湖物质沉降到下层水体中，使得水体中营养盐和固体溶解物质随深度加深而增加，水体电导率也随之增加，因此表层水体电导率较低，中下层电导率随着深度加深而增加。秋季，降水量减小，湖上层降蒸发量大于降水量，水体中的盐类物质被浓缩，此时湖泊电导率相对于夏季有所增强。因此,在热分层期，降水是影响电导率的主要因素。春、冬季节，降水较少，入湖物质较少，垂直剖面内电导率基本保持在同一水平。2016年4月阳宗海电导率比2015年4月高，表明水体中盐类物质浓度升高，因此2016年4月蓝藻相对数量指数也高于2015年4月。这与近年来阳宗海周围别墅区、工厂和高尔夫球场的建设有一定的关系，别墅区建设、工厂运作和高尔夫球场的保养都需要大量的水资源，这些设施的用水一方面会造成湖泊水位下降，另一方面，别墅区排出的生活污水、工厂排出的废水和高尔夫草地上施用的肥料都含有大量营养盐和污染物质，也会渗流入湖盆中增加水体中的盐分。因此，湖泊周围人类活动可能是2016年4月电导率和蓝藻相对数量较2015年4月上升的原因之一。
叶绿素a和藻蓝蛋白的浓度均能反映藻类的多少。藻类的生长受到的温度、光照、营养盐等多种因素的影响，在适宜的温度和深度范围内，藻类大量生长繁殖。水体热分层期，光照较强，中上层水体的温度适宜，此阶段内降水充沛，入湖径流带来大量的营养盐，为藻类的光合作用和呼吸作用提供了充足的条件，因此水温分层期阳宗海藻类生长也形成集中分布的水层。混合期，各深度的电导率变化不大，表明水体中营养盐分布也较均匀，因此藻类在各深度分布均匀。阳宗海水体中，除了3月份南部表层叶绿逐渐降低外，叶绿素a和藻蓝素的分布趋势基本一致。造成3月份南部表层叶绿素a含量较高的原因可能是南部注入的河流带来了大量的营养物质。
4.3. 基于叶绿素a浓度、藻蓝素浓度和蓝藻相对数量指数的水质状况分析
在水体营养状况的研究中多数以叶绿素a浓度作为表征藻类生物量多少的指标，在使用藻类种群对水体的营养状况进行评价时，如果不进行显微镜检测就以叶绿素a浓度高来说明水体藻类含量较高显然不精确，原因是其他水生植物和进入水体的外源物质中也可能含有叶绿素a，因此叶绿素a含量只能用来粗略地估算水体中的藻类含量。单独使用藻蓝素来估算水体中蓝藻数量时，仅能反应含有藻蓝素的藻类的数量，而不能反映出蓝藻相对于所有藻类的丰度比例。因此，把二者结合起来，计算得出藻蓝素与叶绿素a的色素比能很好的反应水体中蓝藻的丰度，以估算某一时期内水体中的优势种群是不是蓝藻，以预防水华发生。根据阳宗海蓝藻相对数量指数的估算值，春、夏、冬季蓝藻相对指数较高，并分别在2016年3、4月份的中部湖区和南部湖区形成生长高峰，而此时水体中的电导率也较高，表明此阶段内水体中营养盐含量较多，为蓝藻的生长提供了充足的营养物质。因此春季应加强对蓝藻数量的监测，以防止蓝藻过量生长引发水华。同时，对于底层缺氧较严重的夏季的监测也不容忽视。监测数据分析结果揭示，相对于2015年4月，2016年4月蓝藻相对数量指数有所增加，说明2016年水质相对于2015年有所恶化。
5. 结论
通过对阳宗海各季节水质参数的垂直和水平空间布局特征和蓝藻相对数量指数的分析可以得出以下结论：
阳宗海水体各水质参数在春、夏、秋季节存在明显的季节性垂向分层特征，在冬季和初春混合均匀，湖泊水体每年对流一次，且最低温不低于4?C，为典型的暖单循环湖。
阳宗海水体中溶解氧、pH值、电导率、叶绿素a和藻蓝素的垂向分层和混合特征与水温的分层特征较为相似，说明水温的季节性变化影响着水体中其他各水质参数的季节性变化。
蔡娜等
春、夏、冬季，阳宗海水体中蓝藻相对数量指数较高，尤其是春季4月份，2016年蓝藻相对数量指数比2015年大，表明水质状况有所恶化。
在湖泊南部，一些月份pH、叶绿素a和蓝藻相对数量变化趋势都与北部和中部有所不同，这与南部河流的注入密切相关，而湖泊南部人口密集，人类活动造成的污染较大，因此，要保护好阳宗海水质和用水安全，因控制外源污染物的注入。加强水体断面各种物力参数的变化，特别是pH值的变化，对水体底部pH值的持续降低给予高度关注，防止过渡酸化。
基金项目
云南省领军人才计划(No. 2015HA024)和云南省高端人才引进项目(2010CI111)资助。
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环境科学概论 实验报告 中国水环境变化趋势分析报告 学院：＿资源与环境工程学院＿ 专业：资源勘查工程 班级：_ 09-1＿＿_ 学号：＿ 0908100302 ＿＿ 学生姓名：＿＿姜伟＿＿＿ 指导老师：＿＿刘鸿雁＿＿ 20011年12 月8 日
中国水环境变化趋势分析报告 1：前言：水是自然界的基本要素，是有生命的物质得以生存、繁衍的基本物质条件之一。随着我国经济的迅速发展，人们生活水平的提高，环境污染也随之变的更加严重。在我国的水环境方面，也面临着巨大的问题。我国是世界上缺乏淡水的国家，随着我国人口不断增加、我国工业的快速发展、我国的经济的快速增长，淡水的缺乏又限制着这一势头的发展，与之产生了矛盾。可利用淡水质的污染加剧，严重影响到人们的饮用水的质量，广阔浩渺的海洋水被污染，严重影响到水中的生态平衡，有间接影响到人们的生活。 为了我们人类的生存健康，为了给我们的后代创造一个美好的环境，为了我们后代有干净的饮用水，我们有责任去解决这一问题。通过比较近几年来我国的环境公报，来分析我国近几年来在水体环境治理方面取得的成就以及在接下来的我们应该做什么、怎么去做。 关键词水水环境水体污染影响责任 2：水体是地表水圈的重要组成部分，指的是以相对稳定的陆地为边界的天然水域，包括有一定流速的沟渠、江河和相对静止的塘堰、水库、湖泊、沼泽，以及受潮汐影响的三角洲和海洋。水体分为海洋水体和陆地水体。 水体污染（water body pollution）是指排入水体的污染物
在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力即水体的环境容量，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在人类生活和生产中的作用。降低了水体的使用价值和功能的现象。水体污染的最主要的原因是工业废水的大量排放。 2.12001—2010年我国经济又取得了很大的成就。下图为我国2001—2010年的GDP的柱状图。 图1 从图1可以看出在2001—2010年间我国GDP呈逐渐增长趋势。2001年我国GDP为11964亿美元，居世界第七位；2010年我国GDP为58500亿美元，居世界第二。每年经济增长率为10%左右。在经济和社会快速发展的同时也给我国的环境造成很大的影响。在水体方面产生的影响也是对环境影响的一个重要部分。如工厂排出的工业废水。
防汛知识考试卷 一、填空题 1、《中华人民共和国水法》是由颁布。 2、根据《水法》第二十一条规定，开发利用水资源时，应当首先满足，并兼顾农业、工业、生态环境用水以及航运等需要。 3、根据《水法》第三十七条规定，禁止在江河、湖泊、水库、运河、渠道内弃置、堆放阻碍行洪的物体和阻碍行洪的林木及高秆作物。 4、《中华人民共和国防洪法》于1997年8月29日第八届全国人民代表大会常务委员会第二十七次会议通过并颁布；于施行。 5、国家制定《中华人民共和国防洪法》的目的是为了，防御、减轻洪涝灾害，维护人民的生命和财产安全，保障社会主义现代化建设顺利进行。 6、制定防御洪水方案是根据流域综合规划、和国家规定的防洪标准，制定防御洪水方案（包括对特大洪水的处置措施）。 7、各级防汛指挥机构和承担防汛抗洪任务的部门和单位，必须根据__ _____做好防汛抗洪准备工作。 9、根据《中华人民共和国防汛条例》第三十七条规定，地方各级人民政府防汛指挥部，应当按照国家统计部门批准的洪涝灾害统计报表的要求，核实和统计所管辖范围的洪涝灾情，报上级主管部门和同级统计部门，有关单位和个人不得虚报、、伪造、篡改。 8、在汛期，水库、闸坝和其他水工程设施的运用，必须服从 -的调度指挥和监督。 10、目前，我国电视和广播节目中发布的日雨量为______时，代表前一天的雨量。 11、我市的多年平均降水量为________左右。
12、按热带气旋中心风力强度的标准判定，当其中心风力达到_______时的热带气旋称为热带低压。 13、按热带气旋中心风力强度的标准判定，当中心风力达到______时称为台风。 14、根据降水等级的划分，24小时降水量为_____时称为中雨。 15、根据降水等级的划分，24小时降水量为时称为暴雨。 16、气象部门预计未来24小时责任区内将有个及以上雨量测站降水量超过50毫米或以上时，发布暴雨警报。 17、根据防汛储备物资验收标准规定，防汛常用编织袋分为普通型和_______。 18、发生标准内的洪水，水库的水工建筑必须和正常工作。 19、水库设计洪水位是水库在正常运用情况下，允许达到的。 20、按照国家防汛抗旱总指挥部发布的《防汛抗旱突发险情灾情报告管理暂行规定》，城区受淹面积达以上为重大突发灾情。 二、选择题 1、我国将每年的（）定为中国水周。 A、 3月22～28日 B、 4月22～28日 C、 5月22～28日 D、 7月22～28日 2、水的主要用途包括生活用水、生产用水、( )。 A、灌溉用水 B、生态用水 C、采矿用水 D、航运用水 3、水电站自动化的直接目的是（）。 A、增加发电量 B、提高运行效率 C、增加防洪库容 D、提高供水能力 4、水利水电工程的永久性水工建筑物的级别应该根据建筑物所在工程的等别，以及建筑物的重要性确定为()级。
Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2017, 7(4), 297-308 Published Online August 2017 in Hans. https://www.doczj.com/doc/d42003688.html,/journal/aep https://https://www.doczj.com/doc/d42003688.html,/10.12677/aep.2017.74042 The Seasonal Variations of the Water Quality of Erhai during 2015-2016 Mengshu Zhu, Hucai Zhang*, Fengqin Chang, Huayong Li, Lizeng Duan, Hongwei Meng, Rongxin Bi, Zhiming Lu Key Laboratory of Plateau Lake Ecology & Global Change, Yunnan Provincial Key Laboratory of Geographical Process and Environmental Change on the Plateau, College of Tourism and Geography Science, Yunnan Normal University, Kunming Yunnan Received: Jul. 12th, 2017; accepted: Jul. 29th, 2017; published: Aug. 1st, 2017 Abstract Along with the regional economic development and urban expansion in the Erhai drainage area, the water quality of Lake Erhai has been impacted strongly. To understand the water quality sta-tus and its change processes, we have monitored the lake water recently. The analyses results of the monitoring data show that the mixedness of lake water, which is affected by the strong wind and waves in the Lake Erhai, is the highest in the south of lake where with a shallow water depth, and is the lowest in central part of lake, while it shows a moderate situation in the north of the lake. As one of the typical plateau-type shallow lakes, there is no temperature stratification ob-served in Lake Erhai, but a weak mixing phenomenon between thermocline and epilimnion exist in the central and north part of the lake in July. The seasonal water temperature changes affect the distribution and content of chlorophyll-a, which is also affected by human activity induced nu-trient inputs, especially in the shallow area in south of the Lake Erhai, where is more sensitive to natural factors, such as wind velocity, direction and lake current. The dissolved oxygen (DO) con-tent is not only influenced by the algae in lake water, but also the discharge of rivers into the lake. Our monitoring data reveal a seasonal variation of the DO contents, and show a highest value in January high and a lowest value in July. At the same time, the pH value shows a distinguishable seasonal variation with a lowest value in January. As pH is very sensitive to the photosynthesis and respiration of aquatic animals and plants in the lake water, it varies from one area to another ab-ruptly in July. It has been noticed that a strong correlation exist between the chlorophyll-a content, DO and pH values in October. The seasonal change of turbidity is sensitive to water depth and zooplankton and phytoplankton amounts. The total contents of both Nitrogen (TN) and Phos-phorous (TP) reveal that Lake Erhai is approaching to the middle to middle-high eutrophication situation, and strong measurements to prevent the lake from further eutrophication is necessary. Keywords Erhai, Water Quality Parameters, Temperature, Wind-Wave Disturbance, Spatial Heterogeneity *通讯作者。
Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2018, 7(1), 74-83 Published Online February 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/d42003688.html,/journal/jwrr https://https://www.doczj.com/doc/d42003688.html,/10.12677/jwrr.2018.71009 Characteristics and Changes of Water Quality Parameters of Qinghai Lake in 2015 Rongxin Bi1, Hucai Zhang1*, Huayong Li1, Fengqin Chang1, Lizeng Duan1, Yubang He2, Hu Zhang1, Xinyu Wen1, Yu Zhou1 1Yunnan Provincial Key Laboratory of Geographical Process and Environmental Change on the Plateau, Key Laboratory of Plateau Lake Ecology & Global Change, College of Tourism and Geography Science, Yunnan Normal University, Kunming Yunnan 2Qinghai Lake National Nature Reserve Bureau, Xining Qinghai Received: Nov. 21st, 2017; accepted: Dec. 1st, 2017; published: Dec. 8th, 2017 Abstract The water temperature, dissolved oxygen, pH, chlorophyll-a concentration and turbidity vertical profile monitoring were carried out at Qinghai Lake during September 22-24, 2015. At the same time, physical and chemical status of Qinghai Lake and lake nutrition status were analyzed by the experimental deter-mination of total phosphorus and total nitrogen content,and nutrient salt determination through collect-ing water samples, compared with the data from Qinghai Lake Management Bureau. The results showed that there were some differences in physical and chemical parameters and nutritional degree of each point, and due to wind and lake disturbance, there is a weak stratification phenomenon at the center of the lake; the dissolved oxygen concentration at the center of lake is lower, and the dissolved oxygen stra-tification is affected by the temperature stratification; Qinghai Lake’s high salinity and high hydronium concentration control its pH and have a greater impact on the dissolved oxygen concentration and turbid-ity. The release of sediment caused by temperature and lake water circulation makes phytoplankton con-centrate in the middle and low water, so that submerged plants have better growth conditions. The nu-trient level of Qinghai Lake is not high, but the concentration of total phosphorus has a tendency to in-crease. Exogenous input is the main reason that affects the degree of lake nutrition. The intensification of human activities makes the Qinghai Lake have the danger of deterioration of water quality. Keywords Qinghai Lake, Water Temperature, Dissolved Oxygen, pH, Chlorophyll a, Nutritional Degree, Human Activities 青海湖2015年水质参数特征及其变化 毕荣鑫1，张虎才1*，李华勇1，常凤琴1，段立曾1，何玉邦2，张虎1，文新宇1，周瑜1 作者简介：毕荣鑫(1992-)，男，在读硕士研究生，主要从事湖泊沉积与环境变化研究。 *通讯作者。
水库特征水位 水库工程为完成不同任务在年内不同时期和各种水文情况下，需控制达到或允许消落到的各种库水位。中国水利电力部1977年颁布试行的SDJ 11-77《水利水电工程水利动能设计规范》中，规定水库特征水位主要有：正常蓄水位、死水位、防洪限制水位、防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位等。 正常蓄水位（正常水位） 水库在正常运行情况下，为满足兴利要求应在开始供水时蓄到的高水位，曾称正常高水位、兴利水位、设计蓄水位。它决定水库的规模、效益和调节方式，也在很大程度上决定水工建筑物的尺寸、型式和水库的淹没损失，是水库最重要的一项特征水位。当采用无闸门控制的泄洪建筑物时，它与泄洪堰顶高程相同；当采用有闸门控制的泄洪建筑物时，它是闸门关闭时允许长期维持的最高蓄水位，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。 死水位 水库在正常运用情况下，允许消落到的最低水位，曾称设计低水位。日调节水库在枯水季节水位变化较大，一般每24h内将有一次消落到死水位。年调节水库一般在设计枯水年洪水期末才消落到死水位。多年调节水库只在连续枯水年组成的枯水段末才消落到死水位。水库正常蓄水位与死水位之间的变幅称水库消落深度。 防洪限制水位（汛限水位） 也称汛期限制水位，是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位，也是水库在汛期防洪运用时的起调水位。防洪限制水位是协调防洪和兴利关系的关键，对工程防洪效益、发电灌溉等兴利效益、库内引水位高程、通航水深、泥沙淤积，以及水库淹没指标等均有直接影响，具体研究时要结合工程开发条件，全面进行分析比较后选定。如汛期内不同时段的洪水特征有明显差别时，可考虑分期采用不同的防洪限制水位。防洪高水位 水库遇到下游防洪保护对象的设计洪水时，在坝前达到的最高水位。只有当水库承担下游防洪任务时，才需确定这一水位。此水位可采用相应下游防洪标准的各种典型洪水，按拟定的防洪调度方式，自防洪限制水位开始进行水库调洪计算求得。 设计洪水位 水库遇到大坝的设计洪水时，在坝前达到的最高水位。它是水库在正常运用情况下允许达到的最高水位，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据之一。可采用相应大坝设计标准的各种典型洪水，按拟定的调洪方式，进行调洪计算求得。 校核洪水位 水库遇到大坝的校核洪水时，在坝前达到的最高水位。它是水库在非常运用情况下，短期内允许达到的最高水位，是确定大坝顶高及进行大坝安全校核的主要依据。此水位可采用相应大坝校核标准的各种典型洪水，按拟定的调洪方式，进行调洪计算求得。 以上各项水库特征水位的相互关系一般如图所示。该图系相应于防洪和兴利库容部分结合的情况。
河道防汛特征水位确定原则 1、警戒水位和保证水位的基本含义 （1）、警戒水位含义。中国水利百科全书中较详细地论述了警戒水位的含义，警戒水位是河流湖泊主要堤防险情可能逐渐增多的水位。大江大河警戒水位多取定在洪水普遍漫滩或重要堤段开始漫滩偎堤的水位，此时河段或区域开始进入防汛戒备状态，有关部门进一步 落实防守岗位、抢险备料工作，跨堤涵闸停止使用。因此，警戒水位可定义为：警戒水位是指江河堤防普遍临水，堤防可能发生险情，需要动员社会力量进行防守的起始水位。 （2）、保证水位含义。保证水位在中国水利百科全书中也有较详细地论述，保证水位是汛期堤防及其附属工程能保证安全运行的上限水位。当河道水位接近或达到保证水位时，进入紧急防汛抢险工作，有关部门有责任保证堤防等有关工程的安全。因此，保证水位定义为：保证水位是指保证堤防工程安全运行的上限水位。 2、防汛特征水位确定基本原则 （1）、警戒水位确定基本原则： ①警戒水位的确定可参照河段普遍漫滩或堤段开始临水时的水位。结合工程现状，堤防工程历史出险情况等综合研究确定。 ②警戒水位的确定要与地方经济实力相结合，要考虑投入与风险的关系，要考虑河滩地与背水侧地面高程。工程设防标准高，警戒水位可提高一些，工程设防标准低，警戒水位要低一些。若警戒水位选取过高，紧接着出现保证水位的洪水来临，使防汛抢险措手不及，造成防汛形势被动。若警戒水位选取过低，每年汛期发布警戒水位频繁，使防汛队伍废于奔命，形成“有警无险”的概念，产生松懈麻痹思想，反而失去警戒作用。 ③对于有堤防的河段，水位超过主河槽，流量漫滩至堤防底脚，堤防工程偎堤时的水位应为警戒水位；对有防汛任务而无堤防的河段，可根据河岸险工情况，以洪水上滩或需要转移群众、财产时的水位应为警戒水位。 （2）、保证水位确定基本原则： ①对于有堤防的河段，切已达标的河段，其设计洪水位即为保证水位。如果堤
滇池水质时间序列变化分析 1 引言 湖泊富营养化是当前我国水环境领域面临的重要问题之一，其中，滇池作为高原重污染湖泊的典型代表，自1980s以来受到人们的广泛关注，研究人员也对此开展了大量的监测、模拟、规划和控制研究.在长期的研究中，如何评估滇池的水质变化趋势、识别主要水质指标的演替特征与规律，一直是人们广为关注的热点问题之一(万能等，2007;邹锐等，2011).在国务院发布的《滇池流域水污染防治“十二五”规划》中，提出了全面推进及突出重点、兼顾全面的原则.为更好地推进“十二五”期间滇池富营养化控制和水质改善，需基于长时间序列的水质数据分析，识别滇池水质指标的变化趋势和长期水平，进而区分不同水质指标在滇池污染防治中的优先程度，从而可以更具针对性地进行滇池污染防治. 水质变化趋势的识别并非简单的时间变化分析，而要考虑到水质变化过程中固有的周期性和随机性特征，排除干扰误差.在水质趋势的时间序列分析中，统计模型是常用的方法.目前已有的研究多采用线性回归或者基于次序统计量的非参数方法，但因其主要基于线性或者单调性假设，不能反映局部变化.而水质由于受到人为活动干扰及其他自然因素影响，并不满足线性、单调假设.为解决这一问题，在前期的研究基础上，STL(Seasonal-Trend Decomposition using LOESS)方法被应用于水质评价中，它采用局部加权回归法(LOESS)进行拟合，是一种可以处理非线性、局部趋势的非参数统计方法.STL方法最早由Clevel and 等 (1990)提出并应用于对大气CO2浓度和美国失业人口数变化趋势分析上.在水质变化分析中，Qian等(2000)最先采用STL方法对美国加州纽斯河口的氮(N)、磷(P)数据进行了趋势识别.此后，STL方法在环境领域得到广泛应用，例如，Sellinger等(2008)应用 STL方法分析了密歇根-休伦湖水位的变化趋势;Conrad等(2004)应用 STL方法结合动态线性模型(DLM)分析了美国亚德金河悬沙浓度和水流量的变化趋势及关系.作为探索性数据分析的有效手段，STL方法亦有广泛的应用(Lu et al., 2003; Carslaw et al., 2005; Jong et al., 2012).对于滇池而言，由于人为干扰的强度增大，水质指标变化具有很强的非线性和随机性特征.因此，本文拟采用STL方法对水质数据进行时间序列分析，剔除干扰因素，从而可以更为准确地反映各个水质指标的变化趋势.但STL方法的缺陷在于无法有效判定趋势变化的显著性，为此，本文采用稳态转换指数(Regime Shift Index，RSI)对趋势的变化进行显著性检验，从统计学意义上确定趋势变化的显著性，以期为进一步的滇池水质改善提供决策参考. 2 研究对象与方法 2.1 研究对象 本文的分析对象为滇池外海，选取昆明市环境监测中心在外海的8个常规监测点位(灰湾中、罗家营、观音山西、观音山中、观音山东、白鱼口、滇池南、海口西)为研究对象(图 1).根据数据的可得性，选取水温(T)、pH、透明度(SD)、溶解氧(DO)、BOD5、CODMn、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a(Chl a)10个水质指标进行分析，时间尺度为1998—2010年，时间分辨率为月.因此，每个监测点位的每个水质指标的数据样本为156个(Chl a时间尺度为1999—2009年，每个监测点位132个数据).数据缺失值比例为2.8%，采用中位数平滑方法进行插值;Q-Q 图(Q-Qplot)显示插值后数据与原始数据具有相同的分布，说明插值效果良好.本文对水质数据的分析均基于R 3.0.1版本(https://www.doczj.com/doc/d42003688.html,/).
Geographical Science Research 地理科学研究, 2017, 6(3), 168-178 Published Online August 2017 in Hans. https://www.doczj.com/doc/d42003688.html,/journal/gser https://https://www.doczj.com/doc/d42003688.html,/10.12677/gser.2017.63019 Seasonal Changes of Water Quality Parameters in Lake Yilong Pei Liu, Fengqin Chang*, Hucai Zhang, Huyong Li, Rongxin Bi, Lizeng Duan, Lei Fu, Yu Zhou Key Laboratory of Plateau Lake Ecology & Global Change, Yunnan Provincial Key Laboratory of Geographical Process and Environmental Change on the Plateau, College of Tourism and Geography Science, Yunnan Normal University, Kunming Yunnan Received: Jul. 15th, 2017; accepted: Aug. 7th, 2017; published: Aug. 10th, 2017 Abstract Based on the analysis of water quality parameters, including temperature, chlorophyll-a (Chl-a), dissolved oxygen (DO) and pH of the Lake Yilong during September 2016 to May 2017, the water quality and its spatial-temporal variations were discussed. The results showed that the best water quality of the lake appears in northwest of the lake, attributing to the purification of aquatic plants in the area. There is no notable difference between the water quality in the Dam and center of the lake. The appearances of a DO plunge in the northwest of the lake in September and October re-sulted in a hypoxia condition in the lake water, and it was found that the depth and amplitude of this DO reduction varies from one place to another, with the seasonal difference. The Chl-a con-centration in Lake Yilong showed seasonal and spatial changes too. In the center and the Dam area of the lake, the maximum value occurs in January. However, in the northwest of the lake, the maximum value appears in September and October. The variations of pH of the lake water indi-cated a strong linkage with algae concentrations. Based on the analysis of water quality parameter in different sites of the lake, it was concluded that the main reason for water quality deterioration of Lake Yilong is unreasonable anthropogenic activities in the area. Therefore, it has been sug-gested that more attentions should be addressed on effective water quality protection and ecolog-ical restoration in the future. Most importantly, all the measurements concerning on the lake wa-ter utilization and so-called lake environmental protection should be based on the detailed scien-tific monitoring, administration and application. This is the only way to keep a sustainable devel-opment, with improvement of the eco-environmental in the drainage area. Keywords Lake Yilong, Water Quality Parameters, Human Activity, Dry Season and Soil Damp Season 异龙湖水质参数的季节性变化 刘培，常凤琴*，张虎才，李华勇，毕荣鑫，段立曾，付磊，周瑜 *通讯作者。
防洪标准与几个重要的 防洪水位 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
防洪标准与几个重要的防洪水位 防洪标准 (flood contro1 standard) 防洪保护对象要求达到的防御洪水的标准。通常以某一重现期的设计洪水为防洪标准，也有一些地方以某一实际洪水为防洪标准。在一般情况下，当实际发生不大于防洪标准的洪水时，通过防洪系统的正确运用，能保证防护对象的防洪安全，具体体现为防洪控制点的最高水位不高于防汛保证水位，或流量不大于河道安全泄量。 设防水位是指汛期河道堤防已经开始进入防汛阶段的水位，即江河洪水漫滩以后，堤防开始临水，需要防汛人员巡查防守。此时堤防管理单位由日常的管理工作进入防汛阶段，开始组织人员进行巡堤查险，并对汛前准备工作进行检查落实。设防水位是同防汛部门根据历史资料和堤防的实际情况确定的。 警戒水位是堤防临水到一定深度，有可能出现险情、要加以警惕戒备的水位，是根据堤防质量、保护重点以及历年险情分析制定的，到达该水位时，防汛工作进入重要时期，防汛部门要加强戒备，密切注意水情、工情、险情的发展变化，在各自防守堤段或区域内增加巡堤查险次数，开始日夜巡查，并组织防汛队伍上堤防汛做好防洪抢险人力、物力的准备。 保证水位是根据防洪标准设计的堤防设计洪水位，或历史上防御过的最高洪水位。当水位达到或接近保证水位时，防汛进入紧急状态，防汛部门要按照紧急防汛期的权限，采取各种必要措施，确保堤防等工程的安全，并根据“有限保证、无限负责”的精神，对于可能出现超过保证
水位的工程抢护和人员安全做地积极准备。保证水位的拟定是根据堤防规划设计和河流曾经出现的最高水位为依据，考虑上下游关系、干支流关系以及保护区的重要性制定的。 设计洪水位 当遇到大坝设计标准洪水时，水库经调洪后（坝前）达到的最高水位，称为设计洪水位。 设计洪水位是水库设计的重要参数之一，它决定了设计洪水情况下的上游洪水淹没范围，它同时又与泄洪建筑物尺寸、型式有关，而泄洪设备型式（包括溢流堰、泄洪孔、泄洪隧洞）的选择，则应根据设计工程所在地的地形、地质条件和坝型、枢纽布置特点拟定，并注意以下几点： （1）如拦河坝为不允许溢流的土坝、堆石坝等坝型，则除有专门论证外，应设置开敞式溢洪道。 （2）为增加水库运用的灵活性，尤其是下游有防洪任务的水库，一般宜设置部分泄洪低孔和中孔。泄洪底孔要尽可能与排沙、放空底孔相结合。 （3）泄洪设备的型式选择，应考虑经济性和技术可靠性。当在河床布置泄洪设备有困难时，可研究在河岸设置部分旁侧溢洪道和泄洪隧洞。 （4）泄洪闸门类型和启闭设备的选择，应满足洪水调度等方面的要求。 校核洪水位
环工10-2班詹雪 101324221 关于太湖近年来水质变化的分析 太湖地处长江三角洲中心, 是我国第三大淡水湖泊，亦是整个太湖流域水调节与水生态系统的中心。随着经济的发展、人口的增加, 流域需水量将持续增长, 流域水污染日益严重、水生态恶化, 流域人口、资源、环境与经济社会协调发展的矛盾相当突出。十一五规划以来, 提出了很多治理太湖水质污染的理论与方法( 包括引江济太工程、细菌改善局部水域水质技术等) , 太湖水质整体得到了一些改善。 2011年太湖湖体水质总体为Ⅳ类。主要污染指标为总磷和化学需氧量。与上年相比，水质无明显变化。其中，西部沿岸区为Ⅴ类水质，五里湖、梅梁湖、东部沿岸区和湖心区均为Ⅳ类水质。湖体总体为轻度富营养状态。与上年相比，营养状态无明显变化。其中，五里湖、梅梁湖、湖心区和东部沿岸区为轻度富营养状态，西部沿岸区为中度富营养状态。环湖河流总体为轻度污染。主要污染指标为氨氮、化学需氧量和五日生化需氧量。87个国控断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为35.6%、56.3%和8.1%。与上年相比，水质无明显变化。 2010年太湖水质总体为劣Ⅴ类。主要污染指标为总氮和总磷。湖体处于轻度富营养状态。与上年相比，水质无明显变化。太湖环湖河流总体为轻度污染。88个国控监测断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为43.0%、33.0%、12.0%和12.0%。主要污染指标为氨氮和石油类。与上年相比，水质有所好转。 2009年太湖水质总体为劣Ⅴ类。主要污染指标为总氮和总磷。湖体处于轻度富营养状态。与上年相比，水质无明显变化。太湖环湖河流总体为轻度污染。88个国控监测断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为36.3%、33.0％、11.4%和19.3%。主要污染指标为氨氮、五日生化需氧量和石油类。与上年相比，水质有所好转。 2008年太湖水质总体为劣Ⅴ类。湖体21个国控监测点位中，Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的点位比例分别为14.3%、23.8%和61.9%。与上年相比，水质无明显变化。湖体处于中度富营养状态。主要污染指标为总氮和总磷。太湖环湖河流水质总体为中度污染。主要污染指标为氨氮、五日生化需氧量和石油类。与上年相比，水质明显好转。 2007年太湖总体为劣Ⅴ类。21个国控监测点位中，Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的点位比例分别为23.8%、19.0%和57.2%。与上年相比，水质有所好转，劣Ⅴ类水质比例较上年下降28个百分点。湖体处于中度富营养状态。主要污染指标为总氮。太湖环湖河流水质总体为中度污染。与上年相比，水质无明显变化。主要污染指标为氨氮、五日生化需氧量和石油类。 表1 2007-2011年太湖各类水所占点位 年份Ⅰ～Ⅲ类Ⅳ类Ⅴ类劣Ⅴ 2007 0.0% 23.8% 19.0% 57.2% 2008 0.0% 14.3% 23.8% 61.9% 2009 36.3% 33.0% 11.4% 19.3% 2010 43.0% 33.0% 12.0% 12.0% 2011 35.6% 56.3% 8.1% 0.0%
收稿日期:2003-11-05 抚仙湖水质变化趋势分析 荆春燕,张秀敏,赵祥华 (云南省环境科学研究所,云南昆明650034) 摘 要:介绍了抚仙湖的主要环境问题,分析了抚仙湖污染成因和湖泊主要污染指标的历史变迁,预测了湖泊环境污染趋势。 关键词:水质变化;污染;抚仙湖 中图分类号:X524 文献标识码:C 文章编号:1006-947X (2004)增-0110-02 抚仙湖是我国第二深高原淡水湖,湖水储水量占云南省淡水储量的60%以上,水质清澈、风光秀丽、景色宜人、被誉为“高原明珠”。近年来抚仙湖水质呈缓慢下降趋势,2002年水质综合评为Ⅱ类,影响水质的主要指标是总氮。作为云南省今后最大的饮用水源地,对抚仙湖加大保护和治理力度,将保护目标由Ⅱ类水质提高到Ⅰ类水质是十分重要和必要的。1 主要环境问题 ①湖泊有机污染加重,富营养化进程加快,局部水域受到污染。 抚仙湖作为澄江县和沿湖地区的最终纳污水体,年入湖污水量(含地表径流)468万m 3,每年星云湖出口隔河入流Ⅳ类水4000万m 3。由于大量污染物及营养物输入,在排污口及旅游景点附近水域水质污染趋势加重。该湖水域功能为Ⅰ类,但2002年水质综合评价为Ⅱ类,影响水质的主要指 标是总氮。 ②流域内农业、农村面源污染问题十分突出。汇水区农村每年生活污水排放量为406万t ,人畜粪便排放量60万t ,其污染负荷TP207712t 、T N295818t 。这些污染物通过地表径流和地层渗漏 有相当部分进入湖泊水体。流域内有耕地0161万hm 2,每年化肥施用总量24038t ,农药总施用量14317t 。这些农药、化肥随地表水、地下水渗透流 入湖内,每年入湖氮肥2478t ,磷肥1000t ,给湖区生态环境建设造成了严重威胁。 ③围垦、养殖侵占湖滩现象严重。 抚仙湖湖区内法定最高水位(《云南省抚仙湖管理条例》规定,抚仙湖最高运行水位黄海高程172210m ,简称“法定最高水位” )以下,有102185hm 2湖滩被侵占,围湖造田、围湖养殖现象 十分突出。大量使用化肥、农药及高密度的养殖,导致近岸水体污染严重,对湖泊构成了最直接的威胁。 ④湖区旅游开发利用缺乏总体计划,湖周环境遭受破坏。 抚仙湖近年旅游事业发展迅速,缺乏总体计划,环境保护工作滞后。建筑侵占湖滨甚至湖面现象严重,沿湖农村建房也是如此。致使湖泊生态环境受到破坏,湖泊水质受到人为污染,湖泊自然景观受到影响。 ⑤径流区森林植被覆盖率低,水土流失严重。抚仙湖径流区由于盲目垦荒现象严重,森林覆盖率仅为2711%。区内坡度大于25°的坡耕地有1415hm 2(未含星云湖)。荒山荒地和坡耕地面积占 陆地面积的50%以上。由于森林覆盖率低,加上山高坡陡,土质疏松,雨季易造成水土流失。平均每年流入抚仙湖中的泥沙约3416万t 。 ⑥水资源贫乏,水资源供需平衡脆弱。抚仙湖最大储水量为189亿m 3,而陆地入湖量仅为1184亿m 3,海口河平均出流为019572亿m 3,以径流深计,分别为33518mm 和20617mm ;以 人均占有量计约为133mm 和849mm ,这些指标都低于全国、全省和玉溪地区的平均水平。现流域水资源供需得以平衡,主要是靠湖泊调蓄利用回归得以维持。水资源系统的这种供需平衡非常脆弱,很容易被水质污染打破,加剧水资源利用的紧张。 — 011—云南环境科学 第23卷 增刊 2004年4月
2000年6月 第15卷 第2期 山东师大学报(自然科学版) Journal of Shandong Normal U niversit y(N atural Science) Jun.2000 Vol.15No.2 卧虎山水库水质变化趋势与周围环境的关系 刘明翠 王 青 李 敏 刘德珍 (济南市自来水公司水质处,250012,济南;第一作者31岁,女,工程师) 据有关资料记载,我国已被列入世界12个水资源最贫乏的国家之一,淡水资源人均占有量仅为2760m3,是世界平均水平的四分之一,居世界第88位.水情已成为我国国情的重要组成部分,提高水患意识,努力保护我们的水资源,已成为刻不容缓的事情. 卧虎山水库位于山东省济南市市区南大约25km处.水库为黄河水系,流域总面积为557km2,总库容为1 164亿m3,平均蓄水量约2500万m3,多年平均径流量约为0 735亿m3,其地下又多为基岩裂隙含水层,有着丰富的水资源.自1988年以来,由于地下水位的不断下降,造成历史名泉 趵突泉的断喷,济南市人民政府和济南市自来水公司为了节水保泉,决定调用卧虎山水库的水,用以市民的日常生活,日供水能力可达5万t,可满足济南市南部地区30万人的生活用水.目前该水库已成为济南市南部地区生活饮用水重要的水源基地.但是,自1995年以来,由于卧虎山水库周围环境的变化,造成其水质有恶化趋势,这一变化已引起有关部门的注意,我们实验室与其它单位实验室一起于1996年初开始了对卧虎山水库水质变化的研究工作,并希望该研究资料能为改善该水库水质提供可靠的科学依据. 早在1875年,欧洲人就开始了水质监测工作,对水质演变的研究工作开始也比较早.世界卫生组织和联合国环境规划署,从1977年组织全球水质监测计划(GEM S/WATER),Meybeck已根据GEMS/WATER计划第一阶段(1979~1990)资料,对全球河流水质演化的趋势和特点进行了分析. 我国对水体水质演化的研究工作起步较晚.目前,做为水源地的地表源水水体的检测项目已达30多项.本实验室通过对卧虎山水库中变化比较明显的6项污染指标进行较长时间的监测分析,进一步了解了其水质变化的根源. 1 研究方法 本实验室从1996~1998年根据地面水环境质量标准(GB3838 88)的选配分析方法和国家环境保护局 水和废水监测分析方法指南 中提供的方法,对卧虎山水库的主要污染指标:氨氮(NH3-N)、硝酸盐氮(NO3-N)、亚硝酸盐氮(NO2-N)、耗氧量(COD),化学需氧量(COD)和总磷等进行化学监测分析,分析频率为12次/年或更多,其分析结果用奔腾586计算机进行统计学处理,其处理结果见图1~6. 2 结果分析 1) 在同一年当中由于各个时期的储水量不同,所测的结果也有所不同,大致是每年的4~ 7月份的监测数值较高,而1~3月份和8~12月份相对较低,其中最明显的是氨氮、收稿日期:1999-11-03