查干湖富营养化演变规律及其影响因素分析

作     者：葛裕豪 

作者单位：黑龙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨旭

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：富营养化评价 人为驱动因素 适宜生态水位 正交模拟实验 查干湖 

摘      要：湖泊富营养化是全球重要的水环境问题之一,高强度人类活动加剧了湖泊富营养化发生的强度,威胁着水生态安全和渔业可持续发展。湖泊富营养化的精准评价是进行湖泊有效水环境治理的前提和基础。查干湖位于东北农业灌溉区,以灌溉退水为主要水源。湖泊周边强烈的人类活动促使湖泊水质恶化的风险加剧,富营养化发生的驱动机制更加复杂。本研究旨在构建适用于查干湖富营养化评价的综合评价模型,厘清查干湖富营养化演变规律,揭示富营养化发生的驱动因素。 （1）综合富营养化评价模型的指标权重修正后,TP（总磷）的修正后权重夏季（6-8月）明显高于春、秋（5月和9月）;TN（总氮）和SD（透明度）的修正后权重退水月份（5月和9月）明显高于其他月份。根据修正后的综合富营养化指数评价模型得出查干湖富营养化平均水平为富营养化（TLI=58.31）,其中夏季营养水平较高,达到重度富营养化（TLI=61.49）;富营养化程度呈现自东向西增加的趋势;影响湖泊的最大污染足迹达34.7km2,缓冲区半径最大为1km;第一产业产值、总播种面积和水稻田面积是导致湖泊富营养化的主要人为因素,贡献率分别为64.43%、13.09%和10.23%。 （2）在刻画恢复天然水位情势的基础上,综合考虑了人类活动导致湖泊营养负荷的季节性波动以及冰封期的最小生态水位,利用IHA-RVA算法确定了季节性冰封湖泊全季节的适宜生态水位阈值:冰封期（11月-次年4月）为129m,汛期（6-9月）为130.15-130.86m,非汛期（5和10月）为130.08-130.57m。查干湖入湖口非冰封期的总氮（TN）浓度与平均水位均呈上升趋势,总磷（TP）浓度呈下降趋势;6月湖内TN和TP滞留量最高,分别达到1044.36t和23.61t。 （3）室内模拟实验结果表明扰动对查干湖原水中的藻类生长具有一定的抑制作用。外界温度对藻类生长趋势有明显影响,微囊藻和小球藻受低温0℃和高温35℃影响大于常温25℃的影响。菱形藻和鞘丝藻受低温0℃影响大于常温25℃和高温35℃的影响。降低查干湖原水中的营养盐浓度有助于控制藻类生长。因此,可以根据各季节优势藻种来确定查干湖湖水的退水时间和时长。 综上所述,该研究为查干湖及类似季节性冰封湖泊的水环境管理和适宜生态水位研究提供了方法支撑和理论依据,对于缓解富营养化问题,保护和恢复湖泊生态系统具有重要现实意义。