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多水源入湖对滇池叶绿素a时空变化特征的影响

多水源入湖对滇池叶绿素a时空变化特征的影响

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作者：冯昶瑞青海大学

学位级别：硕士

滇池是西南地区最大的淡水湖,地理位置位于昆明市西南部,对于我国西南部水环境安全与生态保障起到了重要作用。昆明市经济高速发展,生产活动影响程度不断加深,滇池受到了严重的破坏,1996年滇池被列为我国“三河三湖”重要环境治理湖泊... 详细信息

滇池是西南地区最大的淡水湖,地理位置位于昆明市西南部,对于我国西南部水环境安全与生态保障起到了重要作用。昆明市经济高速发展,生产活动影响程度不断加深,滇池受到了严重的破坏,1996年滇池被列为我国“三河三湖”重要环境治理湖泊之一。滇池众多水环境问题中,水体富营养化随着社会发展越来越严重,严重地影响着昆明市今后的可持续发展。因此,对滇池湖体富营养化程度以及时空变化趋势进行研究,探究Chla受影响情况与其他因子的相关性,构建滇池水动力-水质二维模型对于之后滇池水质提升工程进行预测与模拟,总结滇池近二十年滇池水环境变化趋势为后期研究提供数据背景支撑以及进行预测预警为富营养化有效防控提供科学依据,同时也为滇池的水资源管理提供支撑。本文以滇池湖体及周围入流河流为研究主体,通过收集10个国控点位水质数据和16条入湖口断面实测数据,分析了滇池近二十年水质时空变化情况,使用富营养化综合指数（TLI）分析滇池湖体富营养程度与变化趋势,探究长时间序列下滇池富营养化程度变化趋势。基于EFDC（Environmental Fluid Dynamics Code,环境流体水动力模型）数值模拟技术,完成滇池湖体水动力-水质二维耦合模型的构建,针对滇池水环境现状进行模拟,结合现状提出尾水治理与滇中引水工程接入两个情景进行模拟预测。本研究主要结论包括:（1）湖体水质状况:主要指标月均数据均呈现出较大的波动变化趋势,其中Chla变化区间较大,年内月均数据在7～10月持续增长,Chla浓度在雨季出现明显增加,年际变化Chla浓度呈波动下降趋势;TN年内月度变化呈现出雨季入湖河流水质状况:16条入湖河流总氮含量普遍较高,均超过超过地表V类水标准。入湖河流富营养化状况:入湖河流主要处于富营养化状态,部分河流富营养化程度严重。其中马料河、淤泥河为重度富营养化,白鱼河等5条河流为中度富营养化,宝象河等8条河流为轻度富营养化,盘龙江为中营养。（2）湖体富营养化状况:2001～2020年滇池TLI整体呈现波动降低,2001-2017年均处于中度富营养化,到了2018、2019年全湖达到轻度富营养化状态,年内富营养状况整体呈现出2～9月的连续上升,空间上富营养化程度呈现出由北向南递减的状态,草海区域富营养化程度较为严重。根据Spearman相关性分析滇池Chla与水质指标与物理性指标相关关系。其中Chla与TP、TN和BOD呈现正相关,与DO呈现负相关;Chla与水温、p H和降雨成呈正相关,与水位、透明度呈负相关。结合之前研究对与水质指标的相关性分析说明滇池富营养化属于氮磷双限;侧面印证了蓝藻爆发的时间是在7～9月,该时间段温度和p H最适合藻类生长的。（3）完成滇池水动力-水质耦合模型,选取了滇池湖区3个国控监测站点,其中水动力模块选择的是水位项目进行验证,三点验证指标:R>0.97,NSE>0.96。水质模块选取水温、氨氮、总磷三项指标进行验证,三点验证指标:R>0.90,NSE>0.90。验证结果表明,本研究构建的滇池水动力-水质模型能较好的完成多水源入湖对滇池影响程度以及时空变化趋势,模拟结果真实可靠。（4）使用构建起的滇池水动力-水质二维模型。对滇池水环境基准状况（S0）进行模拟。滇池水环境的变化,Chla一年中的月变化比较明显,整体呈先上升后下降的趋势,和温度变化趋势相似。基于S0的基础上,提出提升水质净化状况与滇中引水开通两种情况,结合实际来说,滇中引水工程达到目前情况,依然需要较多十日,提高水质净化厂能力是目前较为可行的一种降低滇池叶绿素a含量的一种方法。

关键词：滇池叶绿素a 水环境时空变化 EFDC 多水源入湖

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