南水北调东线通水后东平湖水质评价及富营养分析

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东平湖作为南水北调东线工程重要输水通道和调蓄枢纽,不仅是山东省西水东送的重要水源地,也是黄河流域生态保护和高质量发展基础保障,在“蓝黄战略”水资源配置中有极其重要的战略地位。对东平湖开展水质监测评价与富营养状态分析研究,不仅能为南水北调工程运行提供准确的数据资料,还能为实施东平湖治污规划提供依据。南水北调东线通水后的2013-2020年间,对东平湖共进行了15次的水质空间监测。本研究首先对水质监测数据进行统计分析,识别了东平湖主要污染物,并对重点指标进行主成分回归分析,探讨了其主要驱动指标。其次选取COD、总磷、总氮、氨氮、高锰酸盐指数、BOD5、氟化物7项指标作为水质评价指标,运用修正内梅罗指数法、ABC-LM神经网络评价模型对东平湖水质进行了综合评价与趋势分析。最后采用综合营养指数法分析了东平湖的富营养状态,并用主成分分析法探讨了富营养较严重年份的主要驱动指标。主要成果如下:(1)采用单因子统计法和主成分回归法,对2013-2020年东平湖的水质数据进行了分析,结果表明:TN、TP为东平湖主要污染物,春季状况优于秋季,总体呈缓慢上升趋势;秋季TP主要影响指标为氟化物、电导率、透明度;秋季TN主要影响指标为水深、p H;秋季Chl-a主要影响指标为p H、水温、透明度、水深。(2)构建了ABC-LM神经网络水质评价模型,并与自学习网络和L-M网络进行性能对比,结果显示:ABC-LM网络评价模型在寻优速度,规避局部最优和过度拟合方面均优于其他两种网络,对水质评价更准确。(3)采用修正内梅罗指数法、ABC-LM网络模型、综合营养指数法,对2013-2020年东平湖水质与富营养状态进行了评价,结果显示:内梅罗指数整体呈现波动式下降趋势,春季优于秋季,全湖基本达III类水要求;春季综合营养指数平稳,未发生富营养;秋季有轻度富营养现象,但有逐年好转趋势。(4)对秋季富营养化严重年份的东平湖水质进行主成分分析,识别了富营养主要驱动指标,结果显示:2013年为水深、水温、透明度、TN;2015年为TP、Chl-a、p H、透明度;2016年为溶解氧、电导率、COD、TP、p H;2018年为透明度、Chl-a、水温;2019年为透明度、高锰酸盐指数、TP。
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