[发明专利]一种湖泊污染成因诊断的集成方法

说明书

技术领域

本方法提供了一种由调查与数据获取、系统分析与问题识别、研究计算与科学评价、水污染成因诊断等内容组成的湖泊污染诊断集成方法，从而找出导致湖泊污染的驱动力与症结问题，为湖泊水污染治理思路的确定和方案的制定奠定基础，本方法属水污染控制与生态修复技术领域。

背景技术

近二十多年来，我国湖泊科学家在科技攻关的基础上，提出了湖泊环境问题诊断分析的前期调查方法及调查清单、诊断分析的主要内容(主要环境问题、社会和经济效益评估、原因解析、法律法规和拟进行的行动)、评价方法(富营养化综合评价模型、生态系统状况评价等)，并完成了滇池、洱海、兴凯湖、太湖、博斯腾湖、乌梁素海等国内多个湖泊的环境问题初步诊断分析，为我国湖泊富营养化调查与综合治理及其流域可持续发展规划奠定了坚实的科学基础。这些湖泊采用的诊断方法包括2个内容，一是前期调查，二是问题诊断分析。该“前期调查-诊断分析”方法的具体内容见《湖泊富营养化控制和管理技术》一书。该方法主要侧重于湖泊及其流域水质的调查与评价，在诊断分析的过程中缺乏具体化，对于诊断问题的具体方法描述较模糊，大多采用定性诊断(如水质评价，定量诊断仅用于湖泊富营养化评价、污染源分析方面，缺乏定性与定量相结合的科学系统的诊断分析方法。

发明内容

本发明在“前期调查-诊断分析”方法的基础上，结合已有调查成果，集成相关评价方法与模型，形成了一套完整的湖泊污染成因诊断方法。该方法包括调查与数据获取、系统分析与问题识别、研究计算与科学评价、水污染成因诊断4个步骤。相较于原“前期调查-诊断分析”方法，该“调查-识别-评价-诊断”方法的调查指标更完善，问题识别更科学，评价方法更具体，成因诊断更准确。

步骤一：调查与数据获取

通过现场调查和资料搜集获取湖泊与其流域的现状数据。现有“前期调查-诊断分析”方法的前期调查主要指水体特征、污染源、环境基本特征的调查(详见《湖泊富营养化控制和管理技术》)。本发明在现有方法调查指标的基础上，增加了入湖河流、缓冲带、湖滨带、流域管理状况、柱状底泥物理化学性状调查等内容。具体内容见表1。

表1主要调查内容表

步骤二：系统分析与问题识别

根据所获取的资料与数据，分别开展湖泊水污染特征和流域水环境特征分析，对湖泊及其流域问题进行初步识别。湖泊内在问题识别包括湖泊水污染特征、湖泊水生态特征、水体生境(内负荷)特征；流域问题识别包括流域经济发展与产业布局、入湖河流污染特征、湖滨缓冲带特征。

1、湖泊水污染特征分析方法

通过集成现状环境标准对比评价法、时间分布评价法、空间分布评价法、环境趋势评价法，开展湖泊水污染特征分析，为识别湖泊内在问题奠定基础。

(1)现状环境标准对比评价法

将湖泊各环境指标现状调查数值与湖泊环境执行标准进行比较，确定其水质超标状况和影响水体使用功能的主要污染因子。

(2)时间分布评价法

利用整年度各期的水质调查数据，分析污染年度变化，确定污染较重的月份或季节，或水华发生消涨年度规律。

(3)空间分布评价法

利用Photoshop等图形软件，对湖泊环境现状进行空间分布趋势分析，确定湖泊污染较重的区域，或水华发生较频繁的区域。

(4)环境趋势评价法

通过几十年的数据系列，对发展趋势进行分析，总结其变化规律。主要的分析方法包括：情景分析法，知道现状情况相当于历史上哪年的水平；对比分析法，对象湖泊与其它湖泊进行横向比较，分析其特征；模型分析法，通过相关模型，进行半定量或定量分析。

2、流域水环境特征分析方法

通过集成流域降雨侵蚀模型和水质模型，反映流域水土流失状况和河流沿程水质变化，为流域水环境问题识别提供科学依据。

(1)流域降雨侵蚀模型

①经验相关模型

通用土壤侵蚀模型形式：A＝R·K·L·S·C·P

式中：A单位面积上土壤流失量；R降雨侵蚀力因子；K土壤可蚀性因子；L坡长因子；S坡度因子；C作物覆盖和管理因子；P水保措施因子。

②物理过程模型