簡介: 景德鎮(zhèn)水情分中心是國家防汛指揮系統(tǒng)示范區(qū)工程之一,在全國20個(gè)示范區(qū)工程中首先通過驗(yàn)收。示范區(qū)的建設(shè)根本改善了該地區(qū)的水文資料采集手段,實(shí)現(xiàn)了水位雨量觀測長期自記、固態(tài)存儲、水文數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程下載、水文資料整編、水情預(yù)報(bào)自動化。
關(guān)鍵字:水情信息分中心 防汛 水文自動測報(bào)

一、概述

  渤海在遼東半島南與山東半島北連線以西,為一半封閉型中國內(nèi)海。渤海包括遼東灣、渤海灣、萊州灣3個(gè)灣和中部海區(qū),海域面積77000km2,為我國海域面積的1.63%。渤海由河北、山東、遼寧3省和天津市環(huán)抱,總共有13座環(huán)渤海城市。

  過去的數(shù)十年中,豐富優(yōu)質(zhì)的漁業(yè)、港口、石油、景觀和海鹽資源,使得環(huán)渤海地區(qū)經(jīng)濟(jì)具有快速發(fā)展的顯著特征。海洋資源的開發(fā)和海洋工業(yè)成為該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要的領(lǐng)域之一。

  然而,隨著海洋資源的開發(fā)利用活動,渤海的資源和生態(tài)環(huán)境同時(shí)受到較大的破壞。渤海環(huán)境質(zhì)量嚴(yán)重惡化,表現(xiàn)于海岸帶污染明顯、污染范圍擴(kuò)大、生態(tài)系統(tǒng)弱化、生態(tài)環(huán)境退化、赤潮、富營養(yǎng)化等。渤海環(huán)境狀況已經(jīng)引起政府和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。對其環(huán)境質(zhì)量已經(jīng)開展了大量的研究工作,諸如生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境參數(shù)、赤潮、富營養(yǎng)化等。本文利用渤海多年水質(zhì)數(shù)據(jù),討論渤海嚴(yán)重問題之一的富營養(yǎng)化,同時(shí)分析該問題的成因。

二、方法

  分析研究范圍內(nèi)的多年常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟(jì)資料。為了便于比較,在數(shù)據(jù)處理中采用了歸一化方法。此外,還將渤海歷史的衛(wèi)星遙感片用于研究范圍問題的解析過程。

三、結(jié)果討論

1.渤海的富營養(yǎng)化

  鄒景忠教授1985提出了評價(jià)海灣富營養(yǎng)化的方法如下:

  EI=COD?DIN?DIP/4500(1)

  式中:EI為富營養(yǎng)化指數(shù);COD為化學(xué)耗氧量濃度,mg/L;DIN無機(jī)氮濃度,μg/L;若EI<1,則水體處于貧營養(yǎng)狀況;若EI1,則水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化;EI值越大,表明富營養(yǎng)化程度越嚴(yán)重。

  根據(jù)公式(1)計(jì)算出渤海1994至1999年的EI值,列于圖1,同時(shí)給出了TN、TP、COD和石油類的歸一化濃度。

  可以看出,盡管EI值和水質(zhì)參數(shù)呈現(xiàn)總體向下的趨勢,而1994年至1999年6年EI值全超過了1,特別是在1994年和1996年。即使是在1998年,TN、TP和COD的濃度分別是0.52mg/L、35.5g/L和2.6mg/L,EI值為6年中最小值,但EI仍達(dá)4.73,超過富營養(yǎng)化閾值的4倍以上。這個(gè)結(jié)果表明,渤海的富營養(yǎng)化現(xiàn)象十分嚴(yán)重。

  此外,自1998年以后,當(dāng)COD開始升高時(shí),氮和磷仍保持下降的趨勢。這就暗示著,這些營養(yǎng)鹽是渤海富營養(yǎng)化的主控因素。

2.環(huán)渤海地區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)活動

 。ǎ保┙(jīng)濟(jì)發(fā)展總體狀況

  環(huán)渤海城市是我國較發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。其中擁有許多著名的大中型企業(yè)。1997年,13座城市的GDP占了全國GDP的7.8%。因此,環(huán)渤海城市的經(jīng)濟(jì)對于全國十分重要。根據(jù)環(huán)渤海4省、直轄市工農(nóng)業(yè)GDP增長速度圖2可以看出,這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)保持著高速發(fā)展的勢頭。其中工業(yè)包括鋼鐵、機(jī)械、電子儀器、石油、石油化工、造船等行業(yè),在全國工業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。近年來,該地區(qū)工業(yè)發(fā)展迅速。1994年到1998年河北和山東兩省的工業(yè)GDP持續(xù)增長;天津市和遼寧省在1994年到1997年保持增長,但到1998年稍有回落。盡管農(nóng)業(yè)GDP增長速度不及工業(yè)GDP增長明顯尤其是在1996年以后,但農(nóng)業(yè)發(fā)展穩(wěn)定,產(chǎn)值保持穩(wěn)定增加的趨勢。在過去幾十年的經(jīng)濟(jì)顯著發(fā)展和城市化過程中,環(huán)渤海城市對全國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)支持。

  比較圖2和圖3可以發(fā)現(xiàn),在GDP穩(wěn)定增長中富營養(yǎng)化水平卻在下降。顯然,該地區(qū)采取了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)一致的戰(zhàn)略發(fā)揮了作用。

 。ǎ玻┤丝诩捌湎嚓P(guān)活動

  圖3給出環(huán)渤海地區(qū)人口、旅游人數(shù)和運(yùn)輸貨運(yùn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。由于控制人口措施的效果,1994年至1998年人口增長率處于相當(dāng)?shù)偷乃剑珜?shí)際人口數(shù)一直保持增加。該地區(qū)旅游業(yè)在1994年到1998年間迅速發(fā)展,游人數(shù)量和旅游業(yè)收入均顯著增長。

  為了控制因人口增加帶來的廢物排放,在國家的渤海碧海行動計(jì)劃中,要求加強(qiáng)城市污水處理廠的建設(shè)。

  (3)海洋開發(fā)活動

  環(huán)渤海地區(qū)的海洋開發(fā)活動可以由各種海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的變化表示,如漁業(yè)、石油、天然氣、海鹽等圖4和圖5?梢钥吹剑保梗梗茨甑剑保梗梗改晁泻Q螽a(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出總體增長的態(tài)勢。

3.水質(zhì)

  圖6表示1992年至1998年渤海3個(gè)海灣和中部海域水質(zhì)參數(shù)TN和TP的變化,探討水質(zhì)惡化和富營養(yǎng)化的主要成因。

  從1994年到1998年,除了萊州灣1997年外,3個(gè)灣的TN濃度顯著高于渤海中部海區(qū)。1994年到1998年遼東灣和渤海灣的TP濃度亦大于中部海區(qū)。萊州灣1994年到1996年TP濃度略低于中部海區(qū),1996年以后,TP濃度增高,超過了中部海區(qū)?傮w上講,海岸帶地區(qū)的TN和TP濃度高于中部海區(qū)。此外,渤海中部海區(qū)的TN和TP濃度較穩(wěn)定,變化平緩,而在遼東灣、渤海灣和萊州灣各年變化劇烈。造成這種狀況的原因是,海岸帶地區(qū)比渤海中部海區(qū)更容易受到陸域活動的影響。在不同海域和不同時(shí)間內(nèi),陸域活動具有不同的影響頻率和程度。顯然,渤海中部海區(qū)水質(zhì)是來自海岸帶地區(qū)污染物混合擴(kuò)散的結(jié)果。所以,陸域活動應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是造成渤海中部海區(qū)水質(zhì)下降和富營養(yǎng)化的最終原因。

  將渤海水質(zhì)數(shù)據(jù)比較各類第I類至第Ⅳ類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),圖7表示出1992年和1998年渤海清潔、輕度污染、污染和嚴(yán)重污染的范圍。

  可以發(fā)現(xiàn),出現(xiàn)污染的范圍從河口區(qū)擴(kuò)大到渤海整個(gè)海岸帶地區(qū),范圍明顯增加。此外,據(jù)報(bào)道,海水達(dá)標(biāo)率由1992年的78.77%降到1996年的49.05%。2001年渤海受污染面積由24.7%增加到2002年的41.3%。該結(jié)果意味著,過去幾年中渤海水質(zhì)明顯下降。TN、TP和石油類超過標(biāo)準(zhǔn)。TN超標(biāo)嚴(yán)重,石油類超標(biāo)較小。因此可以推斷,渤海水質(zhì)主要問題和富營養(yǎng)化主要原因來自于營養(yǎng)鹽氮和磷。

  比較圖7和圖6可以發(fā)現(xiàn),即使污染物濃度變化不大時(shí),渤海受污染的面積亦逐年擴(kuò)大。解析渤海衛(wèi)星遙感照片能夠清楚地看到,1992年整個(gè)海域受污染面積為16347km2達(dá)海域的21.2%,1996年則增加到39232km2達(dá)51.0%。這樣一來,受污染面積較5年前增加了2.4倍。另外可以看出,海洋水文和海洋動力學(xué)特性對污染物的擴(kuò)散起到重要的作用。在海流較弱的物質(zhì)輸移作用下,大部分受污染海區(qū)靠近海岸帶地區(qū),尤其是在河口地區(qū)。這就證明了渤海環(huán)境質(zhì)量主要受來自陸域活動的影響。

四、結(jié)論

  根據(jù)上述結(jié)果可以得出以下結(jié)論:

 、 渤海自1996年以來富營養(yǎng)化指數(shù)略有下降,但仍高于可接受水平的4倍以上。富營養(yǎng)化是渤海的主要環(huán)境問題之一。因此,主要污染物是營養(yǎng)鹽而不是COD。

  ② GDP穩(wěn)定增長時(shí)富營養(yǎng)化水平卻在下降。該地區(qū)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略有利于環(huán)境保護(hù)。

 、 渤海受污染面積逐年擴(kuò)大,而污染物濃度水平變化不大。大部分受污染區(qū)域靠近海岸帶地區(qū),特別是在河口地區(qū)。

 、 渤海富營養(yǎng)化的主要原因來自陸域活動以及對海洋環(huán)境的有關(guān)損害。

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