景德鎮(zhèn)水情信息分中心建設(shè)

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個示范區(qū)工程中首先通過驗收。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)遠程下載、水文資料整編、水情預(yù)報自動化。
關(guān)鍵字：水情信息分中心防汛水文自動測報

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)境同時受到較大的破壞。渤海環(huán)境質(zhì)量嚴重惡化，表現(xiàn)于海岸帶污染明顯、污染范圍擴大、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)，討論渤海嚴重問題之一的富營養(yǎng)化，同時分析該問題的成因。

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)化程度越嚴重。

　　根據(jù)公式（１）計算出渤海１９９４至１９９９年的ＥＩ值，列于圖１，同時給出了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４．７３，超過富營養(yǎng)化閾值的４倍以上。這個結(jié)果表明，渤海的富營養(yǎng)化現(xiàn)象十分嚴重。

　　此外，自１９９８年以后，當(dāng)ＣＯＤ開始升高時，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)濟活動

　?。ǎ保┙?jīng)濟發(fā)展總體狀況

　　環(huán)渤海城市是我國較發(fā)達的地區(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)濟保持著高速發(fā)展的勢頭。其中工業(yè)包括鋼鐵、機械、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)濟顯著發(fā)展和城市化過程中，環(huán)渤海城市對全國經(jīng)濟的發(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)濟發(fā)展與環(huán)境保護協(xié)調(diào)一致的戰(zhàn)略發(fā)揮了作用。

　　（２）人口及其相關(guān)活動

　　圖３給出環(huán)渤海地區(qū)人口、旅游人數(shù)和運輸貨運的統(tǒng)計結(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?，但實際人口數(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劃中，要求加強城市污水處理廠的建設(shè)。

　?。ǎ常┖Ｑ箝_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?，１９９４年到１９９８年所有海洋產(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)。總體上講，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)污染物混合擴散的結(jié)果。所以，陸域活動應(yīng)當(dāng)認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，圖７表示出１９９２年和１９９８年渤海清潔、輕度污染、污染和嚴重污染的范圍。

　　可以發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)污染的范圍從河口區(qū)擴大到渤海整個海岸帶地區(qū)，范圍明顯增加。此外，據(jù)報道，海水達標(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。ＴＮ超標(biāo)嚴重，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，渤海受污染的面積亦逐年擴大。解析渤海衛(wèi)星遙感照片能夠清楚地看到，１９９２年整個海域受污染面積為１６３４７ｋｍ２達海域的２１．２％，１９９６年則增加到３９２３２ｋｍ２達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)定增長時富營養(yǎng)化水平卻在下降。該地區(qū)發(fā)展經(jīng)濟的戰(zhàn)略有利于環(huán)境保護。

　?、?渤海受污染面積逐年擴大，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。

參考文獻?

　?。眲Ⅷ櫫恋龋澈－h(huán)境保護與資源開發(fā)戰(zhàn)略研究．中國工程院咨詢報告，２０００．５．

　　２于志剛等．渤海近二十年環(huán)境參數(shù)的變化及其相互關(guān)系．海洋環(huán)境科學(xué)，２０００．１．

　?。城厍髽s等．渤海海岸帶富營養(yǎng)化評價．海洋環(huán)境科學(xué)，２０００．２．

　?。矗樱瑁幔睿冢瑁椋椋?ＺｈａｎｇＺｈｅｎｈｕ?ＸｉｎｇＨｏｎｇｙａｎｅｔａｌ．ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＬａｏｚｈｏｕｂａｙｉｎＢｏｈａｉ?ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｏｆＯｃｅａｎｏｌｏｇｙａｎｄＬｉｍｎｏｌｏｇｙ?２０００．２．

　?。担茫瑁澹睿樱瑁幔睿?，ＺｈｕＭｉｎｇｙｕａｎ，ＭａＹａｎｅｔａｌ?Ｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎｏｎｍａｒｉｎｅｅｃｏｓｙｓｔｅｍｂｙｍｅｓｏｃｏｓｍｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ＡｄｖａｎｃｅＩｎＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ．１９９９．６．