基于营养状态综合指数法的煤矿沉陷湖水体水质状况评价

　1采样 
　　鉴于塌陷塘的特殊性，参照目前国内外湖泊、水库监测中常用的布点方式，选用在塌陷塘的出水区、中心区和岸边区分设3条监测垂线；对于垂线上采样点的布设，一般要求采集距离水面10～15 cm以下的水样。在每条垂线上分别设3个取样点，即水面下0.5 m，1/2水深处和水底上0.5 m处，进行采样，并且把3个样点的水等量混合后作为一个样品进行理化指标的监测和浮游生物的定量测试[1～3]。 
　　对于谢二沉陷湖水体，在每条垂线上分别设3个取样点，即水面下0.5 m，1/2水深处和水底上0.5 m处进行采样，并且把3个样点的水等量混合后作为一个样品进行各项指标的监测。 
　　每条采样垂线和采样点的位置确定后，垂线所在处应该有固定而明显的岸边天然标志。如果没有天然的标志，则应设置人工的标志物，如竖石柱、打木桩等。设置后要防止丢失、移动。每次采样严格以标志物为准，使采集的样品所取自同一位置上，以保证样品的代表性和可比性。于2004年3月～2006年3月间，每月采样1次，采样时间为每月的中下旬，选择晴好天气，连续3 d，每次时间为上午8∶00～11∶00，各点位采样次序一致。 
　　所有测试数据均采用或借助Excel和Spss For Windows 软件进行统计处理分析，相关图表的绘制采用Word和Excel软件进行。 
　　2评价方法 
　　营养状态综合指数法（TSCI）是通过综合影响水质的多项指标来实现对湖泊营养状态的连续分级（Carlson，1977），该方法也得到了较为广泛的应用，并在实践中不断得到完善。这里采用的营养状态综合指数，选择叶绿素a（Chla）、BOD5、TP、TN、和透明度（SD）5个指标来综合分析谢二沉陷湖水体水质状况。综合营养状态指数公式[3～5]为： 
　　TSI（∑）=∑mi=1Wj·TSI（j）（1） 
　　式中：TSI（∑） 表示综合营养状态指数；TSI（j） 代表第j种参数的营养状态指数；Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重。以Chla作为基准参数，则第j种参数归一化的相关权重计算公式为： 
　　Wj=r2ij∑mj=1r2ij，（2） 
　　其中：rij为第j种参数与基准参数Chla的相关系数；m为评价参数的个数。中国湖泊的Chla与其它参数之间的相关关系rij及r2ij 见表1。 
　　上述各式中：SD为湖水透明度值（m）；Chla为湖水中叶绿素a 含量（mg/m3）；BOD5为湖水中五日生化需氧量（mg/L）；TP为水中总磷含量（mg/L）；TN为水中总氮含量（mg/L）。为了说明湖泊富营养状态情况，采用0～100的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级[2，3]，如表2。 
　　3评价结果 
　　营养状态综合指数值越高，表示其营养程度水质级别越高，分别将2004～2006年的相关数值代入公式得计算结果为：谢二沉陷湖2004、2005、2006年的TSI（∑）分别为65.93、63.7、50.69，很显然，谢二沉陷湖的综合营养状态指数在50～70之间，但非常接近于70，对照表2可知其水质级别分别为：2004、2005年度为中度富营养（Ⅳ），06年为轻度富营养（Ⅲ）。2006年的数值为上半年的数据，故不能完全反映其全年的水质状况） 
　　由以上分析可知谢二沉陷湖水体水质已经受到一定程度的污染，营养状态综合指数评价其污染级别为Ⅳ级，属中污染级别，综合分析，不难看出其水体水质变化一方面受环境因素影响较严重，另一方面也有其内在的发展规律。