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降雨对密云水库水质影响范文

时间:2022-08-19 09:58:28

降雨对密云水库水质影响

《北京水务杂志》2014年第二期

1降雨前后库区水质比较

按降雨强度大小,降雨可分为暴雨、大雨、中雨及小雨,其中小雨指日降雨量在10.0mm以下;中雨日降雨量为10.0~24.9mm;大雨日降雨量为25.0~49.9mm;暴雨日降雨量为50.0~99.9mm;大暴雨日降雨量为100.0~199.9mm;特大暴雨日降雨量在200.0mm以上。以张家坟水文站、下会水文站、白河主坝和潮河主坝等库区4站平均降雨量为研究对象,对2008—2012年期间密云水库库区日降雨量资料进行统计、整理,得出此期间共有日降雨量≥25.0mm的降雨27次。对此27组日降雨量≥25.0mm的降雨前后水质数据进行配对T检验,同时统计25组日降雨量<25.0mm时的降雨前后数据,用spss19.0软件得出运算结果见表3。如表3所示,日降雨量≥25.0mm时,NH3-N、DO及浮游藻类等3个项目降雨前后数据的配对T检验结果P<0.05,说明这3项指标降雨前后数据差异具有统计学意义,故对大于此降雨强度的27次降雨前后库区水质变化进行分析。

1.1氮分析氮元素是引起水体富营养化的主要因素之一,它以多种化学形式存在于水中,如游离态氨NH3、铵离子NH4+、硝酸根NO3-及亚硝酸根NO2-等。本文通过分析密云水库库区降雨前后NH3-N、TN含量的变化,了解降雨对库区水体NH3-N、TN含量的影响。(1)NH3-N。NH3-N常以NH3和NH4+的形式存在于水体中,在有氧条件下可进一步氧化为NO2-,甚至可以继续氧化为NO3-。鱼类对NH3-N比较敏感,浓度高时,鱼类易死亡[5]。由图2可知,日降雨量≥25.0mm时,雨后库区NH3-N增长趋势明显,原因是降雨对大气中NH3-N的淋洗作用明显,并伴随自然固氮过程的发生,使雨水中NH3-N较高,致使降雨后库区NH3-N出现明显的上升趋势。(2)TN。TN即是水中有机氮和各种无机氮的总和,是衡量水质的重要指标之一,也是水质恶化的因素之一。水体中TN增加,动、植物和微生物类大量繁殖,消耗水中DO,导致水体质量恶化[6]。由表3可知,日降雨量≥25.0mm时,降雨前后库区TN无统计学意义的上升,说明随着降雨历时的延长和水体自净作用的发挥,TN能够逐渐趋于一个相对稳定的数值[7]。

1.2DO分析水体中的DO与空气中氧的分压、大气压力、水温及浮游生物的生长有密切关系。水体受有机、无机还原性物质污染时DO降低[8]。由图3所示,27次日降雨量≥25.0mm的降雨中,DO含量15次在降雨后上升,这与降雨强度及其对水体表面的物理冲击作用有关。

1.3浮游藻类分析许多浮游藻对环境变化反应很敏感,可作为水质的指示生物,水体营养物质过剩会导致浮游藻类异常繁殖,造成水体富营养化。如图4所示,降雨后库浮游藻类数量较降雨前具有显著差异,但无明显规律。由于不同的降雨强度对浮游藻类的冲击破坏作用不同,地表径流带入库区的营养物质不同,以及雨后采样时间和阳光照射强度不定,导致多次降雨后浮游藻类总数出现下降或上升。

1.4叶绿素a和透明度分析降雨前后的叶绿素a含量和透明度无明显变化趋势,这是由于这2项指标的变化受降雨强度、上次降雨间隔时间[7]及采样时的天气等诸多因素影响较大,使得监测数据变化不显著。

1.5“7•21”大暴雨对密云水库库区水质影响2012年7月21日,北京遭遇自1951年有完整气象记录以来最强降雨,密云水库流域普降暴雨,局地出现大暴雨和特大暴雨,库区四站平均日降雨量为148mm,降雨主要集中在库区,直接形成入库径流。“7•21”强降雨使密云水库库区蓄水量一日增长2090万m3,带入NH3-N约0.069t,藻类数量上升13.81%[4],由图5~图8可知,此次降雨造成NH3-N在大关桥、辛庄桥和内湖明显上升;TN在大关桥明显上升,在辛庄桥和库区无明显变化;叶绿素a和透明度在全库区变化显著。表明“7•21”强降雨及入库径流将营养物质带入库区,使浮游藻类繁殖增加,继而叶绿素a上升,透明度下降。

2结论

(1)当日降雨量≥25.0mm时,密云水库库区等NH3-N、DO含量及浮游藻类数量等3项指标降雨前后的监测数据差异具有统计学意义,初步认为当降雨大于此强度时,可以引起库区部分水质指标的显著变化。(2)降雨强度的持续增大可能会引起入库N、P等营养物质过剩,浮游藻类繁殖旺盛,使水体呈现富营养化状态,并可能导致水华的发生,故应密切关注降雨强度,有效防止大暴雨引起非点源污染,减少因水土流失而进入库区的N、P含量。(3)目前,密云水库水质状况良好,建议进一步完善库滨带生态建设工程,恢复、提升库滨带生态系统的自我修复能力和水源的自净能力;利用水生植被促进入库污染物的降解、吸收和抑制藻类竞争的作用;加强全民水环境宣传教育,避免人为活动对植被产生不利影响;控制库区周边污染的增长,推行库区周边的清洁小流域建设及农业生态区建设,改进农牧业运作形式及肥料使用方法,以削减氮磷流失,减少库区污染负荷。

作者:王洁王景仕薛新娟单位:北京市密云水库管理处

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