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分析溶解氧乌梁素海进水水体溶解氧变化影响因子

收藏本文 2024-04-19 点赞:5717 浏览:15102 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘 要:特殊的地理气候环境和人为排污,使乌梁素海进水水体中溶解氧(DO)含量的变化呈现特定的规律性。2009年至2010年乌梁素海进水口附近水体的监测分析结果显示:DO含量年内变化趋势为春季高于夏、秋两季;Chl-a与DO正相关,风速与DO成正相关;DO的日变化为周期性波动,0:00时>14:00时>8:00时;在5月初所测的42个溶解氧数据中有73.8%为大于100%的过饱和值。上述变化是由于水生植物的光合作用和大气复氧的综合作用,使水体中DO含量呈现不同的变化趋势。通过分析确定研究区DO含量的主导因子为Chl-a浓度与风速,而pH值则为被动因子。
关键词:乌梁素海;溶解氧;影响因子

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

总排干沟和乌梁素海是河套灌区灌排水系统的重要组成部分。总排干沟年排水4亿m3左右,主要为农田退水,其次为工业废水和生活污水。河套灌区的农田退水经总排干沟汇入乌梁素海后,由西山嘴河口排入黄河。乌梁素海为黄河内蒙段最大的湖泊,目前乌梁素海水域面积约为285.38km2,湖水深度为0.5-

2.5m。总排干沟和乌梁素海的存在对净化灌区排水和控制盐碱化起着关键作用。

1.2 研究方法

取样点设置在河套灌区总排干沟末端红圪卜排水站的下游500m处。水样采集方法执行国家环保总局标准:《水质 河流采样技术指导》(HJ/T 52-1999)。
水样监测项目包括水温、pH、DO、COD、叶绿素a(Chl-a);监测时间为每日的8:00、14:00、20:00。因研究区位于内蒙古高原,考虑冬季封冻问题,取样实验期在每年的5月初至10月底共6个月。监测仪器为德国WTW便携式水质测定仪 Multi 340i,风速数据采集于采样点附近的Monitor地面自动气象站的小时平均值。
2009-2010年共采集了450个水样,对监测到的乌梁素海入湖水体中的水温、pH、DO、chl-a、风速等数据进行统计,分析其变化规律。

2 分析与讨论

2.1 DO的年变化规律

水体中DO含量在2009年最大值出现在5月份为11.75mg/L,最小值出现在10月份为2.73mg/L。2010年最大值也出现在5月份为10.61mg/L,最小值出则出现在7月份为

3.09mg/L。

水体中Chl-a浓度在2009年最大值出现在5月份为91.5mg/L,最小值出现在10月份为23.8mg/L。2010年最大值和最小值均出现在7月份,分别为43.1mg/L和18.4mg/L。通过相关性分析,水体中Chl-a浓度在2009年随DO含量变化成正相关变化,而在2010年无明显相关趋势。
通过相关分析,水体中的DO含量与风速在2010年成明显正相关,2009年相关性并不明显。
分析认为,进入乌梁素海的水体大部分为上游的农田退水,含有大量的营养物质,氮、磷含量超标严重,而排干沟内水体流速缓慢,小于0.3m/s,水体温度5月份大致在16℃左右,这样的温度较适合水生植物和藻类的生长,加上每日长达12h的日照,使它们繁殖较快,叶绿素a含量迅速增加,并释放出大量氧气,水中DO含量也随之增大;另一方面,大风天气使水体表面波动剧烈,加速了水体与大气的氧交换,复氧过程较为频繁,使得水体中的DO含量出现饱和与过饱和的情况较多;而进入夏季和秋季以后,随着温度的不断回升,风力的不断下降,大气复氧减少,加上水中微生物分解有机污染物的耗氧、底泥分解耗氧以及水生生物呼吸

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耗氧的不断增强,使得水体中的DO含量下降,全年总体呈现出春季DO含量要高于夏季和秋季。

2.2 DO在5月初的日变化规律分析

由于监测期间,出现DO过饱和现象最为频繁的时段为5月份初。本文选取2009年和2010年的5月5日至11日一周内数据作详细分析讨论,其pH值和DO含量变化见图1。
(a) 2009年
(b) 2010年
图12009年与2010年5月初乌梁素海进水水体pH值与DO含量变化图
由图1显示,水体中DO含量为周期性波动,变化规律为20:00时>14:00时>8:00时。在这段期间2009年的DO最大值出现在5月5日的20:00为21.7mg/L,最小值出现在5月9日的20:00为0.2mg/L;2010年的DO最大值同样出现在5月5日的20:00为18.25mg/L,最小值出现在5月11日的8:00为

6.23mg/L。而实测的pH值也随着DO含量的变化而变化,成明显的正相关。

2.3上游排污对DO的影响

由于总排干沟排水除农田退水之外,还有上游城镇的少量工业废水和生活污水的排入,如临河市、五原县等,这些污水不定期的排入对乌梁素海进水水体的水质有直接的影响。在2009年5月9日监测过程中发现水体呈黑色,伴有臭味;从监测数据可以看出溶解氧由早晨的9.49mg/L突降到中午、晚上的0.48mg/L和0.20mg/L,可知是有大量有机污染物的分解耗氧而使溶解氧大幅下降,当日监测的COD浓度由早晨的105 mg/L变为中午的148mg/L也可以证实这一点。
3 结语
(1)乌梁素海进水水体的DO含量年内变化趋势为春季高于夏、秋季,这与每年在4、5月份进行春灌,大量的农田退水携带氮磷营养元素的汇入,藻类在光合作用下所产生的氧量较其他月份更为充足。
(2) DO变化的的主导因子主要为Chl-a浓度和风速,而pH为其被动因子。
(3)上游的城镇的工业废水和生活污水的排入对乌梁素海进水水体的水质影响较大,可使溶解氧在短时间内大幅下降,显现不规律变化;近年来排入总排干的水体污染极其严重,且依然呈增加趋势,水环境日趋恶化。笔者认为有关部门应加大力度治理,只有上游的污染源得到控制,下游水体的生态环境才能得到可持续发展。
参考文献:
于瑞宏,李畅游,刘廷玺,等.乌梁素海湿地环境的演变[J].地理学报,2004,59(6):948-955.
任春涛,李畅游,彭芳,等.基于模糊ISODATA技术和模糊模式识别方法的水环境分区研究[J],中国农村水利水电,200

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