降雨對(duì)密云水庫(kù)水質(zhì)影響范文

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《北京水務(wù)雜志》2014年第二期

1降雨前后庫(kù)區(qū)水質(zhì)比較

按降雨強(qiáng)度大小，降雨可分為暴雨、大雨、中雨及小雨，其中小雨指日降雨量在10.0mm以下；中雨日降雨量為10.0～24.9mm；大雨日降雨量為25.0～49.9mm；暴雨日降雨量為50.0～99.9mm；大暴雨日降雨量為100.0～199.9mm；特大暴雨日降雨量在200.0mm以上。以張家墳水文站、下會(huì)水文站、白河主壩和潮河主壩等庫(kù)區(qū)4站平均降雨量為研究對(duì)象，對(duì)2008—2012年期間密云水庫(kù)庫(kù)區(qū)日降雨量資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、整理，得出此期間共有日降雨量≥25.0mm的降雨27次。對(duì)此27組日降雨量≥25.0mm的降雨前后水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)T檢驗(yàn)，同時(shí)統(tǒng)計(jì)25組日降雨量＜25.0mm時(shí)的降雨前后數(shù)據(jù)，用spss19.0軟件得出運(yùn)算結(jié)果見(jiàn)表3。如表3所示，日降雨量≥25.0mm時(shí)，NH3-N、DO及浮游藻類等3個(gè)項(xiàng)目降雨前后數(shù)據(jù)的配對(duì)T檢驗(yàn)結(jié)果P＜0.05，說(shuō)明這3項(xiàng)指標(biāo)降雨前后數(shù)據(jù)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，故對(duì)大于此降雨強(qiáng)度的27次降雨前后庫(kù)區(qū)水質(zhì)變化進(jìn)行分析。

1.1氮分析氮元素是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要因素之一，它以多種化學(xué)形式存在于水中，如游離態(tài)氨NH3、銨離子NH4+、硝酸根NO3-及亞硝酸根NO2-等。本文通過(guò)分析密云水庫(kù)庫(kù)區(qū)降雨前后NH3-N、TN含量的變化，了解降雨對(duì)庫(kù)區(qū)水體NH3-N、TN含量的影響。（1）NH3-N。NH3-N常以NH3和NH4+的形式存在于水體中，在有氧條件下可進(jìn)一步氧化為NO2-，甚至可以繼續(xù)氧化為NO3-。魚類對(duì)NH3-N比較敏感，濃度高時(shí)，魚類易死亡[5]。由圖2可知，日降雨量≥25.0mm時(shí)，雨后庫(kù)區(qū)NH3-N增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，原因是降雨對(duì)大氣中NH3-N的淋洗作用明顯，并伴隨自然固氮過(guò)程的發(fā)生，使雨水中NH3-N較高，致使降雨后庫(kù)區(qū)NH3-N出現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)。（2）TN。TN即是水中有機(jī)氮和各種無(wú)機(jī)氮的總和，是衡量水質(zhì)的重要指標(biāo)之一，也是水質(zhì)惡化的因素之一。水體中TN增加，動(dòng)、植物和微生物類大量繁殖，消耗水中DO，導(dǎo)致水體質(zhì)量惡化[6]。由表3可知，日降雨量≥25.0mm時(shí)，降雨前后庫(kù)區(qū)TN無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的上升，說(shuō)明隨著降雨歷時(shí)的延長(zhǎng)和水體自凈作用的發(fā)揮，TN能夠逐漸趨于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值[7]。

1.2DO分析水體中的DO與空氣中氧的分壓、大氣壓力、水溫及浮游生物的生長(zhǎng)有密切關(guān)系。水體受有機(jī)、無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)污染時(shí)DO降低[8]。由圖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，這與降雨強(qiáng)度及其對(duì)水體表面的物理沖擊作用有關(guān)。

1.3浮游藻類分析許多浮游藻對(duì)環(huán)境變化反應(yīng)很敏感，可作為水質(zhì)的指示生物，水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)剩會(huì)導(dǎo)致浮游藻類異常繁殖，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。如圖4所示，降雨后庫(kù)浮游藻類數(shù)量較降雨前具有顯著差異，但無(wú)明顯規(guī)律。由于不同的降雨強(qiáng)度對(duì)浮游藻類的沖擊破壞作用不同，地表徑流帶入庫(kù)區(qū)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不同，以及雨后采樣時(shí)間和陽(yáng)光照射強(qiáng)度不定，導(dǎo)致多次降雨后浮游藻類總數(shù)出現(xiàn)下降或上升。

1.4葉綠素a和透明度分析降雨前后的葉綠素a含量和透明度無(wú)明顯變化趨勢(shì)，這是由于這2項(xiàng)指標(biāo)的變化受降雨強(qiáng)度、上次降雨間隔時(shí)間[7]及采樣時(shí)的天氣等諸多因素影響較大，使得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化不顯著。

1.5“7•21”大暴雨對(duì)密云水庫(kù)庫(kù)區(qū)水質(zhì)影響2012年7月21日，北京遭遇自1951年有完整氣象記錄以來(lái)最強(qiáng)降雨，密云水庫(kù)流域普降暴雨，局地出現(xiàn)大暴雨和特大暴雨，庫(kù)區(qū)四站平均日降雨量為148mm，降雨主要集中在庫(kù)區(qū)，直接形成入庫(kù)徑流。“7•21”強(qiáng)降雨使密云水庫(kù)庫(kù)區(qū)蓄水量一日增長(zhǎng)2090萬(wàn)m3，帶入NH3-N約0.069t，藻類數(shù)量上升13.81%[4]，由圖5~圖8可知，此次降雨造成NH3-N在大關(guān)橋、辛莊橋和內(nèi)湖明顯上升；TN在大關(guān)橋明顯上升，在辛莊橋和庫(kù)區(qū)無(wú)明顯變化；葉綠素a和透明度在全庫(kù)區(qū)變化顯著。表明“7•21”強(qiáng)降雨及入庫(kù)徑流將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)帶入庫(kù)區(qū)，使浮游藻類繁殖增加，繼而葉綠素a上升，透明度下降。

2結(jié)論

（1）當(dāng)日降雨量≥25.0mm時(shí)，密云水庫(kù)庫(kù)區(qū)等NH3-N、DO含量及浮游藻類數(shù)量等3項(xiàng)指標(biāo)降雨前后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，初步認(rèn)為當(dāng)降雨大于此強(qiáng)度時(shí)，可以引起庫(kù)區(qū)部分水質(zhì)指標(biāo)的顯著變化。（2）降雨強(qiáng)度的持續(xù)增大可能會(huì)引起入庫(kù)N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)剩，浮游藻類繁殖旺盛，使水體呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，并可能導(dǎo)致水華的發(fā)生，故應(yīng)密切關(guān)注降雨強(qiáng)度，有效防止大暴雨引起非點(diǎn)源污染，減少因水土流失而進(jìn)入庫(kù)區(qū)的N、P含量。（3）目前，密云水庫(kù)水質(zhì)狀況良好，建議進(jìn)一步完善庫(kù)濱帶生態(tài)建設(shè)工程，恢復(fù)、提升庫(kù)濱帶生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力和水源的自凈能力；利用水生植被促進(jìn)入庫(kù)污染物的降解、吸收和抑制藻類競(jìng)爭(zhēng)的作用；加強(qiáng)全民水環(huán)境宣傳教育，避免人為活動(dòng)對(duì)植被產(chǎn)生不利影響；控制庫(kù)區(qū)周邊污染的增長(zhǎng)，推行庫(kù)區(qū)周邊的清潔小流域建設(shè)及農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)建設(shè)，改進(jìn)農(nóng)牧業(yè)運(yùn)作形式及肥料使用方法，以削減氮磷流失，減少庫(kù)區(qū)污染負(fù)荷。

作者：王潔王景仕薛新娟單位：北京市密云水庫(kù)管理處