降雨對密云水庫水質(zhì)影響范文

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《北京水務雜志》2014年第二期

1降雨前后庫區(qū)水質(zhì)比較

按降雨強度大小，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、下會水文站、白河主壩和潮河主壩等庫區(qū)4站平均降雨量為研究對象，對2008—2012年期間密云水庫庫區(qū)日降雨量資料進行統(tǒng)計、整理，得出此期間共有日降雨量≥25.0mm的降雨27次。對此27組日降雨量≥25.0mm的降雨前后水質(zhì)數(shù)據(jù)進行配對T檢驗，同時統(tǒng)計25組日降雨量＜25.0mm時的降雨前后數(shù)據(jù)，用spss19.0軟件得出運算結果見表3。如表3所示，日降雨量≥25.0mm時，NH3-N、DO及浮游藻類等3個項目降雨前后數(shù)據(jù)的配對T檢驗結果P＜0.05，說明這3項指標降雨前后數(shù)據(jù)差異具有統(tǒng)計學意義，故對大于此降雨強度的27次降雨前后庫區(qū)水質(zhì)變化進行分析。

1.1氮分析氮元素是引起水體富營養(yǎng)化的主要因素之一，它以多種化學形式存在于水中，如游離態(tài)氨NH3、銨離子NH4+、硝酸根NO3-及亞硝酸根NO2-等。本文通過分析密云水庫庫區(qū)降雨前后NH3-N、TN含量的變化，了解降雨對庫區(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，在有氧條件下可進一步氧化為NO2-，甚至可以繼續(xù)氧化為NO3-。魚類對NH3-N比較敏感，濃度高時，魚類易死亡[5]。由圖2可知，日降雨量≥25.0mm時，雨后庫區(qū)NH3-N增長趨勢明顯，原因是降雨對大氣中NH3-N的淋洗作用明顯，并伴隨自然固氮過程的發(fā)生，使雨水中NH3-N較高，致使降雨后庫區(qū)NH3-N出現(xiàn)明顯的上升趨勢。（2）TN。TN即是水中有機氮和各種無機氮的總和，是衡量水質(zhì)的重要指標之一，也是水質(zhì)惡化的因素之一。水體中TN增加，動、植物和微生物類大量繁殖，消耗水中DO，導致水體質(zhì)量惡化[6]。由表3可知，日降雨量≥25.0mm時，降雨前后庫區(qū)TN無統(tǒng)計學意義的上升，說明隨著降雨歷時的延長和水體自凈作用的發(fā)揮，TN能夠逐漸趨于一個相對穩(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有密切關系。水體受有機、無機還原性物質(zhì)污染時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，這與降雨強度及其對水體表面的物理沖擊作用有關。

1.3浮游藻類分析許多浮游藻對環(huán)境變化反應很敏感，可作為水質(zhì)的指示生物，水體營養(yǎng)物質(zhì)過剩會導致浮游藻類異常繁殖，造成水體富營養(yǎng)化。如圖4所示，降雨后庫浮游藻類數(shù)量較降雨前具有顯著差異，但無明顯規(guī)律。由于不同的降雨強度對浮游藻類的沖擊破壞作用不同，地表徑流帶入庫區(qū)的營養(yǎng)物質(zhì)不同，以及雨后采樣時間和陽光照射強度不定，導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含量和透明度無明顯變化趨勢，這是由于這2項指標的變化受降雨強度、上次降雨間隔時間[7]及采樣時的天氣等諸多因素影響較大，使得監(jiān)測數(shù)據(jù)變化不顯著。

1.5“7•21”大暴雨對密云水庫庫區(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最強降雨，密云水庫流域普降暴雨，局地出現(xiàn)大暴雨和特大暴雨，庫區(qū)四站平均日降雨量為148mm，降雨主要集中在庫區(qū)，直接形成入庫徑流。“7•21”強降雨使密云水庫庫區(qū)蓄水量一日增長2090萬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在大關橋、辛莊橋和內(nèi)湖明顯上升；TN在大關橋明顯上升，在辛莊橋和庫區(qū)無明顯變化；葉綠素a和透明度在全庫區(qū)變化顯著。表明“7•21”強降雨及入庫徑流將營養(yǎng)物質(zhì)帶入庫區(qū)，使浮游藻類繁殖增加，繼而葉綠素a上升，透明度下降。

2結論

（1）當日降雨量≥25.0mm時，密云水庫庫區(qū)等NH3-N、DO含量及浮游藻類數(shù)量等3項指標降雨前后的監(jiān)測數(shù)據(jù)差異具有統(tǒng)計學意義，初步認為當降雨大于此強度時，可以引起庫區(qū)部分水質(zhì)指標的顯著變化。（2）降雨強度的持續(xù)增大可能會引起入庫N、P等營養(yǎng)物質(zhì)過剩，浮游藻類繁殖旺盛，使水體呈現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài)，并可能導致水華的發(fā)生，故應密切關注降雨強度，有效防止大暴雨引起非點源污染，減少因水土流失而進入庫區(qū)的N、P含量。（3）目前，密云水庫水質(zhì)狀況良好，建議進一步完善庫濱帶生態(tài)建設工程，恢復、提升庫濱帶生態(tài)系統(tǒng)的自我修復能力和水源的自凈能力；利用水生植被促進入庫污染物的降解、吸收和抑制藻類競爭的作用；加強全民水環(huán)境宣傳教育，避免人為活動對植被產(chǎn)生不利影響；控制庫區(qū)周邊污染的增長，推行庫區(qū)周邊的清潔小流域建設及農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)建設，改進農(nóng)牧業(yè)運作形式及肥料使用方法，以削減氮磷流失，減少庫區(qū)污染負荷。

作者：王潔王景仕薛新娟單位：北京市密云水庫管理處