1、乌梁素海进水水体溶解氧变化影响因子研究摘 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
2、-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 中图分类号：X823 文献标识码：A 文章编号： 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。 1.2 研究方法 取样点设置在河套灌区总排干沟末端
3、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
4、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
5、成正相关变化，而在 2010 年无明显相关趋势。 通过相关分析2，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1，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
6、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 p
7、H 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
8、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
9、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： 1 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. 2 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,2007. (3):10-12.
