【目的】研究烏梁素海的水環(huán)境容量特征和探索水環(huán)境容量與入湖水質(zhì)水量間的響應(yīng)關(guān)系。【方法】采用零維模型分別計(jì)算并分析了烏梁素海冰封期與非冰封期的水環(huán)境容量,基于水文實(shí)際條件,分析入湖水量對出口斷面污染物質(zhì)量濃度的影響。【結(jié)果】冰封期湖泊的自凈容量小于非冰封期時(shí)的自凈容量,且冰封期的氮和有機(jī)物污染物的環(huán)境容量遠(yuǎn)小于非冰封期。【結(jié)論】非冰封期引入的黃河水和農(nóng)田退水會導(dǎo)致湖泊氮磷水環(huán)境容量下降。有機(jī)物污染物的水環(huán)境稀釋容量會因?yàn)辄S河引水增加。 

【文章來源】：灌溉排水學(xué)報(bào). 2019年06期 第105-112頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

研究區(qū)位置圖，其中

核睪３鏊?諶牖坪又揮?20km的河道，出水口到黃河包頭飲用水取水口的距離較近，烏梁素海出水水質(zhì)將直接影響包頭取水口飲用水安全，因此，監(jiān)測與采用烏梁素海出口水質(zhì)控制具有一定的參考價(jià)值與實(shí)際意義。入湖水量可以加快湖泊水體置換，稀釋水體污染物濃度，經(jīng)過湖泊的自凈與稀釋后，出口斷面水質(zhì)會優(yōu)于進(jìn)口斷面水質(zhì)。因此通過總排進(jìn)入湖泊的水體會在經(jīng)過一段時(shí)間后，對出口斷面的水質(zhì)造成一定影響。3.2.1春季補(bǔ)水期流量對出口斷面水質(zhì)影響分析春季補(bǔ)水時(shí)期，由總排干大量引黃河水進(jìn)入烏梁素海，其中含有少部分農(nóng)田退水。圖2為春季補(bǔ)水期補(bǔ)水流量與出口斷面污染物濃度的時(shí)間序列變化情況，通過使用SPSS軟件計(jì)算，春季補(bǔ)水期時(shí)期入湖口水經(jīng)過37d到達(dá)出口點(diǎn)。由圖2可知，4月前后補(bǔ)水流量較小，當(dāng)平均補(bǔ)水流量達(dá)70m/s左右時(shí)，出口斷面的TP濃度可以達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，TN質(zhì)量濃度可以達(dá)到Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)5月末補(bǔ)水流量增加至150~300m/s時(shí)，TP質(zhì)量濃度也可以維持在Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，但是TN質(zhì)量濃度就超出了Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)。對于COD來說，4月補(bǔ)水流量較小時(shí)，COD質(zhì)量濃度遠(yuǎn)超Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，但5月末—7月末補(bǔ)水流量較大時(shí)反而可以使出口斷面水質(zhì)維持在Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。（a）流量與TP質(zhì)量濃度（b）流量與TN質(zhì)量濃度（c）流量與COD質(zhì)量濃度圖2春季補(bǔ)水期補(bǔ)水流量與出口斷面污染物質(zhì)量濃度由相關(guān)性分析（表略）可知，春季補(bǔ)水期補(bǔ)水流量與出口TP、TN質(zhì)量濃度極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.635和0.705，也即出口TP、TN質(zhì)量濃度會隨著補(bǔ)水流量的增加而增加，可見總排春季引水會導(dǎo)致出口TP、TN的質(zhì)量濃度增加，因?yàn)橐写蟛糠值讈碓从谑┓屎蟮霓r(nóng)田退水，在冰封期中保留

3.2.2非補(bǔ)水期與秋季補(bǔ)水期流量對出口斷面水質(zhì)影響分析圖3為非補(bǔ)水期和秋季補(bǔ)水期補(bǔ)水流量與出口斷面污染物質(zhì)量濃度時(shí)間序列變化情況。此時(shí)期入口水通過35d到達(dá)出口點(diǎn)。8月初，補(bǔ)水流量低至約30m/s，出口斷面的TP質(zhì)量濃度會超過Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，但在9月末補(bǔ)水增加時(shí)，TP質(zhì)量濃度可以維持在Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。同樣，對于TN和COD來說，9月末補(bǔ)水流量開始增加，其水質(zhì)亦隨之好轉(zhuǎn)，可以達(dá)到Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，而在10月中旬補(bǔ)水減少時(shí)則會超出Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)。（a）流量與TP質(zhì)量濃度（b）流量與TN質(zhì)量濃度（c）流量與COD質(zhì)量濃度圖3非補(bǔ)水期和秋季補(bǔ)水期補(bǔ)水流量與出口斷面污染物質(zhì)量濃度由相關(guān)性分析（表略）可知，在非補(bǔ)水期與秋季補(bǔ)水期，補(bǔ)水流量與出口TP、TN和COD質(zhì)量濃度呈顯著負(fù)相關(guān)，其中，與TN和COD質(zhì)量濃度相關(guān)性極顯著，相關(guān)系數(shù)分別為-0.818和-0.733，與TP的相關(guān)系數(shù)為-0.650；2個(gè)時(shí)期的補(bǔ)水水質(zhì)均優(yōu)于烏梁素海水質(zhì)本底值，對于有效改善出口水質(zhì)起重要作用。3.3湖泊水環(huán)境容量變化特征分析3.3.1各排干稀釋容量變化由表4可知，八排排入烏梁素海的水主要是農(nóng)田退水，除冰封期沒有農(nóng)田退水外，八排在非冰封期的TP環(huán)境容量始終處于負(fù)值，導(dǎo)致烏梁素海的TP質(zhì)量濃度增加。TN的水環(huán)境容量在非冰封期與之相反始終處于正值，表明八排在非冰封期排水會使烏梁素海的TN質(zhì)量濃度降低。在秋季補(bǔ)水期，八排的排水水量大幅增加，其COD質(zhì)量濃度亦增加，因?yàn)榍锛巨r(nóng)田退水的水質(zhì)優(yōu)于春季的農(nóng)田退水水質(zhì)，因此該時(shí)期八排的COD水環(huán)境容量會大幅度減小，而在其他階段COD的水環(huán)境容量受排水量的減小影響導(dǎo)致水環(huán)境容量增加。對于九排排水來說，冰封期的TP水環(huán)境


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