采用坡底、西台峪两个水质监测站1991~2000年水质监测资料,监测项目选用pH值、钙离子、镁离子、钾离子、钠离子、氯化物、硫酸盐、碳酸盐、重碳酸盐、矿化度、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮等项目,计算其平均值。然后进行比较,表4是1991~2000年两个流域水质监测结果多年平均值。通过对坡底站、西台峪站两个流域水质中每年各物质含量比较可以看出,植被较好的坡底站水质中的物质含量明显低于植被较差的西台峪站。
表4 西台峪、坡底流域水质不同物质含量多年平均值
3.1 产流汇流过程对水质的影响
随着流域内降水的增加,流量也增加。在同一流域中流量的变化,是随着降雨径流和基流的比例变化而变化的。降水在地下表层存留时间的长短,会对水质产生一定影响。坡底流域内植被覆盖率为68.9%,而西台峪流域植被覆盖率为64.7%,由于植被的不同,对降雨产流及汇流都产生影响,坡底流域植被截流水量的百分数明显高于西台峪流域,表5是坡底站、西台峪站1991~2000年流域水量截流率统计表。坡底水文站水量截流率为67.5%,西台峪则为55.7%。
表5 坡底、西台峪1991~2000年流域产流汇流统计表
流域植被对水质的影响,一方面主要表现在土壤对水质的作用,土壤中的黏土及腐殖质形成胶体,其表面具有吸附阳离子的作用。当水流经土壤时,其中的阳离子会被土壤的胶体所吸附,再与被吸附的其他阳离子发生离子交换作用。另一方面土壤中各种各样的生物以及植物根系,经常吸收土壤的营养成分。通常在植被较好流域,植物的根系特别茂密地分布在表土,容易吸收水中的营养成分。
3.2 流域生产结构对水质的影响(www.xing528.com)
流域内森林植被面积和耕地面积的比例关系,也对流域水质产生影响。通过调查,坡底流域内有耕地面积1170hm2,流域的耕地率为38.4%,西台峪流域内有耕地2636hm2,流域的耕地率为43.4%。以氮为例,土壤中氮的蓄存量非常大,但是,土壤中的氮几乎全部是以有机态形式存在,不易溶解于水,也不易被植物吸收利用。但在耕地面积较大的流域,由于水土流失严重,一部分氮被直接带入水中。使氮的含量明显偏高。
从两站水质资料分析可看出,坡底站水体中硝酸盐氮含量大于西台峪站,分析其原因有两个方面:其一,进入水体的含氮物质,通过氨化作用和硝化作用,使一部分有机氮首先转化为氨氮,再由氨氮转化为亚硝酸盐氮,在一定条件下再转化为硝酸盐氮。而硝酸盐氮只能在厌氧条件下,通过反硝化作用,还原为气态氮。在好氧条件下,硝酸盐氮不断增加而产生积累。其二,水体中如果氨氮浓度高于一定值,那么,浮游植物对硝酸盐氮的利用便被抑制,也会促使硝酸盐氮含量的增加。
3.3 流域水土流失对水质的影响
水土流失首先破坏土壤结构而使土壤的蓄水保水能力减弱,使土壤中的储水量减少。初步测定,轻度、中度、强度侵蚀的土壤有效水容量分别为15%,12%,10%,在非侵蚀区一般土壤有效水容量在20%左右。其次,水土流失淤塞地下蓄水溶洞、裂隙、淤积河道、水库,使陆面蓄水量减少。水土流失使土壤溶入水中,使水体浑浊,悬浮物增大,水质受到物理污染。根据邢台市水土保持规划调查资料,坡底流域内上游属微度侵蚀,下游属轻度侵蚀;西台峪流域上游属轻度侵蚀,下游属中度侵蚀。同时,水土流失使土壤中的化肥、农药、盐分和大量营养物质溶入水中,引起水体富营养化,使水质恶化。
造成该流域内土壤侵蚀主要为水蚀,强度较大的降水会引起水土流失或冲刷。根据1992年水土保持测试结果,微度、轻度、中度侵蚀区每平方公里年泥沙流失量分别为0.025万t、0.15万t、0.38万t,泥沙中钾的含量约为20kg/t。在地表和表层土壤中,未分解的有机物中的钾,可直接被水溶解出来,导致流出水中的钾浓度升高。从水质分析资料可看出,西台峪站钾浓度几乎是坡底站的3倍。
受地质和土壤植被影响,西台峪降雨产流的水中硫酸盐比坡底站高将近3倍,经调查,在西台峪流域上游有硫化矿床分布,局部地下水中硫酸盐含量很高,选矿厂分布较多,不可避免地影响地表水水质,导致硫酸盐含量偏高。这说明流域地质和下垫面也是影响水质的因素之一。
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