乌梁素海营养盐在冰体中的空间分布及其在冻融过程中释放规律的试验研究

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1、分类号X524学校代码10129UDC502学号08206015乌梁素海营养盐在冰体中的空间分布及其在冻融过程中释放规律的试验研究ExperimentalStudyontheSpatialDistributionofNutrientSaltsintheIceofLakeWuliangsuhaiandTheirReleaseProcessesduringMelting申请人：姜慧琴学科门类：工学学科专业：水文学及水资源研究方向：水环境保护与水污染控制指导教师：李畅游教授论文提交日期：二〇一一年五月摘要由于氮磷等营养盐对水体的污染，一些江河湖泊面临日趋严重的富营养化问题，致

2、使部分湖泊和湿地渐渐地失去了应有的功能，由此而带来的水环境问题已经引起了社会和学术界的广泛关注。本文针对我国北方湖泊冰封期较长的特点，以乌梁素海为研究对象，通过冰封期采集的冰样和水样，对乌梁素海营养盐在冰体中垂向分布特征进行了分析，运用Arcgis软件对冰体和水体体积进行估算，结合实验室模拟，初步探讨了在不同营养盐浓度、pH和冻结温度条件下，营养盐在冰体中的分布特征和冻融过程中的释放规律。野外试样分析结果显示，乌梁素海在2011年1月冰层冻结厚度达到最大时，冰体体积约占全湖水量的30.5%，水体体积约占全湖水量的69.5%，此时，下覆水体大部分营养盐的浓度都大于冰封前水体

3、中的浓度，营养盐在冰体中分布总体上表现为表层与底层冰体中的浓度较大的规律，溶解性正磷酸盐浓度较小介于0.01~0.09mg/L之间，浓度随深度的增加呈无规律波动，与冰封前水体中不同氮磷形态浓度相比，冰封后水体中的硝态氮及亚硝态氮占总氮的比例较小。室内模拟试验进一步证明了野外试样分析结果的营养盐在冰体中的分布规律，与-15℃相比，-25℃冰体中营养盐浓度较大。同时，结冰前水样营养盐浓度，不影响冰体融化过程中营养盐释放曲线的总体趋势，结冰前水样的pH值对各营养盐的释放量有一定的影响，总磷在酸性和碱性条件下的释放量较大，TN在中、碱性条件下的释放量较大，溶解性正磷酸盐、溶解性总

4、磷和亚硝酸盐在酸性条件下的释放量较大，硝酸盐在碱性条件下的释放量较大。与-25℃条件相比，在-15℃的条件下初融水中的浓度较大。关键词：乌梁素海；营养盐；冰体；空间分布；冻融过程；释放规律国家自然科学基金资助项目(40901262，50969005，51069007)ExperimentalStudyontheSpatialDistributionofNutrientSaltsintheIceofLakeWuliangsuhaiandTheirReleaseProcessesduringMeltingAbstractSomewaterbodieshavebeengra

5、duallyeutrophicedduetophosphorusandnitrogencontamination.Asaresultofthis,somelakesandwetlandscouldnotplayanimportantroleasbeforeintheenvironment.LakeslocatedinthenorthofChinahaveaquitelongfrozenperiod.Togettingbetterunderstandingonthenutrientsaltsdistributionintheiceandreleaseprocessesdur

6、ingmelting,waterandicesampledweresampledduringthefrozenperiodinLakeWuliangsuhaiandlabphysicalmodelingexperimentswerecarriedout.Theanalyzedresultsofthefieldsamplesshowedthaticetookabout30.5%ofthetotallakewateramountinJanuary2011inwhichtheicewasfrenzieduptothemaximumthickness.Duringthefroze

7、nperiodoftime,theconcentrationsofthemostnutrientsaltsinthebenethwaterbodywerehigherthanthatofbeforefreezing.Theconcentrationsofthemostnutrientsaltswerehigherwithinthetopandthebottomlayersoftheice.Theconcentrationofsolubleorthophosphatevariedrandomlywithlowerconcentr