Bestemmelse af iltparametre

Ilt er en af de vigtigste parametre i vandløb. Denne er afgørende for hvordan fiskebestanden og artsammensætning af floraen er i vandløbet. I et vandløb er der iltforbrugende- og iltproducerende processer. Planterne producerer ilt ved processen fotosyntese, og ilten forbruges primært ved nedbrydning af organisk stof og ved iltning af ammonium. Derudover tilføres vandløb ilt fra atmosfæren ved en konstant udveksling mellem atmosfærens luftarter og luftarter som er opløst i vandløbet. Vandløbets iltbalance bliver også påvirket ved eventuelle sidetilløb til vandløbet samt ved vandløbets vandudveksling med grundvandsmagasiner. Iltbalancen, med de vigtigste processer i et vandløb, kan ses af ligning I.11.1. Der er benyttet to metoder til bestemmelse af parameterne for geniltning, respiration og fotosyntese. Udregningerne kan hentes her.

Metode 1

I den første metode er der fundet en geniltningskonstant, som er uafhængig af de foretagede iltmålinger. Herefter er parameterne for respiration og fotosyntese fundet ved henholdsvis at benytte iltmålingerne foretaget om natten og om dagen.

Bestemmelse af geniltning, K₂

Afgivelse eller optagelse af ilt fra atmosfæren betegnes som geniltningskonstanten. Geniltningen afhænger af en række faktorer:

• Partialtryk i atmosfæren og i vand
• Temperatur i atmosfæren og i vand
• Overflade/volumen forholdet i vandløbet
• Omrøringen i vandløbet

Til bestemmelse af K₂ benyttes en metode efter Thachston og Krenkel, som er opstillet ligning I.11.2. Metoden er uafhængig af eventuelle iltmålinger foretaget i vandløbet, og afhænger kun af vandløbets udformning. Der er fundet to geniltningskonstanter, på 1,21 d^-1 og 1,18 d^-1, henholdsvis ved station 1.872 og 2.334. I metoden for bestemmelse af en uafhængig geniltningskonstant, K₂, er baggrunden for ligningen meget usikker, da der indgår få danske vandløb i undersøgelsen, men til gengæld mange laboratorieforsøg [Harremöes og Malmgren-Hansen, 1997].

Bestemmelse af respiration, R

Efterfølgende findes respirationen, eller vandløbets samlede iltforbrug. Respirationen foregår døgnet rundt, og forudsættes at være konstant i hele vandløbet. Ilten forbruges ved iltning af reducerede forbindelser, organisk stof og ved planternes respiration. Der produceres ingen ilt ved fotosyntese om natten, derfor kan leddet P i ligning I.11.1 for iltbalancen fjernes. Respirationen findes ved at benytte iltmålinger om natten og ligning I.11.3. Ud fra ovenstående ligning kan der findes frem til flere forskellige respirationskonstanter, afhængigt af tidspunktet og stedet for målingerne. På figur I.11.1 er respirationskonstanter, bestemt til forskellige tidspunkter, vist. Der er beregnet en værdi på 18,0 og 18,3 mg/L/døgn, ud fra iltkoncentrationer kl. 21.00-22.00, ved station 1.872 og 2.334.

Bestemmelse af fotosyntese, P

Til bestemmelse af parameteren for fotosyntesen benyttes igen ligning I.11.1. Her benyttes de fundne konstanter for respirationen og geniltningen sammen med iltmålingerne foretaget om dagen. Herved findes produktionen af ilt under fotosyntese til 28,8 og 23,6 mg/L/døgn, ud fra iltkoncentrationer kl. 13.30-14.30, ved station 1.872 og 2.334.

Metode 2, Single curve

Der benyttes en metode kaldet Single curve metoden til at bestemme parametrene for geniltning, respiration og fotosyntese. Der opstilles to ligninger, der hver for sig beskriver iltbalancen om natten. Dette sker under forudsætning om, at iltvariationen over døgnet i alle vandløbets tværsnit er den samme, hvilket antages at være tilfældet i Hasseris Å. Om natten er der kun to ubekendte, K₂ og R, hvilket udgør to ligninger med to ubekendte, da P(t)=0 om natten. Begge ligninger ser ud som vist på ligning I.11.4, men der anvendes målinger fra starten og slutningen af natten, for at gøre ligningerne så forskellige som muligt. Efterfølgende bestemmes konstanten for fotosyntesen ud fra samme formel, men ved brug af iltmålingerne foretaget om dagen. Ved Single curve metoden er det meget vanskeligt at opstille to ligninger ud fra målingerne, som er meget forskellige, hvilket resulterer i, at måleunøjagtigheden spiller en stor rolle i beregningen [Frier, 2003].

Opsamling

I tabel I.11.1 ses konstanterne for vandløbets respiration, fotosyntese og geniltning, beregnet ud fra to metoder og de udførte iltmålinger. For at kunne sammenligne de to metoder er parameterne beregnet på baggrund af iltkoncentrationer målt i samme tidspunkt, hvilket er angivet ud fra hvert tal i tabellen.

*Beregnet ud fra iltmålinger i intervallerne kl. 21-22 og kl. 03-04.

Det ses, at med metoden Single curve fås generelt nogle større og mere spredte værdier for konstanterne, sammenlignet med metode 1, hvor der er benyttet en uafhængig bestemmelse af K₂. Der er usikkerheder forbundet ved brugen af metode 1, da K₂ er bestemt ud fra en ligning, hvor det er tvivlsomt om den er gældende for danske vandløb. Single curve metoden har, som før nævnt, også usikkerheder i forbindelse med at det er svært at opstille ligningerne forskelligt nok, til at få et ordentligt resultat. Dette afspejler sig også i, at de beregnede konstanter i denne metode er meget forskellige. Det er valgt at benytte konstanter fra metode 1 til opsætningen i Mike11, da forskellen mellem de beregnede parametre for de to stationer er små.

Beregninger af iltparametre ud fra metode 1 og Single curve metoden kan hentes her.

[ Til toppen ]
[ Forrige | Næste ]