浙江省長潭水庫溶解氧的時空分布特征及影響因素分析

1、浙江省長潭水庫溶解氧的時空分布特征及影響因素分析曹瑛杰( 浙江省臺州市黃巖區(qū)科學(xué)技術(shù)局，浙江 臺州 318020)摘 要: 根據(jù) 2008 年浙江省長潭水庫多點水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了水庫水體中溶解氧( DO) 的時空分布特征及其影響因素。結(jié)果表明: 該水庫 DO 含量基本上處于類水平，呈明顯的季節(jié)性變化，表現(xiàn)為春季和冬季比較高，夏季和秋季比較低。水體 DO 含量與水溫之間存在極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與 pH 之間呈極顯著的二次函數(shù)關(guān)系。水體 DO 含量與硝酸鹽氮含量之間呈 顯著的正相關(guān)，與硫酸鹽、COD 之間都呈極顯著的負(fù)相關(guān)，與總氮和氨態(tài)氮之間呈顯著的負(fù)相關(guān)。關(guān)鍵詞: 長潭水庫; 溶解氧; 時空分

2、布; 水質(zhì)指標(biāo); 相關(guān)性中圖分類號: X832 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 1001 8581( 2011) 10 0151 03Analysis on Temporal spatial Distributive Characteristics and Influential Factors ofDissolved Oxygen in Changtan Reservoir of Zhejiang ProvinceCAO Ying jie( Huangyan Science and Technology Bureau of Taizhou City in Zhejiang Province，T

3、aizhou 318020，China)Abstract: Based on the water quality monitoring data of Changtan reservoir of Zhejiang province in the year 2008，the temporal spatial distributive characteristics and influential factors of dissolved oxygen ( DO) in the water body of this reservoir were analyzedThe results showed

4、 that the DO content in the reservoir mainly belonged to grade，and it appeared obvious seasonal changes: highercontent in spring and winter，and lower content in summer and autumn The content of DO in the water body was extremely significant- ly negatively correlated with water temperature，and it had

5、 extremely significant quadratic functional relation with pH value The DO content in the water body was significantly positively correlated with the content of nitrate nitrogen，but it was very significantly nega- tively correlated with sulfate content and COD，and it had significant negative correlat

6、ion with the content of total nitrogen and ammoni- acal nitrogenKey words: Changtan reservoir; Dissolved oxygen; Temporal spatial distribution; Water quality index; Correlation溶解氧( Dissolved Oxygen，DO) 是指溶解于水中分子狀態(tài)的氧，是水生生物生存不可缺少的條件，也是評價 水體污染程度的重要指標(biāo)，若其濃度降低則表明水質(zhì)已受到有機(jī)污染1。因此，對水中溶解氧的監(jiān)測是水資源保護(hù)和管理必不可缺的組成部分。溶

7、解氧含量提高，則 水生生物生長正常，水質(zhì)變好; 反之，則抑制水生生物生長，水質(zhì)將急劇惡化。對水體中溶解氧的研究，過去多集中在咸淡水交界海域處和淡水湖面上，如林衛(wèi)強(qiáng)等2 研 究了夏季伶仃洋 DO 的垂向分布及其影響因素，發(fā)現(xiàn)層型水體是影響 DO 垂向分布最主要的因素，底泥和再懸浮有機(jī)物的降解耗氧是導(dǎo)致底層水體 DO 降低的主要原 因。曾春芬等3 發(fā)現(xiàn)天目湖水體中溶解氧與水深呈負(fù) 相關(guān)關(guān)系，葉綠素在夏季對溶解氧的影響最顯著。王正 方4則根據(jù)長江口溶解氧的變化特征建立了長江口溶 解氧赤潮預(yù)報模式。張軍毅等5 研究了梅梁湖水體溶 解氧的特征及其與 pH 的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)溶解氧與 pH 之間呈 極顯著的正相

8、關(guān)關(guān)系，并存在 pH = 7 8121 0 1034DO 的線性關(guān)系。而關(guān)于水庫的溶解氧變化特征及其影響因 子的研究目前還并不多見。為了及時掌握浙江省長潭水庫的水質(zhì)現(xiàn)狀，明確影響長潭水庫水質(zhì)的主要因子，更好地保護(hù)水庫水資源，筆 者基于 2008 年長潭水庫水質(zhì)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了該水庫 水體中溶解氧的變化特征，以及溶解氧與水庫水體中其他水質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性。1材料與方法1 1研究區(qū)概況 浙江省長潭水庫( 北緯 2830 2840，東經(jīng) 1210 1214) 位于浙江臺州黃巖區(qū)西 23 km處，庫區(qū)面積 441 3 km2 ，湖面寬廣，東西寬 1200 m，南北 長約 4200 m，四周高山在 350

9、 780 m。長潭水庫原名長潭湖，始建于 1958 年，于 1964 年竣工，位于黃巖區(qū)西部山區(qū)椒江流域永寧江上游，是一個以防洪、灌溉、供水為 主，結(jié)合發(fā)電、養(yǎng)殖為一體的大型綜合性水利工程。水庫大壩為粘土斜墻砂卵石壩。水庫壩高 43 m，最高水位 42m，總庫容為 6 9 109 m3 ，常水位 36 m，相應(yīng)庫容 4 57 109 m3 ，灌溉面積 7 萬 hm2 。長潭水庫的建成，不但從根 本上改善了黃、溫和臨海西岑共 10 余萬 hm2 農(nóng)田的水利條件，同時為灌區(qū)提供了電力，為工業(yè)和居民提供了生活 用水，社會效益日益顯著。1995 年 10 月，黃椒溫引水工收稿日期: 2011 08 2

10、8程( 一期) 建成，長潭水庫成為三區(qū)一市( 黃巖、椒江、路橋、溫嶺) 居民飲用水的主要源泉6。1 2 理化指標(biāo)采集 從 2008 年 1 月至 12 月，分別在長 潭水庫的水庫壩口、南部溫潭、西部大眾旺進(jìn)行調(diào)查和水 樣采集( 見圖 1) ; 采用 YSI6600 水質(zhì)儀現(xiàn)場進(jìn)行溶解氧 的測定，水樣帶回實驗室后立即用 pHS 3C 酸堿度計測 定水體的 pH 值。測定 TN 的實驗用水用 250 mL 的白色 玻璃瓶盛裝，測定 N03 N、NH4 N 的實驗用水經(jīng)過抽 濾器用 0 45 pm 的纖維濾膜抽濾后盛裝在棕色的 500 mL 的玻璃瓶中，帶回實驗室后在 24 h 內(nèi)立即進(jìn)行處理 和實

11、驗。其他各水質(zhì)指標(biāo)的測定均按照國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)方 法 GB383820027 8進(jìn)行。水質(zhì)全年都為類水; 大眾旺取水點 5 月份和 9 月份 DO濃度分別為 6 60 和 7 21 mg / L，處于類水水平，而其他10 個月的水質(zhì)都為類水。將 2008 年所監(jiān)測的 DO 按季節(jié)進(jìn)行平均，得表 1。表 1 浙江省長潭水庫水體中 DO 季節(jié)性變化 mg / L取水點春季夏季秋季冬季年平均溫潭大眾旺 壩口 平均9 468 838 839 047 948 027 587 858 437 677 357 828 978 748 708 808 708 328 128 38從年平均值來看，長潭水庫水體中 D

12、O 的平面分布存在著差異，以溫潭取水點的為最高，達(dá) 8 70 mg / L; 以 壩口的為最低，為 8 12 mg / L，但差別較微小( 見表 1) 。長潭水庫水體中 DO 含量的季節(jié)性變化十分明顯， 表現(xiàn)為春季和冬季比較高，夏季和秋季比較低，整個水庫 春季和冬季 DO 月平均值分別為 9 04 和 8 80 mg / L，夏季和秋季分別為 7 85 和 7 82 mg / L。3 個取水點的 DO含量均表現(xiàn)了同樣的季節(jié)性變化趨勢。2 22 2 1水庫水體中 DO 與其他水質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)性DO 與水溫、pH 之間的相關(guān)性采用 SPSS13 0軟件進(jìn)行浙江省長潭水庫水體中 DO 濃度( mg

13、 / L) 與水溫 T( ) 、pH 之間的相關(guān)分析和回歸分 析10，結(jié) 果 見 表 2。表 2 DO 與水溫 T、pH 之間的相關(guān)性和回歸方程圖 1 2008 年浙江省長潭水庫采樣點分布2結(jié)果與分析R2回歸方程PFNDO = 7 211 + 16 785 / TDO = 122 397 27 846pH + 1 682pH20 1770 2980 0100 0037 4697 00337362 1 溶解氧的時空分布從圖 2 可以看出: 水庫壩口取樣點的溶解氧年平均值為 8 12 mg / L，在監(jiān)測期間溶解氧實測值的變化范圍為 6 67 9 58 mg / L，以 10 月份為 最低，2 月

14、份為最高。溫潭取水點的 DO 年平均值為8 70 mg / L，在監(jiān)測期間實測值變化在 7 67 10 08 mg / L，以 6 月份的為最低，3 月份的為最高。大眾旺取水點的溶解 氧年平均值為 8 32 mg / L，在監(jiān)測期間實測值變化在 660 10 42 mg / L，以 9 月份為最低，3 月份的為最高。3 個取水點的 DO 值相比較，以大眾旺取樣點的變化幅度 最大，而溫潭取水點的變化幅度最小。從表 2 可看出: 2008 年長潭水庫的 DO 與水溫和 pH之間均顯極顯著的相關(guān)性，DO 與水溫之間呈負(fù)相關(guān)關(guān) 系，決定系數(shù)為 0 177，顯著性概率為 0 010。DO 與 pH 之間

15、呈二次函數(shù)關(guān)系，決定系數(shù)為 0 298，顯著性概率為0 003。2 2 2 DO 與其他水質(zhì)指標(biāo)的 相 關(guān) 關(guān) 系 采 用 SPSS13 0軟件對浙江省長潭水庫水體中 DO 濃度和其他水質(zhì) 指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，得表 3。水庫水體中 DO 的主要來源是大氣中氧的溶解，還 有水體生物( 主要是浮游植物) 在光合作用時產(chǎn)生的氧氣。鄭愛榕等11在大亞灣海域的研究表明，在水體中溶解氧含量高的情況下，水體中氨氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化，硝酸態(tài) 氮含量也同步提高; 而在缺氧條件下，即水體中溶解氧含 量低時，硝態(tài)氮向氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化，水體中氨態(tài)氮含量提高。這與本研究結(jié)果一致。本研究結(jié)果( 表 3) 表明: DO 與氨態(tài)氮的相關(guān)

16、系數(shù)為 0 302，與硝酸鹽氮的相關(guān)系數(shù)為0 383，都在 0 05 水平上呈顯著相關(guān)。水體溶解氧的含量受鹽度的影響也較大，一般高鹽 度水域的 DO 含量較低鹽度水域的低。本研究結(jié)果表明: 水體中 DO 含量與硫酸鹽呈極顯著的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系圖 2 2008 年長潭水庫水體溶解氧變化動態(tài)根據(jù)國家地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)( GB38382002) 9:水體中溶解氧( DO) 濃度 7 5 mg / L 的均為類水，類 水限值為 6 mg / L。2008 年長潭水庫壩口和溫潭取水點數(shù)為 0 515。這與謝群12對流沙灣海水的研究結(jié)果一致。張瑩瑩13在長江口及其毗鄰海域的大面積調(diào)查也 表明了同樣的趨勢。生

17、化需氧量( COD) 常被作為水體受還原性有機(jī)物 和無機(jī)物污染程度的綜合標(biāo)志。水體中存在的還原性物質(zhì)能消耗溶解在水中的氧，降低 DO 濃度。表 3 表明了水體中 DO 與 COD 呈極顯著的負(fù)相關(guān)，相 關(guān) 系 數(shù) 為 0 571。此外，DO 與總氮和氨態(tài)氮都呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān) 系數(shù)分別為 0 214 和 0 302。表 3 長潭水庫水體中 DO 與其他水質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)溶解氧高錳酸鹽指數(shù)生化需氧量總氮氨氮硝酸鹽氮硫酸鹽氯化物溶解氧高錳酸鹽指數(shù) 生化需氧量 總氮氨氮 硝酸鹽氮 硫酸鹽1 0 0741 0 5710 3171 0 214*0 217 0 0971 0 302*0 240 0 04

18、20 76010 383* 0 054 0 1770 623 0 227*1 0 515 0 473 0 223 0 015 0 0340 372*10 1420 332*0 167 0 072 0 1380 1170 0335張軍毅 梅梁湖水體溶解氧特征及其與 pH 的關(guān)系分析J 復(fù)旦學(xué)報: 自然科學(xué)版，2009，48( 5) : 623 6276 陳曉芳，曹瑛杰 浙江省長潭水庫富營養(yǎng)化特征研究J 安徽 農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36( 19) : 8245 82487 柴夏，史加達(dá)，劉從玉，等 大鐘嶺水庫氮磷營養(yǎng)鹽季節(jié)變化及 其與 水 質(zhì) 的 關(guān) 系J 安 徽 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué)，2008，36 (

19、 13 ) : 5398 53998 朱廣偉 太湖富營養(yǎng)化現(xiàn)狀及原因分析J 湖泊科學(xué)，2008，20( 1) : 21 269 韓博平，李鐵，林旭錮 廣東省大中型水庫富營養(yǎng)化現(xiàn)狀與防 治對策M(jìn) 北京: 科學(xué)出版社，200310 張力 SPSS13 0 在生物統(tǒng)計中的應(yīng)用M 廈門: 廈門大學(xué)出 版社，200611 鄭愛榕，陳清花，沈海維 大亞灣海域顆粒態(tài)氮的生物可利用 性研究M 北京: 科學(xué)出版社，200112 謝群，張瑜斌，孫利 流沙灣溶解氧的分布特征及其相關(guān)因素 的探討J 環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2009，32( 9) : 39 4413 張瑩瑩，張 經(jīng) 長 江 口 溶解氧的分布特征及影響因素研究

20、J 環(huán)境科學(xué)，2007，28( 8) : 1649 165414 潘騰飛，齊樹亭，武洪慶，等 影響池塘養(yǎng)殖水體溶解氧的主 要因素分析J 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38( 17) : 9155 91573小結(jié)在 2008 年，浙江省長潭水庫除了大眾旺取水點 3 月 和 6 月溶解氧水平為類外，其他時間都為類。水庫 DO 含量的季節(jié)性變化明顯，表現(xiàn)為春季和冬 季比較高，夏季和秋季比較低。水庫水體 DO 濃度與水溫之間極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān) 系，回歸方程為 DO = 7 211 + 16 785 / T。DO 與 pH 之間 則呈極顯著的二次函數(shù)關(guān)系。DO 與硝酸鹽氮呈顯著的 正相關(guān)，與硫酸鹽、COD 都呈極顯著的負(fù)相關(guān)，與總氮和 氨態(tài)氮呈顯著的負(fù)相關(guān)。參考文獻(xiàn):1 曹志勇，郝海森，張麗軍，等 平原水庫微污染水溶解氧含量 模型反演與 驗 證J 安 徽 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué)，2011，39 ( 10 ) : 6023 60242林衛(wèi)強(qiáng)，李適宇 夏季伶仃洋 COD、DO 的垂向分布及其影