浙江省长潭水库溶解氧的时空分布特征及影响因素分析

1、浙江省长潭水库溶解氧的时空分布特征及影响因素分析曹瑛杰( 浙江省台州市黄岩区科学技术局，浙江 台州 318020)摘 要: 根据 2008 年浙江省长潭水库多点水质监测数据，分析了水库水体中溶解氧( DO) 的时空分布特征及其影响因素。结果表明: 该水库 DO 含量基本上处于类水平，呈明显的季节性变化，表现为春季和冬季比较高，夏季和秋季比较低。水体 DO 含量与水温之间存在极显著的负相关关系，与 pH 之间呈极显著的二次函数关系。水体 DO 含量与硝酸盐氮含量之间呈 显著的正相关，与硫酸盐、COD 之间都呈极显著的负相关，与总氮和氨态氮之间呈显著的负相关。关键词: 长潭水库; 溶解氧; 时空分

2、布; 水质指标; 相关性中图分类号: X832 文献标识码: A 文章编号: 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状态的氧，是水生生物生存不可缺少的条件，也是评价 水体污染程度的重要指标，若其浓度降低则表明水质已受到有机污染1。因此，对水中溶解氧的监测是水资源保护和管理必不可缺的组成部分。溶

7、解氧含量提高，则 水生生物生长正常，水质变好; 反之，则抑制水生生物生长，水质将急剧恶化。对水体中溶解氧的研究，过去多集中在咸淡水交界海域处和淡水湖面上，如林卫强等2 研 究了夏季伶仃洋 DO 的垂向分布及其影响因素，发现层型水体是影响 DO 垂向分布最主要的因素，底泥和再悬浮有机物的降解耗氧是导致底层水体 DO 降低的主要原 因。曾春芬等3 发现天目湖水体中溶解氧与水深呈负 相关关系，叶绿素在夏季对溶解氧的影响最显著。王正 方4则根据长江口溶解氧的变化特征建立了长江口溶 解氧赤潮预报模式。张军毅等5 研究了梅梁湖水体溶 解氧的特征及其与 pH 的关系，发现溶解氧与 pH 之间呈 极显著的正相

8、关关系，并存在 pH = 7 8121 0 1034DO 的线性关系。而关于水库的溶解氧变化特征及其影响因 子的研究目前还并不多见。为了及时掌握浙江省长潭水库的水质现状，明确影响长潭水库水质的主要因子，更好地保护水库水资源，笔 者基于 2008 年长潭水库水质的监测数据，分析了该水库 水体中溶解氧的变化特征，以及溶解氧与水库水体中其他水质指标的相关性。1材料与方法1 1研究区概况 浙江省长潭水库( 北纬 2830 2840，东经 1210 1214) 位于浙江台州黄岩区西 23 km处，库区面积 441 3 km2 ，湖面宽广，东西宽 1200 m，南北 长约 4200 m，四周高山在 350

9、 780 m。长潭水库原名长潭湖，始建于 1958 年，于 1964 年竣工，位于黄岩区西部山区椒江流域永宁江上游，是一个以防洪、灌溉、供水为 主，结合发电、养殖为一体的大型综合性水利工程。水库大坝为粘土斜墙砂卵石坝。水库坝高 43 m，最高水位 42m，总库容为 6 9 109 m3 ，常水位 36 m，相应库容 4 57 109 m3 ，灌溉面积 7 万 hm2 。长潭水库的建成，不但从根 本上改善了黄、温和临海西岑共 10 余万 hm2 农田的水利条件，同时为灌区提供了电力，为工业和居民提供了生活 用水，社会效益日益显著。1995 年 10 月，黄椒温引水工收稿日期: 2011 08 2

10、8程( 一期) 建成，长潭水库成为三区一市( 黄岩、椒江、路桥、温岭) 居民饮用水的主要源泉6。1 2 理化指标采集 从 2008 年 1 月至 12 月，分别在长 潭水库的水库坝口、南部温潭、西部大众旺进行调查和水 样采集( 见图 1) ; 采用 YSI6600 水质仪现场进行溶解氧 的测定，水样带回实验室后立即用 pHS 3C 酸碱度计测 定水体的 pH 值。测定 TN 的实验用水用 250 mL 的白色 玻璃瓶盛装，测定 N03 N、NH4 N 的实验用水经过抽 滤器用 0 45 pm 的纤维滤膜抽滤后盛装在棕色的 500 mL 的玻璃瓶中，带回实验室后在 24 h 内立即进行处理 和实

11、验。其他各水质指标的测定均按照国家水质标准方 法 GB383820027 8进行。水质全年都为类水; 大众旺取水点 5 月份和 9 月份 DO浓度分别为 6 60 和 7 21 mg / L，处于类水水平，而其他10 个月的水质都为类水。将 2008 年所监测的 DO 按季节进行平均，得表 1。表 1 浙江省长潭水库水体中 DO 季节性变化 mg / L取水点春季夏季秋季冬季年平均温潭大众旺 坝口 平均9 468 838 839 047 948 027 587 858 437 677 357 828 978 748 708 808 708 328 128 38从年平均值来看，长潭水库水体中 D

12、O 的平面分布存在着差异，以温潭取水点的为最高，达 8 70 mg / L; 以 坝口的为最低，为 8 12 mg / L，但差别较微小( 见表 1) 。长潭水库水体中 DO 含量的季节性变化十分明显， 表现为春季和冬季比较高，夏季和秋季比较低，整个水库 春季和冬季 DO 月平均值分别为 9 04 和 8 80 mg / L，夏季和秋季分别为 7 85 和 7 82 mg / L。3 个取水点的 DO含量均表现了同样的季节性变化趋势。2 22 2 1水库水体中 DO 与其他水质指标之间的相关性DO 与水温、pH 之间的相关性采用 SPSS13 0软件进行浙江省长潭水库水体中 DO 浓度( mg

13、 / L) 与水温 T( ) 、pH 之间的相关分析和回归分 析10，结 果 见 表 2。表 2 DO 与水温 T、pH 之间的相关性和回归方程图 1 2008 年浙江省长潭水库采样点分布2结果与分析R2回归方程PFNDO = 7 211 + 16 785 / TDO = 122 397 27 846pH + 1 682pH20 1770 2980 0100 0037 4697 00337362 1 溶解氧的时空分布从图 2 可以看出: 水库坝口取样点的溶解氧年平均值为 8 12 mg / L，在监测期间溶解氧实测值的变化范围为 6 67 9 58 mg / L，以 10 月份为 最低，2 月

14、份为最高。温潭取水点的 DO 年平均值为8 70 mg / L，在监测期间实测值变化在 7 67 10 08 mg / L，以 6 月份的为最低，3 月份的为最高。大众旺取水点的溶解 氧年平均值为 8 32 mg / L，在监测期间实测值变化在 660 10 42 mg / L，以 9 月份为最低，3 月份的为最高。3 个取水点的 DO 值相比较，以大众旺取样点的变化幅度 最大，而温潭取水点的变化幅度最小。从表 2 可看出: 2008 年长潭水库的 DO 与水温和 pH之间均显极显著的相关性，DO 与水温之间呈负相关关 系，决定系数为 0 177，显著性概率为 0 010。DO 与 pH 之间

15、呈二次函数关系，决定系数为 0 298，显著性概率为0 003。2 2 2 DO 与其他水质指标的 相 关 关 系 采 用 SPSS13 0软件对浙江省长潭水库水体中 DO 浓度和其他水质 指标进行相关性分析，得表 3。水库水体中 DO 的主要来源是大气中氧的溶解，还 有水体生物( 主要是浮游植物) 在光合作用时产生的氧气。郑爱榕等11在大亚湾海域的研究表明，在水体中溶解氧含量高的情况下，水体中氨氮向硝态氮转化，硝酸态 氮含量也同步提高; 而在缺氧条件下，即水体中溶解氧含 量低时，硝态氮向氨态氮转化，水体中氨态氮含量提高。这与本研究结果一致。本研究结果( 表 3) 表明: DO 与氨态氮的相关

16、系数为 0 302，与硝酸盐氮的相关系数为0 383，都在 0 05 水平上呈显著相关。水体溶解氧的含量受盐度的影响也较大，一般高盐 度水域的 DO 含量较低盐度水域的低。本研究结果表明: 水体中 DO 含量与硫酸盐呈极显著的负相关，相关系图 2 2008 年长潭水库水体溶解氧变化动态根据国家地面水环境质量标准( GB38382002) 9:水体中溶解氧( DO) 浓度 7 5 mg / L 的均为类水，类 水限值为 6 mg / L。2008 年长潭水库坝口和温潭取水点数为 0 515。这与谢群12对流沙湾海水的研究结果一致。张莹莹13在长江口及其毗邻海域的大面积调查也 表明了同样的趋势。生

17、化需氧量( COD) 常被作为水体受还原性有机物 和无机物污染程度的综合标志。水体中存在的还原性物质能消耗溶解在水中的氧，降低 DO 浓度。表 3 表明了水体中 DO 与 COD 呈极显著的负相关，相 关 系 数 为 0 571。此外，DO 与总氮和氨态氮都呈显著负相关，相关 系数分别为 0 214 和 0 302。表 3 长潭水库水体中 DO 与其他水质指标间的相关系数溶解氧高锰酸盐指数生化需氧量总氮氨氮硝酸盐氮硫酸盐氯化物溶解氧高锰酸盐指数 生化需氧量 总氮氨氮 硝酸盐氮 硫酸盐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张军毅 梅梁湖水体溶解氧特征及其与 pH 的关系分析J 复旦学报: 自然科学版，2009，48( 5) : 623 6276 陈晓芳，曹瑛杰 浙江省长潭水库富营养化特征研究J 安徽 农业科学，2008，36( 19) : 8245 82487 柴夏，史加达，刘从玉，等 大钟岭水库氮磷营养盐季节变化及 其与 水 质 的 关 系J 安 徽 农 业 科 学，2008，36 (

19、 13 ) : 5398 53998 朱广伟 太湖富营养化现状及原因分析J 湖泊科学，2008，20( 1) : 21 269 韩博平，李铁，林旭锢 广东省大中型水库富营养化现状与防 治对策M 北京: 科学出版社，200310 张力 SPSS13 0 在生物统计中的应用M 厦门: 厦门大学出 版社，200611 郑爱榕，陈清花，沈海维 大亚湾海域颗粒态氮的生物可利用 性研究M 北京: 科学出版社，200112 谢群，张瑜斌，孙利 流沙湾溶解氧的分布特征及其相关因素 的探讨J 环境科学与技术，2009，32( 9) : 39 4413 张莹莹，张 经 长 江 口 溶解氧的分布特征及影响因素研究

20、J 环境科学，2007，28( 8) : 1649 165414 潘腾飞，齐树亭，武洪庆，等 影响池塘养殖水体溶解氧的主 要因素分析J 安徽农业科学，2010，38( 17) : 9155 91573小结在 2008 年，浙江省长潭水库除了大众旺取水点 3 月 和 6 月溶解氧水平为类外，其他时间都为类。水库 DO 含量的季节性变化明显，表现为春季和冬 季比较高，夏季和秋季比较低。水库水体 DO 浓度与水温之间极显著的负相关关 系，回归方程为 DO = 7 211 + 16 785 / T。DO 与 pH 之间 则呈极显著的二次函数关系。DO 与硝酸盐氮呈显著的 正相关，与硫酸盐、COD 都呈极显著的负相关，与总氮和 氨态氮呈显著的负相关。参考文献:1 曹志勇，郝海森，张丽军，等 平原水库微污染水溶解氧含量 模型反演与 验 证J 安 徽 农 业 科 学，2011，39 ( 10 ) : 6023 60242林卫强，李适宇 夏季伶仃洋 COD、DO 的垂向分布及其影