芒究水庫溶解氧變化規(guī)律及影響因素分析

尹曉瓊

(云南省生態(tài)環(huán)境廳駐德宏州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，云南 德宏 678400)

1 芒究水庫概況

芒究水庫位于東經(jīng)98°35′48″，北緯24°24′35″，距離芒市中心3.5km。根據(jù)《云南省地表水水環(huán)境功能區(qū)劃(2010—2020年)》規(guī)定，芒究水庫水功能區(qū)劃為Ⅲ類(飲用二級，農(nóng)業(yè)用水)，水庫以防洪、灌溉為主，設計灌溉面積2666.67hm2。目前為芒市城區(qū)供水備用水源。

2 數(shù)據(jù)來源

芒究水庫溶解氧數(shù)據(jù)來源于德宏州環(huán)境監(jiān)測站2015—2019年湖庫監(jiān)測報告[1]，水樣采集方法按照《HJ 494-2009水質(zhì) 采樣技術(shù)指導》，水樣保存按照《HJ 493-2009水質(zhì) 樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》進行。分析方法按照《國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)監(jiān)測任務作業(yè)指導書》要求進行。

3 芒究水庫溶解氧變化規(guī)律

空氣中的分子態(tài)氧溶解在水中稱為溶解氧[2]。在自然情況下，空氣中的含氧量變化不大，所以水溫是影響溶解氧的重要因素之一，正常情況下水溫越低，水中的溶解氧含量越高。水中溶解氧是衡量水體自凈能力的重要指標，水體的溶解氧被消耗，要恢復到初始狀態(tài)，所需時間越短，說明水體的自凈越強。

2015—2019年芒究水庫溶解氧數(shù)據(jù)見圖1。從圖1可看出，芒究水庫溶解氧數(shù)據(jù)1—12月均呈現(xiàn)M型規(guī)律。每年最低值出現(xiàn)在1、2、11、12月，每年7月數(shù)據(jù)也較低，最高值出現(xiàn)在3、4、9、10月，整個數(shù)據(jù)折線圖呈M字型。

芒究水庫2015年溶解氧最大值11.4，出現(xiàn)在9月，最小值6.13，出現(xiàn)在12月；2016年溶解氧最大值10.3，出現(xiàn)在5月，最小值5.8，出現(xiàn)在12月；2017年溶解氧最大值13.3，出現(xiàn)在4月，最小值5.2，出現(xiàn)在12月；2018年溶解氧最大值11.8，出現(xiàn)在5月，最小值5.4，出現(xiàn)在11月；2019年溶解氧最大值11.1，出現(xiàn)在6月，最小值5.92，出現(xiàn)在12月。5a來最低值在12月出現(xiàn)的概率為80%。從當?shù)刎S水期、平水期、枯水期來看，溶解氧最低值出現(xiàn)在平水期。根據(jù)季節(jié)變化來看，溶解氧最低值出現(xiàn)在冬季。

芒究水庫2015年有10個月溶解氧滿足Ⅰ類水質(zhì)標準，2個月滿足Ⅱ類水質(zhì)標準；2016年有9個月溶解氧滿足Ⅰ類水質(zhì)標準，1個月滿足Ⅱ類水質(zhì)標準，2個月滿足Ⅲ類水質(zhì)標準；2017年有9個月溶解氧滿足Ⅰ類水質(zhì)標準，2個月滿足Ⅱ類水質(zhì)標準，1個月滿足Ⅲ類水質(zhì)標準；2018年有9個月溶解氧滿足Ⅰ類水質(zhì)標準，3個月滿足Ⅲ類水質(zhì)標準；2019年有9個月溶解氧滿足Ⅰ類水質(zhì)標準，2個月滿足Ⅱ類水質(zhì)標準，1個月滿足Ⅲ類水質(zhì)標準。2015—2019年溶解氧最小值為5.2，利用單因子評價，芒究水庫溶解氧滿足《云南省地表水水環(huán)境功能區(qū)劃(2010—2020年)》規(guī)定的Ⅲ類標準。

4 影響因素

溶解氧的影響因素有曝氣作用、光合作用、呼吸作用、廢棄物的氧化作用[3]。其中光合作用和呼吸作用都與水中藻類有關(guān)。水溫是影響藻類繁殖的重要因素，藻類繁殖對水質(zhì)的透明度也有很大影響。所以結(jié)合芒究水庫數(shù)據(jù)情況，本次主要討論水溫、葉綠素、透明度對溶解氧的影響。

(1)水溫與溶解氧的關(guān)系

2015—2019年芒究水庫水溫變化見圖2。每年水溫變化呈現(xiàn)一個峰型，6—7月到達峰頂后又緩慢下降，每年12月—次年2月水溫較低，結(jié)合圖1來看，這三個月也是溶解氧出現(xiàn)最低值的時間，但7月水溫沒有明顯降低，與溶解氧7月份偏低的情況不符合，而且水溫最大值出現(xiàn)在6—7月份，與溶解氧最大值出現(xiàn)的時間也不完全符合。說明芒究水庫水溫較低時，水溫與溶解氧是正相關(guān)的關(guān)系；水溫升高時，溶解氧濃度升高，但水溫最高時并不是溶解氧最高時。

(2)葉綠素與溶解氧的關(guān)系

2015—2019年芒究水庫葉綠素變化見圖3。2015年、2017年、2018年和2019年葉綠素濃度每個月相差不大。2016年的6月和7月葉綠素有個突變值，其余月份濃度值相差不大。2015—2019年葉綠素年均值分別為0.0012、0.0040、0.0048、0.0057、0.0055mg/L。從年均值來看，葉綠素濃度在慢慢上升。結(jié)合圖1分析，每年4—11月葉綠素濃度相對較高，溶解氧濃度也相對較高，每年1、2、12月葉綠素濃度相對較低，溶解氧濃度也相對較低。說明芒究水庫水中溶解氧主要來自藻類的光合作用。再結(jié)合圖2看，水溫較高的4—11月，葉綠素也較高，說明水溫升高，加快藻類繁殖，大量藻類光合作用產(chǎn)生的氧氣越多，水庫溶解氧也隨之升高。

(3)透明度與溶解氧的關(guān)系

2015—2019年芒究水庫透明度變化見圖4。2017年3、4月份透明度70cm,屬于突變數(shù)據(jù)，剔除這兩個數(shù)據(jù)來看，每年透明度變化呈現(xiàn)負峰型，1—5月透明度逐漸降低，6、7月是峰谷，之后緩慢升高。結(jié)合圖1和圖3來看，透明度高的月份，溶解氧較低，葉綠素也較低，透明度較低的月份，溶解氧較高，葉綠素也較高。說明芒究水庫透明度和溶解氧成反相關(guān)的關(guān)系。

5 總結(jié)

通過對芒究水庫2015—2019年溶解氧數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，每年溶解氧數(shù)據(jù)變化圖呈M字型，每年溶解氧最低值都出現(xiàn)在冬季水溫較低時，最高值出現(xiàn)在春秋，每年夏季7月份有一個較低值出現(xiàn)。5a來，芒究水庫溶解氧滿足《云南省地表水水環(huán)境功能區(qū)劃(2010—2020年)》規(guī)定的Ⅲ類標準。

進一步分析芒究水庫溶解氧與水溫、葉綠素、透明度的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，水溫升高，空氣中氧氣在水中的溶解度也升高，此時水中溶解氧也升高，同時也使水中藻類加快繁殖，藻類光合作用產(chǎn)生的氧氣使水中溶解氧濃度升高，而藻類的繁殖會使水質(zhì)透明度降低。