夏季水口水庫近壩段水質(zhì)變化及其影響因素分析

真 翎,謝蓉蓉,2,3,石成春,劉繼輝,江 華,李家兵,2,3,陳 錦①,田開迪

(1.福建師范大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院,福建 福州 350007;2.福建師范大學(xué)福建省污染控制與資源循環(huán)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建 福州 350007;3.數(shù)字福建環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室,福建 福州 350007;4.福建省環(huán)境科學(xué)研究院,福建 福州 350013;5.福州市環(huán)境科學(xué)研究院,福建 福州 350013)

水庫建壩在不同程度上改變河流的原始水文條件和熱力學(xué)過程[1-2],建壩后水面寬度和流速大小等環(huán)境因子的變化直接影響庫區(qū)水生生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能。大規(guī)模水利開發(fā)建設(shè)和水資源調(diào)度管理導(dǎo)致“河流湖庫化、湖庫富營養(yǎng)化”的水情加劇,是全球面臨的重要環(huán)境問題之一[3-4],評估受人為調(diào)度影響的河流型水庫水環(huán)境與富營養(yǎng)化特征及其影響因素對全流域的水質(zhì)管理、供水灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域均有重要的指導(dǎo)意義。

河道型水庫生態(tài)系統(tǒng)主要表現(xiàn)為河-庫復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),兼具河流與水庫的雙重特性[5],相較于一般水庫河道型水庫環(huán)境更為特殊復(fù)雜。河道型水庫的不同水期、不同斷面具有不同生態(tài)特征,在枯水期以及壩前和庫中段常呈湖庫特征[6-8],受溫差影響發(fā)生熱力學(xué)分層作用[9]阻隔水體垂向混合與物質(zhì)交換,對污染物和水生動植物分布產(chǎn)生較大影響[10-11];而在豐水期以及庫尾和上游段則易呈現(xiàn)河道特征[12]。此外,不同類型的河道型水庫污染物分布及影響因素同樣具有差異性,如山區(qū)河道型水庫紫坪鋪水庫藻類功能群演替受水溫影響最大[13],而城市河道型水庫沙河水庫藻類豐度受水位調(diào)節(jié)影響顯著[14]。徐雅倩等[15]對三峽水庫支流香溪河庫灣的營養(yǎng)鹽補(bǔ)給過程進(jìn)行了系統(tǒng)分析,魏源送等[16]研究了水位調(diào)度對河道型水庫水質(zhì)的影響,戴會超等[17]針對河道型水庫水華治理方案與技術(shù)開展了研究。由此可見,現(xiàn)有研究主要針對全庫區(qū)范圍內(nèi)某些強(qiáng)影響因子,如溶解氧、藻類等富營養(yǎng)化影響因子[18],缺少小尺度、多指標(biāo)的研究,特別是在水庫近壩段,由于壩體阻擋打破了天然河流和河床的動態(tài)平衡,較其他河段更易產(chǎn)生泥沙淤積和污染物富集[19]。同時,兼具河-庫雙重特性產(chǎn)生的復(fù)雜水文情勢使污染物在該區(qū)域的遷移轉(zhuǎn)化更為特殊多變。

為綜合分析近壩段復(fù)雜水文及水環(huán)境變化,選取受下泄流量影響較大的河道型深水湖庫水口水庫近壩河段,研究在夏季50%下泄流量水文頻率條件下,各水環(huán)境要素的三維變化,通過對復(fù)雜水文情勢和水環(huán)境狀況的全方位監(jiān)測,為探究河道型深水水庫近壩段水生態(tài)環(huán)境狀況及環(huán)境水文過程影響提供數(shù)據(jù)支撐,為庫區(qū)富營養(yǎng)化防治和水環(huán)境保護(hù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

水口水庫為窄深型河流水庫,位于閩江干流中游河段,以發(fā)電為主,是目前中國東南地區(qū)最大的水力發(fā)電站之一,兼顧航運(yùn)、防洪等綜合效益[20]。水口水庫總庫容為26億m3,庫區(qū)河道全長約106 km,面積約99.6 km2,水口大壩最大壩高為101 m,壩頂高程為74 m,控制流域面積為52 438 km2[21]。自2004年以來,水口水庫養(yǎng)殖區(qū)多次發(fā)生大面積缺氧情況,導(dǎo)致庫區(qū)網(wǎng)箱養(yǎng)殖魚類大面積缺氧死亡[22-23],特別是近壩段(圖1,26°19′20″ N～26°20′27″ N、118°44′52″ E～118°45′43″ E,河道長約6.5 km)水體低溶氧的發(fā)生導(dǎo)致水口大壩下游水體生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重干擾。

圖1 研究區(qū)域采樣點(diǎn)概況

1.2 樣品采集與分析

為充分了解近壩區(qū)水環(huán)境受水庫調(diào)度的影響,于2021年7月在水口大壩上游約7.9 km(S1中泓)、6.7 km(S2左泓S2-L、中泓S2-M和右泓S2-R)和5.5 km(S3中泓)處設(shè)置3個采樣斷面5條監(jiān)測垂線(圖1),分層(水面下0.5、2、5、10、20和40 m處)采集水樣,裝于500 mL聚乙烯瓶內(nèi),冷藏保存,帶回實(shí)驗(yàn)室測定。

水口大壩下泄流量來自福建省水電站生態(tài)流量監(jiān)控考核系統(tǒng),由福州市環(huán)境科學(xué)研究院提供。采用瑞智相控陣河流型聲學(xué)多普勒流量儀(RDI RiverRay ADCP,美國)測定水文情勢(流量、流速和斷面面積),采用便攜式溶氧測定儀(雷磁JPB-607A,上海)測定溶解氧(DO)濃度,采用多功能水質(zhì)分析儀(YSI EXO,美國)測定水深(h)、水溫(t)、葉綠素a(Chl-a)濃度、藍(lán)綠藻藻藍(lán)蛋白量、電導(dǎo)率、總?cè)芙庑怨腆w(TDS)和濁度。采用酸式高錳酸鹽滴定法(GB 11892—89《水質(zhì) 高錳酸鹽指數(shù)的測定》)測定高錳酸鹽指數(shù),采用納氏試劑分光光度法(HJ 535—2009《水質(zhì) 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》)測定銨態(tài)氮(NH4+-N)濃度,采用紫外分光光度法〔HJ/T 346—2007《水質(zhì) 硝酸鹽氮的測定 紫外分光光度法(試行)》〕測定硝酸鹽氮(NO3--N)濃度,采用分子吸收分光光度法(GB 7493—87《水質(zhì) 亞硝酸鹽氮的測定 分光光度法》)測定亞硝酸鹽氮(NO2--N)濃度,采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ 636—2012《水質(zhì) 總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》)測定總氮(TN)濃度,采用鉬酸銨分光光度法(GB 11893—89《水質(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》)測定總磷(TP)濃度。將現(xiàn)場儀器測試結(jié)果作為1次測量數(shù)據(jù),每個指標(biāo)在實(shí)驗(yàn)室再重復(fù)測定2次。

1.3 水環(huán)境評價(jià)方法

1.3.1單因子評價(jià)法

單因子評價(jià)法將各指標(biāo)與相應(yīng)的水質(zhì)類別標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行對比,是我國水質(zhì)評價(jià)采用的主要方法之一,評價(jià)指標(biāo)包括高錳酸鹽指數(shù)以及DO、TP、TN和NH4+-N濃度,計(jì)算公式為

(1)

(2)

式(1)～(2)中,IDO為DO超標(biāo)倍數(shù);CDO為實(shí)測DO值,mg·L-1;SO,DO為水體功能類別相應(yīng)DO限值;B為超標(biāo)倍數(shù);C為各指標(biāo)實(shí)測值,mg·L-1;C0為水體功能類別指標(biāo)相應(yīng)限值。

1.3.2富營養(yǎng)化評價(jià)法

富營養(yǎng)化評價(jià)方法采用綜合營養(yǎng)指數(shù)法(TLI,ITL)[24],定性評價(jià)等級見表1,評價(jià)指標(biāo)包括TN、TP和Chl-a濃度,計(jì)算公式為

表1 湖泊(水庫)營養(yǎng)狀態(tài)(ITL,Σ)分級及水質(zhì)定性評價(jià)

(3)

(4)

式(3)～(4)中,ITL,Σ為綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);Wj為第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)相關(guān)權(quán)重;ITL,j為第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);rij為第j種參數(shù)與基準(zhǔn)參數(shù)Chl-a的相關(guān)系數(shù);m為參與評價(jià)的參數(shù)個數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用水文頻率分布曲線適線軟件對流量數(shù)據(jù)進(jìn)行水文頻率曲線繪制;采用WinRiver Ⅱ軟件對流量數(shù)據(jù)進(jìn)行航道與流向測繪;采用Excel 2013軟件對所采集水樣原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分類和處理;采用Origin 9.0軟件對所采集水樣處理數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)圖片的繪制;采用SPSS 23.0軟件對不同環(huán)境要素進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水文情勢分析

對水口大壩1934—2012年月均下泄流量進(jìn)行水文頻率分析(圖2)。由圖2可知,水口大壩50%下泄流量水文頻率對應(yīng)的流量為1 200 m3·s-1,該流量條件下區(qū)域水環(huán)境狀況可體現(xiàn)平均水平。

Ex為平均值,Cv為變差系數(shù),Cs為偏態(tài)系數(shù)。

試驗(yàn)期研究區(qū)域水文監(jiān)測結(jié)果見表2。由表2可知,水口大壩下泄流量為1 227和1 207 m3·s-1,符合50%下泄流量水文頻率。在該條件下,近壩段H1和H2斷面平均流量分別為1 420和1 440 m3·s-1,平均水深分別為49.4和49.0 m,水面寬分別為420和442 m。采用ADCP儀截取H1和H2斷面表層(水深0.55 m處)和深層(水深20.30 m處)實(shí)時流速分布(圖3)。由圖3可知,H1斷面表層為明顯的正向流,H2斷面表層則存在比H1斷面更明顯的橫向流速分量及負(fù)向流現(xiàn)象,而2個斷面深層也出現(xiàn)比表層更明顯的負(fù)向流,因此可以判定研究區(qū)域(特別是近壩斷面H2)存在明顯的橫向和縱向環(huán)流。

表2 研究區(qū)域水文監(jiān)測流量統(tǒng)計(jì)

圖3 H1和H2斷面的航道和流速矢量圖

2.2 水質(zhì)理化指標(biāo)的三維分布及評價(jià)

2.2.1三維分布情況

研究區(qū)域各監(jiān)測垂線主要水質(zhì)理化指標(biāo)的垂向變化見圖4。圖4顯示,各斷面表層(h≤2 m)DO濃度均高于底層(h≥20 m)。S2-M垂線DO濃度普遍小于S1和S3垂線,這是由于該垂線靠近城鎮(zhèn)區(qū),較強(qiáng)的外源輸入提供初級生產(chǎn)力(微生物、細(xì)菌等)所需的營養(yǎng)物質(zhì),而微生物的活躍會消耗DO,使得DO濃度小于上、下游。S2-M垂線各水層高錳酸鹽指數(shù)分布均勻,平均值之間相差≤0.5,表明水口水庫近壩段有機(jī)物分布較為均勻。

虛線為地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值。S1監(jiān)測垂線位于水口大壩上游7.9 km處斷面的中泓,S2-L、S2-M和S2-R監(jiān)測垂線分別位于大壩上游6.7 km處斷面的左泓、中泓和右泓,S3監(jiān)測垂線位于大壩上游5.5 km處斷面的中泓。

斷面位置見圖1。

研究區(qū)域TP濃度分布具有差異性,上游S1垂線TP濃度高值分布于h≤5 m處,S2-M垂線富集于表層(h=0.5 m)和底層(h=40 m),S3垂線則集中于h≥5 m處。TP濃度三維分布與水文變化相吻合,推測是由于上、下游的縱向環(huán)流導(dǎo)致底泥擾動釋放TP并發(fā)生P的縱向遷移,近壩S3垂線底層TP向S2垂線底層發(fā)生縱向遷移,遇到上游來水阻滯后進(jìn)一步向表層遷移。近壩段TN濃度較高,S2-L和S3垂線最大值位于底層,其他垂線最大值均位于h=2 m處。各垂線間NH4+-N濃度分布差異不大,底層濃度普遍高于表層。

相較于上游養(yǎng)殖庫區(qū)[25],NH4+-N濃度較低,TN濃度則持平或略高,表明研究區(qū)域NH4+-N存在一定程度的降解,TN則存在外源輸入。NO3--N濃度均高于0.6 mg·L-1,各垂線最大值均在h=10 m處,與DO濃度突變水深相同,表明該水深范圍為研究區(qū)域發(fā)生硝化作用的主要活躍區(qū)。NO2--N濃度總體水平低,且h=10 m處均小于上層水體,進(jìn)一步說明h=10 m處可能發(fā)生硝化作用,使得NO2--N明顯減少。各垂線電導(dǎo)率和TDS垂向變化規(guī)律基本一致,最大值多分布在5 m≤h≤10 m處,S1、S2-M和S3垂線表、底層差異較大,S2-L和S2-R垂線差異較小,但變化趨勢與S1垂線一致,這主要是受到同時存在的縱向、橫向環(huán)流影響。研究區(qū)域濁度最大值主要集中在底層,這是由于區(qū)域縱向環(huán)流在底層形成渦旋剪切擾動底泥,導(dǎo)致底層濁度增大。其中,S2-M、S2-L和S2-R垂線濁度大于S1和S3垂線,表明橫、縱向環(huán)流在S2采樣斷面影響最為強(qiáng)烈,這與該斷面表、深層流速變化差異相一致(圖3)。S2采樣斷面TP濃度顯著低于S1與S3采樣斷面,垂向濁度與TP分布呈負(fù)相關(guān)(R2=-0.40,P=0.124),表明TP受底泥等內(nèi)源釋放量影響小,且容易隨流場發(fā)生遷移,這與三峽水庫相關(guān)研究結(jié)果[26]一致。

綜上,水口水庫近壩段水質(zhì)三維分布主要受到區(qū)域內(nèi)縱向、橫向環(huán)流影響,底層剪切力和垂向輸運(yùn)直接影響各水質(zhì)要素水平和垂向遷移,導(dǎo)致三維分布存在差異。另外,改變的生物群落分布也在一定程度上間接影響水環(huán)境[27]。研究區(qū)域總體水環(huán)境問題為中、底層缺氧以及TN和TP濃度超標(biāo)。

2.2.2水環(huán)境評價(jià)結(jié)果

(1)單因子評價(jià)法

研究區(qū)域水環(huán)境功能區(qū)劃執(zhí)行GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),對研究區(qū)域DO、高錳酸鹽指數(shù)、TP、TN、NH4+-N進(jìn)行單因子評價(jià)(圖4)。由圖4可知,近壩段水質(zhì)介于Ⅱ～Ⅳ類,監(jiān)測垂線超標(biāo)比例達(dá)96.30%,主要超標(biāo)指標(biāo)為TN和TP。DO超標(biāo)多發(fā)生在S1和S2采樣斷面底層水體,超標(biāo)倍數(shù)為1.36～2.80。研究區(qū)域底層是缺氧的主要區(qū)域,這與大多數(shù)水庫研究結(jié)果[28-29]相似。高錳酸鹽指數(shù)和NH4+-N均滿足水功能區(qū)劃要求,且可達(dá)Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)。TN超標(biāo)倍數(shù)為0.08～0.79,TP為0.30～1.80,其中,S1垂線TN、TP嚴(yán)重超標(biāo),TN超標(biāo)率達(dá)100%,TP達(dá)60%,且多集中于表層水體。

(2)富營養(yǎng)化評價(jià)結(jié)果

研究區(qū)域5條監(jiān)測垂線富營養(yǎng)化評價(jià)結(jié)果見表3。S1、S2-M、S2-L和S2-R垂線在表層表現(xiàn)出富營養(yǎng)化,S3垂線則在底層,推測是由于庫前環(huán)流導(dǎo)致近壩S3垂線底泥擾動,釋放以P為主的污染物質(zhì),導(dǎo)致底部富營養(yǎng)化加劇。而縱向環(huán)流影響使得上游其他斷面污染物向S3垂線底層輸送是造成底層富營養(yǎng)化的另一個影響因素。此外,S1垂線富營養(yǎng)化程度最為嚴(yán)重;S2-M垂線富營養(yǎng)化情況出現(xiàn)斷層可能是受到橫向環(huán)流影響,左右岸良好水源補(bǔ)給所致。

表3 研究區(qū)域富營養(yǎng)化程度分析

3 討論

3.1 水質(zhì)非生物因素影響分析

研究區(qū)域水深、溫度變化關(guān)系見圖5。由圖5可知,庫區(qū)呈現(xiàn)明顯溫度分層,水深為20 m時,溫躍層位于5～10 m處,水溫驟降幅度為2.6～4.6 ℃,溫度梯度為0.5 ～0.9 ℃·m-1;水深為40 m時,溫躍層位于5～20 m處,水溫降幅和溫度梯度分別為12.4 ℃和0.8 ℃·m-1。

A和B分別為最大水深為20和40 m的溫度分層狀態(tài)。S1監(jiān)測垂線位于水口大壩上游7.9 km處斷面的中泓,S2-L、S2-M和S2-R監(jiān)測垂線分別位于大壩上游6.7 km處斷面的左泓、中泓和右泓,S3監(jiān)測垂線位于大壩上游5.5 km處斷面的中泓。

水深、溫度對研究區(qū)域各水質(zhì)要素的影響分析見圖6。由圖6可知,水深僅與S1垂線DO、NH4+-N和高錳酸鹽指數(shù)以及S2-L和S2-R垂線濁度顯著相關(guān),溫度除與NO3--N和TP不相關(guān),與其他水質(zhì)指標(biāo)均存在一定相關(guān)性,因此,溫度是研究區(qū)域污染物三維分布的主要影響因素。此外,DO與水深相關(guān)不顯著,而與溫度顯著相關(guān),說明水庫近壩段在滿足50%下泄流量水文頻率條件時,水溫分層明顯,庫區(qū)DO受溫度影響也逐漸出現(xiàn)分層趨勢[30]。NH4+-N在S1垂線的垂向分布受水深影響較大,在S3垂線則同時受水深和溫度的顯著影響,在其他垂線無明顯相關(guān)性,這可能是由于除S1和S3垂線外,其他垂線受水文擾動明顯,產(chǎn)生的漩渦阻礙了NH4+-N垂向運(yùn)輸。溫度與NO3--N呈負(fù)相關(guān),與NO2--N呈顯著正相關(guān),可能是由于反硝化作用微生物對溫度較為敏感所致[31]。

A為水深,B為溫度。

研究區(qū)域受環(huán)流影響較大,且多發(fā)生于底層(圖3),環(huán)流產(chǎn)生的底層切應(yīng)力引起底泥擾動,導(dǎo)致底層水體濁度增大,環(huán)流也使污染物發(fā)生遷移,對各水質(zhì)指標(biāo)存在一定影響。由濁度(用來表征泥沙)與主要水質(zhì)要素的相關(guān)性分析(圖7)可知,僅S2-L和S2-R垂線NO2--N與濁度呈顯著負(fù)相關(guān),其他垂線水質(zhì)要素與濁度相關(guān)性較弱,結(jié)合H1和H2斷面表、深層流速(圖3)差異狀況,認(rèn)為雖然研究區(qū)域存在較強(qiáng)烈水文擾動,但近壩段主要水質(zhì)要素的三維分布受泥沙影響較小。因此,研究區(qū)域環(huán)流主要是通過改變污染物遷移方向進(jìn)而影響其分布。

S1監(jiān)測垂線位于水口大壩上游7.9 km處斷面的中泓,S2-L、S2-M和S2-R監(jiān)測垂線分別位于大壩上游6.7 km處斷面的左泓、中泓和右泓,S3監(jiān)測垂線位于大壩上游5.5 km處斷面的中泓。

TLI為營養(yǎng)指數(shù),Chl-a、TN、TP和Σ分別表示葉綠素a、總氮、總磷和綜合。S1監(jiān)測垂線位于水口大壩上游7.9 km處斷面的中泓,S2-L、S2-M和S2-R監(jiān)測垂線分別位于大壩上游6.7 km處斷面的左泓、中泓和右泓,S3監(jiān)測垂線位于大壩上游5.5 km處斷面的中泓。

3.2 水質(zhì)生物因素影響

由圖8可知,各垂線藍(lán)綠藻藻藍(lán)蛋白量最大值均在h≤2 m處,且垂向分布呈現(xiàn)營養(yǎng)水平高的區(qū)域藻類豐度也應(yīng)較高,橫向分布則表現(xiàn)為中心豐度大于兩岸[32],這可能是受到縱向和橫向環(huán)流的影響。各垂線Chl-a分布情況也存在差異,S1、S2-L和S2-R垂線Chl-a最大值發(fā)生在水深2 m處,S2-M垂線在底層,S3垂線在水深5 m處,總體與藍(lán)綠藻藻藍(lán)蛋白量分布情況相似。其中,S2-M和S2-L垂線藍(lán)綠藻藻藍(lán)蛋白量和Chl-a值均較高,結(jié)合其他氮指標(biāo)分布情況推測,這可能是由于S2垂線為近壩段浮游動植物聚集區(qū),微生物活性較高,各類生化反應(yīng)較活躍。

S1監(jiān)測垂線位于水口大壩上游7.9 km處斷面的中泓,S2-L、S2-M和S2-R監(jiān)測垂線分別位于大壩上游6.7 km處斷面的左泓、中泓和右泓,S3監(jiān)測垂線位于大壩上游5.5 km處斷面的中泓。

由藍(lán)綠藻藻藍(lán)蛋白量和Chl-a與各水質(zhì)理化指標(biāo)相關(guān)性分析(圖9)可知,藍(lán)綠藻藻藍(lán)蛋白量對水質(zhì)理化指標(biāo)的影響高于Chl-a。藍(lán)綠藻藻藍(lán)蛋白量與NO3--N、電導(dǎo)、TDS和濁度呈負(fù)相關(guān),與NO2--N和高錳酸鹽指數(shù)呈正相關(guān),與DO、NH4+-N、TN和TP的相關(guān)性在不同垂線間存在差異,這與太湖研究成果[33]相近。其中,S2-M垂線DO與藍(lán)綠藻藻藍(lán)蛋白量呈負(fù)相關(guān),這與該監(jiān)測垂線表、底層藻類分布較多,表層和底層形成環(huán)流有關(guān),藻類呼吸作用耗氧量大導(dǎo)致S2-M垂線DO普遍低于S1和S3垂線(圖4)。僅S2-M和S2-R垂線藍(lán)綠藻藻藍(lán)蛋白量與NH4+-N呈正相關(guān),這可能是由于高濃度NH4+-N外源輸入補(bǔ)給速度大于藻類消耗速度所致。各垂線TN、TP與藍(lán)綠藻的相關(guān)性參照由氮磷比推斷藻類生長限制因素的研究結(jié)論[34],S1垂線藻類生長為氮限制型,其他垂線為磷限制型。整體上S3垂線藍(lán)綠藻藻藍(lán)蛋白量與各水質(zhì)理化指標(biāo)相關(guān)性最強(qiáng),可說明研究區(qū)域靠近大壩區(qū)域受水文影響較小,較為穩(wěn)定,這為藻類實(shí)現(xiàn)自身“反饋機(jī)制”提供有利條件,使得藻類下沉至底層分解釋放營養(yǎng)物質(zhì)[31]導(dǎo)致S3垂線底層富營養(yǎng)化(表3)。研究區(qū)域僅有S2-L垂線Chl-a與TN呈顯著負(fù)相關(guān),S3垂線Chl-a與TP呈顯著正相關(guān)。結(jié)合S2-L垂線藍(lán)綠藻藻藍(lán)蛋白量相關(guān)性分析情況,可推測該垂線藻類繁殖需要消耗NH4+-N,TN也隨著NH4+-N的降低而降低,這與韓志萍等[35]在南太湖的研究結(jié)果一致。

A為藍(lán)綠藻藻藍(lán)蛋白量,B為葉綠素a。

4 結(jié)論

通過對水口水庫夏季近壩段50%下泄流量水文頻率下主要斷面水文、水質(zhì)的同步監(jiān)測,得到以下結(jié)論：

(1)在夏季50%下泄流量水文頻率下,水口水庫近壩段斷面平均流量分別為1 420和1 440 m3·s-1,根據(jù)斷面流速矢量分析,明確了研究區(qū)域存在較明顯橫、縱向環(huán)流。

(2)近壩段水質(zhì)三維分布主要受縱向和橫向環(huán)流的影響。庫區(qū)中、底層易缺氧;TN全面超標(biāo),超標(biāo)率達(dá)96.15%;TP易受區(qū)域流場影響發(fā)生遷移。富營養(yǎng)化評價(jià)表明S1和S2垂線均為表層富營養(yǎng)化,S3垂線則為底層富營養(yǎng)化。

(3)夏季庫區(qū)水質(zhì)理化指標(biāo)分布受溫度和藍(lán)綠藻藻藍(lán)蛋白量影響較大,溫度除與NO3--N和TP不相關(guān),與其他水質(zhì)指標(biāo)均存在一定相關(guān)性;藍(lán)綠藻藻藍(lán)蛋白量與NO3--N、電導(dǎo)、TDS和濁度呈負(fù)相關(guān),與NO2--N和高錳酸鹽指數(shù)呈正相關(guān),與DO、NH4+-N、TN和TP相關(guān)性在不同垂線間存在差異。