大型深水水库溶解氧层化结构演化机制

发布时间：2021-08-21 00:57

　　深水水库溶解氧（DO）的演化成因目前尚不完全清楚,研究其演变机制对制定水库水质保护和管理策略十分重要.本文以我国京津冀地区重要的大型深水水源水库潘家口水库为例,系统分析了水库水温和DO浓度的时空分布特征、演化成因,以及水库的水质响应情况.结果表明:4月中旬-11月底该水库存在显著的季节性热分层,水库热分层为DO层化结构的形成提供了垂向分异性物理环境;与热分层类似,DO层化表现为3层结构,本文从上至下将其分别定义为混合层、氧跃层和氧亏层.垂向各层不同生化过程的作用为DO浓度空间差异性演变提供了驱动力,其中混合层受浮游藻类过量生长的影响,DO往往处于过饱和状态;氧跃层受大量生物的呼吸及有机物分解等耗氧的影响,DO浓度急剧下降,7-8月一般处于缺氧状态（DO<2 mg/L）;氧亏层受重污染沉积物耗氧的影响,DO浓度持续下降,热分层末期水库底部可能出现缺氧.热分层末期DO浓度降低的同时,沉积物中会发生Mn的还原、Mn-P解吸释放等现象,但沉积物中含量较高的Fe没有发生还原以及Fe-P的解吸释放现象.潘家口水库目前正在逼近缺氧、内源污染大量释放的临界点,其水环境治理应予以高度重视. 

【文章来源】：湖泊科学. 2020,32(05)北大核心EICSCD

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【部分图文】：

潘家口水库监测点位分布

同时，2018年5月、8月、11月对坝前(监测点16)进行分层水质监测，主要监测指标有TP、铁(Fe)、锰(Mn)等．分层水质监测，采用卡盖式分层采水器，表水层和温跃层每5 m采集一个水样，滞温层每10 m采集一个水样，并在库底以上1、3、5 m分别采集水样．水样冷藏于保温箱中带回实验室，各项指标均采用国家标准方法(GB 11911- 1989)测定，其中TP浓度采用钼酸铵分光光度法测定，Fe、Mn浓度采用火焰原子吸收分光光度法测定．图2 潘家口水库监测点位分布

从2017 -2018年水温的垂向分布看，潘家口水库水温的垂向分布存在明显的季节性特征，表现为以年为尺度的热分层-混合模式循环(图3，图4).4月下旬-11月末水库呈现热分层状态，水温上高下低，呈单温跃结构，水体在垂向可分为表水层、温跃层和滞温层，热分层持续时间约为210天;12月-次年4月水库处于垂向均匀混合状态．图3为2017年8月水温监测的结果，由该图可知，潘家口水库最大坝前水深为60 m，从库尾至坝前56km的库区河道内水温的垂向分布特征具有共性，水库各断面均处于稳定的热分层状态．表水层水温均为28.9℃，从水深5 m开始水温随水深增加而急剧下降，水深超过20 m后水温基本不变，保持在4.4℃左右．


本文编号：3354560