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)
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(jí),農(nóng)業(yè)用水),水庫以防洪、灌溉為主,設(shè)計(jì)灌溉面積2666.67hm2。目前為芒市城區(qū)供水備用水源。
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(bào)告[1],水樣采集方法按照《HJ 494-2009水質(zhì) 采樣技術(shù)指導(dǎo)》,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(jìn)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(wù)作業(yè)指導(dǎo)書》要求進(jìn)行。
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(biāo),水體的溶解氧被消耗,要恢復(fù)到初始狀態(tài),所需時(shí)間越短,說明水體的自凈越強(qiáng)。
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(gè)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(dāng)?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(gè)月溶解氧滿足Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),2個(gè)月滿足Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);2016年有9個(gè)月溶解氧滿足Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),1個(gè)月滿足Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),2個(gè)月滿足Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);2017年有9個(gè)月溶解氧滿足Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),2個(gè)月滿足Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),1個(gè)月滿足Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);2018年有9個(gè)月溶解氧滿足Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),3個(gè)月滿足Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);2019年有9個(gè)月溶解氧滿足Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),2個(gè)月滿足Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),1個(gè)月滿足Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2015—2019年溶解氧最小值為5.2,利用單因子評(píng)價(jià),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(biāo)準(zhǔn)。
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(duì)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(duì)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(gè)峰型,6—7月到達(dá)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(gè)月也是溶解氧出現(xiàn)最低值的時(shí)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(shí)間也不完全符合。說明芒究水庫水溫較低時(shí),水溫與溶解氧是正相關(guān)的關(guān)系;水溫升高時(shí),溶解氧濃度升高,但水溫最高時(shí)并不是溶解氧最高時(shí)。
(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(gè)月相差不大。2016年的6月和7月葉綠素有個(gè)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(duì)較高,溶解氧濃度也相對(duì)較高,每年1、2、12月葉綠素濃度相對(duì)較低,溶解氧濃度也相對(duì)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(gè)數(shù)據(jù)來看,每年透明度變化呈現(xiàn)負(fù)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。
通過對(duì)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(shí),最高值出現(xiàn)在春秋,每年夏季7月份有一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)。
進(jìn)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(shí)水中溶解氧也升高,同時(shí)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(huì)使水質(zhì)透明度降低。