贵州高原红枫湖水库季节性分层的水环境质量响应

夏品华,林 陶,李存雄,薛 飞,张邦喜,蒋 瑶 (贵州师范大学贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点实验室,贵州 贵阳 550001)

贵州高原红枫湖水库季节性分层的水环境质量响应

夏品华,林 陶,李存雄*,薛 飞,张邦喜,蒋 瑶 (贵州师范大学贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点实验室,贵州 贵阳 550001)

为了揭示贵州高原深水水库水体的垂直分层结构及其水环境质量响应特征,于2008年8月～2009年10月对红枫湖水库5个采样点进行了 45次采样,对水文、营养盐等湖沼学变量季节动态和分布进行了分析,探讨了季节性水质恶化事件的发生机制.结果表明,红枫湖水库水体呈单循环混合模式,在4～9月形成分层,但没有典型分层湖泊的温跃层变化,这种不显著的分层导致了水化学的分层.叶绿素a、总磷、总氮和氨氮平均值分别为13.6mg/m3,0.063mg/L,1.22mg/L,0.347mg/L;透明度为1.9m.指示该水库处于中-富营养状态.分层期底层溶解氧在0.3～6.9mg/L之间、平均为2.6mg/L,氮磷质量比在8～104之间,表明红枫湖水库是一个底层滞留带季节性缺氧的高氮、磷限制型水库.贵州高原深水水库季节性水质恶化事件与水体分层结构失稳有关,是富营养化水库在气温骤降时发生“翻湖”所导致的结果,也是贵州高原深水水库富营养化的另一种表现形式.

水体分层；水质恶化；富营养化；红枫湖水库；贵州高原

通常水库的建成会对水环境系统会产生多方面的影响[1].水库中水文情势的改变,使水库环境性质及作用过程逐渐表现为自然湖泊的特征,发生水体分层等所谓“湖沼学反应”.但由于水库还具有水量人为调节等特点,因此有研究者提出了流域水环境研究的“水库湖沼学”概念[2].湖沼学特征是水库保护与管理政策制定的基础依据

[3-5].水体热分层等所谓“湖沼学反应”控制着水体中诸多生物、化学和物理的过程[6].

目前,水库生态学还未能形成较为系统的理论,已有的水库生态学仅在欧洲高纬度地区有相对完善的研究.水库水质管理主要是借用高纬度地区湖泊研究的结果与管理经验[7].在水库/湖泊环境研究方面,多数研究者主要关注藻华形成的原因、沉积物中氮磷和藻毒素的时空分布等[8-16].关于湖泊水库突发性水质恶化事件的研究鲜见报道[17].为探究贵州高原深水水库分层结构与高纬度地区是否存在明显的差异,水体分层对水环境质量有何影响,本研究以建成运行了50余年的贵州高原红枫湖水库为对象,考察该水库的水环境质量现状、水体热分层结构特征、探讨水体分层与水质突发性恶化的关系,以期弄清贵州高原水库周期性水质恶化的发生过程与机制,为水库水质管理提供依据.

1 材料与方法

1.1 水库概况和采样点

红枫湖水库(26°26′～26°36′N, 106°19′～106°28′E)地处贵州高原中部乌江支流猫跳河上游.水面面积 57.2km2,最大水深 45m,平均水深10.52m,总库容6亿m3,滞留时间为0.325a,补给系数26.1,流域面积1551km2.该区域属亚热带季风湿润气候带,年均气温14.06℃,无霜期达287d,年均降雨量1176mm.该水库承担着城市饮用水、发电、灌溉、防洪等多种功能,也是国务院批准的国家级风景名胜区[8].20世纪 90年代初以来,红枫湖水库水质就由初期的II类变为III～V类,出现蓝藻水华等富营养化现象,常发生季节性的水质恶化事件.

2008年8月至2009年10月,在红枫湖水库设置5个采样点(图1),分别为南湖主要来水河流汇合处南湖湖心S1(26°28′607″N, 106°23′521″E)、水深约 10m;原网箱养殖区和电厂排水汇合处南湖后午S2(N26°29′265″N, 106°24′668″E)、水深约15m;南湖与北湖交界处花鱼洞 S3(26°31′474″N, 106°25′388″E)、 水 深 约 25m;水 库 大 坝S4(26°32′997″N, 106°25′327″E)、水深约30m;北湖主要河流入口 1256岛 S5(26°32′891″N, 106°23′688″E),水深约 10m.逐月多次采样,每个采样点分(表层(0.5m),中层(6～10m)和底层(0.5m)取样.气象和水位数据分别由清镇市气象局与贵阳市两湖一库环境保护监测站提供.

图1 红枫湖水库采样点示意Fig.1 Map of sampling sites in Hongfeng Reservoir

1.2 样品分析方法

理化指标按文献[18]方法测定[18].透明度(SD)用塞氏罗盘现场测定、溶解氧(DO)和温度(T)用溶氧仪测定(HQ30,美国哈希);玻璃电极法测定pH值;纳氏试剂比色法测定氨氮(NH4+-N);钼酸铵分光光度法测定总磷(TP);碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法测定总氮(TN).叶绿素a采用改进的反复冻融、丙酮浸提测定[19].变温层水温以0.3℃/m降低的标准进行热分层结构划分[20].

1.3 富营养状态指数计算

富营养状态指数采用修正的卡尔森指数方法进行计算[18],加权综合营养状态指数式为:

式中:TLI(Σ)为综合营养状态指数;Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重,TLI(j)为第j种参数的营养状态指数.以Chl-a的TLI参数为基准修正的营养状态指数式为:TSIM(Chl-a)= 10× (2.46+lnChl-a/ln2.5).总氮、总磷和透明度与叶绿素a之间的经验公式来自于对广东省20座大中型水库的调查结果[21-22].

1.4 数据处理方法

采用Spss13.0软件进行数据统计.

2 结果与分析

2.1 红枫湖水库水文动力特征

调查期间降雨量为 1327mm,各月变化较大,在16.1～294.3mm之间(图2).2008年的8～11月和2009年4～7月降雨量占全年的89.1%,月均降雨量在90mm以上,最大值为8月;其他月份月均降雨量小于30mm,最低值出现在1月.

调查期间水位在海拔 1235～1240m之间,最大落差约5m(图2).2009年2～8月处于低水位期,水位在1235～1238m上下波动,最低为6月;2008年8月至翌年1月运行高水位,在1238～1240m之间,11月水位最高.水量变化与水位一致.受人为调控的影响,丰水期蓄水量较少,而枯水期蓄水量多.可见水库水位、水量变化与天然湖泊截然不同,具有反季节的特征.

图2 红枫湖水库降雨量、水位和水量的变化Fig.2 Variation of precipitation,water level and capacity

2.2 红枫湖水库水温、水化学的季节变化与分层

2.2.1 水温季节变化与热分层结构 红枫湖水库水温年内季节变化小.调查期间S3样点上层水温在9.8～25.6℃之间(图3),平均18.9℃;中层水温在 9.6～25℃之间,平均 18.1℃;下层水温在9.7～23.4℃之间,平均 16.73℃.表层水温较高(＞28

℃)是南美洲、非洲和亚热带多数湖泊和水库永恒的特征[23].红枫湖水库表层水温变化与气温变化基本一致,全年水温变化较小,这与贵州高原亚热带气候温和,全年气温变化不大有关.

图3 S3站点水温的时空分布Fig.3 Spatio-temporal distribution of water temperature

红枫湖水库水柱(水体剖面)在4～9月分层,呈单循环混合模式.从图3可知,4月至9月,随着气温的升高,上层和下层水温出现差异,此间水柱温度维持上高下低的分层结构,上下层温度差在 3～7℃,最大值在 7月,其次为 6月(5.2

℃),再次为9月(3.7℃),显然这种分层结构没有出现热带地区深水湖泊/水库的温跃层分布特征;10月至翌年 3月,水体为混合状态,上下层水温无明显差异.可见,红枫湖水库在 4～9月为分层期,7月分层最稳定,10月发生混合,水体分层消失.这种分层结构与亚热带水库分层具有相似性.同时区别于其他地区的双混合型或全年稳定分层的水库[24],但与我国南亚热带水库相比分层较弱,广东流溪河水库温跃层温差在初期已达5℃,最大时期高达10℃,且形成显著的温跃层[7].这可能是由贵州高原的气候和水库库盆形态与水文动力的影响所致.根据变温层水温以0.3℃/m降低的标准进行热分层结构的划分,红枫湖水库没有形成显著的温跃层;水体1年内发生1次的分层与混合,为单循环混合水体.

2.2.2 DO的季节变化与垂直分层 红枫湖水库DO具有显著的季节性分层特征.由图4可知,热分层期(2009年4月～2009年9月)上层DO在4.9～11.5mg/L之间、均值为9.4mg/L,中层DO在4.2～8.3mg/L之间,均值为 6.4mg/L,下层 DO在0.6～6.9mg/L之间、均值为3.0mg/L;混合期(2008年10月～2009年3月)上、中、下层DO分别为7.9,7.3,6.8mg/L,差异不显著(P＞0.05),平均7.3mg/L.可见,红枫湖水库 DO与水温一样具有显著的分层,下层滞水带处于季节性的缺氧或厌氧状态.

两个年度结果均表明,9月 DO具有上层高下层低的分布特征,且较10月份高,10月DO最低,且上下层几乎一致,2008年 10月 DO低至2.6mg/L,而2009年10月则为0.3mg/L. 每年度10月份水中DO与温度同时表现出混合均匀的特征,可以推断贵州高原水库在秋季,由于水体发生垂直交换,还原性物质消耗了水中的 DO,以及下层缺氧水体上浮,耗氧大于复氧,使 DO降低,严重时达到缺氧状态.

图4 溶解氧的时空分布Fig.4 Spatio-temporal distribution of dissolved oxygen

2.2.3 pH值的季节变化与垂直分层 红枫湖水库水体 pH值具有显著的季节性分层特征.由图5可知,红枫湖水库水体为偏碱性水体,具有典型喀斯特水化学特征.周年pH值表层在7.7～9.1之间,平均 8.6,最大值和最低值分别出现在水体分层最稳定的7月和水体开始混合的10月;中层在7.7～8.9之间,平均8.3;下层在7.7～8.5之间,平均8.0.热分层期上层pH在7.7～9.1之间、均值为8.7;中层pH值在7.8～8.6之间、均值为8.3;下层pH在7.3～8.0之间、均值为7.8.混合期上、中、下层 pH 值分别为 8.3,8.2,8.1,差异不显著(P＞0.05),平均8.2.可见,红枫湖水库pH值也具有季节性的分层特征,水体 pH值呈季节性的上高下低分层分布.pH值降低会加快沉积物物质的释放,进而影响水质.

图5 pH值的时空分布Fig.5 Spatio-temporal distribution of pH

2.2.4 水体氮磷营养盐的季节变化与垂直分层 由图6可见, 2008年8月～2009年7月上层总磷(TP)浓度在 0.020～0.079mg/L之间,年平均为0.051mg/L;中层TP浓度在0.022～0.086mg/L之间,年平均为 0.047mg/L;下层 TP浓度在0.013～0.109mg/L之间,年平均为 0.065mg/L.季节变化上表层、中层和下层最高值分别为7月、9月和8月,而最低值均出现在4月.分层期上、中、下各层TP分别为0.047,0.041,0.082mg/L,具有上低下高的分布特征;混合期上、中、下各层TP分别为0.056,0.052,0.056mg/L,混合均匀.分层期表层 TP比混合期低,说明水体的分层阻隔了底层较高磷浓度水体的交换,而分层期下层TP浓度较高则是受分层期下层溶解氧和pH值影响的原故.可见,TP也呈季节性的分层分布.

2008年8月～2009年7月期间,上层总氮(TN)浓度在0.81～1.41mg/L之间,年平均为1.15mg/L;中层 TN浓度在 0.90～1.44mg/L之间,年平均为1.19mg/L;下层TN浓度在0.87～1.69mg/L之间,平均为1.34mg/L.季节变化上层和中层均为8月最高,7月最低;下层5月最高,10月最低.分层期上中下各层TN分别为1.12,1.16,1.42mg/L;混合期上中下各层TN分别为1.18,1.23,1.26mg/L.分层期上层 TN比混合期低,说明水体的分层阻隔了底层较高氮浓度水体的交换,而分层期下层 TN浓度较高则是由于沉积物释放的原故.可见,水温分层期TN也分层.

图6 总磷、总氮和氨氮的时空分布Fig.6 Spatio-temporal distribution of TP, TN and NH4+-N

2008年 8月～2009年 7月期间,上层氨氮(NH4+-N)浓度在 0.141～0.461mg/L之间,年平均为 0.28mg/L;中层 NH4+-N 浓度在 0.158～0.464mg/L 之间,年平均为 0.31mg/L;下层NH4+-N浓度在 0.168～0.584mg/L之间,平均为0.35mg/L.季节变化上表层 10月最高,4月最低;中层的季节变化与上层一致;下层9月最高,4月最低.分层期上中下各层 NH4+-N分别为 0.214, 0.231,0.457mg/L;混合期上中下各层 NH4+-N分别为0.313,0.332,0.347mg/L.分层期表层NH4+-N比混合期低,说明水体的分层阻隔了底层较高NH4+-N浓度水体的交换,而分层期下层NH4+-N浓度较高则是由于分层期下层DO和pH值的原故.NH4+-N具有明显的季节性分层.

图7 叶绿素a和透明度的分层与季节性变化Fig.7 Spatio-temporal distribution of chlorophll-a and Secchi disk depth

2.2.5 浮游植物生物量(以叶绿素 a计)和透明度(SD)的季节变化与垂直分层 红枫湖水库叶绿素a具有显著的季节性分层特征.叶绿素a是表征浮游植物生物量的重要指标.上层叶绿素 a浓度在5.7～52.6mg/m3之间,年平均为21.3mg/m3;中层叶绿素a浓度在4.6～22.7mg/m3之间,年平均为 12.1mg/m3;下层叶绿素 a浓度在 3.6～10.6mg/m3之间,年平均为 7.4mg/m3.季节变化为上层9月最高,1月最低;中层与上层一致;下层2月最高,8月最低.分层期上中下各层叶绿素a分别为24.6,16.2和7.6mg/m3;混合期上中下各层叶绿素a分别为14.6,10.8和8.4mg/m3.混合期氮磷营养盐浓度较高,但并没引起浮游植物生物量的升高,这可能是受水温较低的影响.

SD变化在 0.5～3.9m之间,年均值为 2m.11月至翌年1月,透明度最高,均大于3m,6～9月最低,均值为1m.大量的浮游生物(主要是浮游植物)可能是使透明度降低的主要物质,另外,雨季通常输入大量悬浮颗粒物,从而使水库透明度下降,如南美洲委内瑞拉水库[4]、中国的三峡水库等[25].红枫湖水库透明度与叶绿素 a呈极显著线性负相关(r=-0.561, P＜0.01).浮游植物增多可能是影响透明度变化的主要原因.

2.3 红枫湖水库水体营养状态

利用5个采样点氮、磷、透明度和叶绿素a的月平均值计算,得出调查期间红枫湖水库营养状态指数(TLI)在36～53之间,绝大多数时期在40以上,指示水库处于中-富营养状态.富营养化指数季节变化明显,夏季分层期营养指数高于冬季混合期.

2.4 红枫湖水库周期性水质恶化

1994年以来,在每年的初秋9月/10月,红枫湖水库周期性发生水质恶化事件(贵州高原多座水库均有类似现象),主要感官表现为水体变黑、伴有刺激性异味的气泡产生、鱼类及其他水生生物死亡;理化指标表现为 DO极低(＜3mg/L,严重时DO＜0.5mg/L①)、氮磷含量升高,湖水pH值下降、呈还原性,硫化物浓度升高.持续时间在10～30d不等,该类事件使网箱养殖遭受重大损失,对水生生态系统产生严重影响,并对水库供水安全造成威胁.由于水体通常在一夜间变黑,又俗称为“黑潮”[26].

3 讨论

调查结果表明,红枫湖水库水体水温在 4～9月形成较弱的分层.主要受以下3方面的影响:第一,贵州高原气侯温和,四季变化不大,导致了水温的变化较小.第二,红枫湖水库为典型的峡谷型河道水库,湖水滞留时间较短,夏季分层期人工调节使得湖水的滞留时间更短.第三,风力扰动等因素的影响.但是,这种水温的弱分层结构,使水化学和生物的垂直剖面变化十分显著,尤其是 DO的分层明显(图 3～图 7).分层期下层水体处于缺氧或厌氧状态,这加大了沉积物-水界面物质释放的风险,从而影响水环境质量.

水体中 DO的来源主要是水中浮游藻类和水生植物光合作用释放的氧气,在水温较高的晴天, DO甚至可达到20mg/L以上,形成过饱和状态,其次是水体交换带入氧气和空气中氧气溶于水中, DO在水体中的分子扩散速率较低,水体交换是水库中溶解氧传输的主要方式.正常情况下,水体中 DO浓度不会超过当时条件下的氧溶解度.水库水体中的耗氧,主要是水生生物呼吸耗氧、有机物降解耗氧和底泥耗氧,其中底泥耗氧是水中溶解氧消耗的主要因素.红枫湖水库水较深,水生植物分布较少,浮游藻类光合作用是水体溶氧的主要来源.因此,浮游藻类的多寡与分布对溶解氧分布影响显著(r=0.461, P＜0.01).

红枫湖水库缺氧水体的形成是水体复氧和耗氧失衡的结果.上层水体的气体交换和中上层浮游植物的光合作用为上层水体提供了溶解氧,而深层的湖水则由于沉积物有机质的矿化降解和大量有机体死亡下沉分解消耗大量水体中的DO.如果上下层水体能够充分交换.水体“耗氧”可以得到“复氧”的补偿.反之,如果水体交换受限制,下层水体耗氧远超过复氧,下层水体逐渐发展为缺氧或低氧状态[26].红枫湖水库在4～9月形成的水温弱分层结构,限制了上下层水体的交换,从而阻断了下层水体DO的输入.从图4和图7a可知,入春以来,随着水温的升高,浮游植物快速增殖,光合作用释放大量的氧而使表层水体DO剧增,甚至出现过饱和,而下层水体与之相反,由于真光层藻类死亡下沉与雨季流域有机质输入,有机质分解耗氧,水体中 DO降低,形成缺氧水体,红枫湖下层DO从1月的9.2mg/L降至9月的0.6mg/L.

红枫湖水库水温的弱分层导致了水化学的显著分层.从图6可知,营养盐的季节性分层与温和DO的变化规律一致.通常分层期下层的营水养盐高于上层.这是由于下层的厌氧环境加快了沉积物中营养盐的释放,使下层营养盐较高[27],从4月至9月,随下层厌氧环境的逐渐形成,下层营养盐含量呈现逐渐增高的趋势.同样由于水温分层的阻隔作用,限制了上下层水体的交换而使沉积物释放的营养盐富集在下层,另外,中上层颗粒态营养盐的沉降也是下层营养盐较高的一个原因,红枫湖水库对河流来水中磷的滞留率达90%以上,而 70%的以活性磷富集在沉积物悬浮层中[28].

红枫湖水库近年出现的季节性水质恶化事件,可能是水体季节性分层的结果.对贵州高原包括红枫湖水库在内的多座水库水质恶化事件的调查发现,水质恶化事件发生的时间通常在初秋的9月或10月,且发生水域多数远离排污口.可见,水质恶化事件并非排污事故.探究贵州高原深水水库为何在初秋季节总是发生水质恶化事件,其可能原因如下:

贵州高原初秋遇冷空气的影响,通常会发生气温骤降10℃以上(图8),突发水质恶化事件总是在在气温突降的1～2d内发生.2009年9月全月平均气温为21.3℃,最高气温24.9℃,10月10日日平均气温12.6℃.11日调查发现红枫湖水质恶化,DO几乎为零,水体发臭,鱼虾死亡.此时的水温分层结构消失,上下层水温混合均匀,DO、pH值和营养盐的分层也消失,表明此间发生了上下层水体的垂直对流.气温骤降,使上层水随之降温,水体密度增大,变重下沉,上层水与中层水发生交换混合,中层(斜温层)的阻隔作用消失,当上下层水之间的水温和密度差消失而上重下轻时,在阴冷秋风的搅动下,水柱发生垂直对流混合,使水体水温几乎呈均一的“等温对流”状态.可见水质恶化事件与气温的突变之间必然有着内在的联系.气温突降是水质恶化事件发生的诱因,而水体的分层是发生的条件,富营养化提供物质基础.

贵州高原深水水库季节性水质恶化事件发生的过程可概括为:在初秋季节,由于气侯的骤变,破坏水体的分层结构,上下层水体发生等温对流,下层富集的还原性物质及营养盐向上迁移,厌氧产物硫化物使水体发黑,还原性物质氧化消耗水中DO,使水体缺氧,在缺氧和H2S等有毒物质的作用下,导致鱼虾等水生生物的死亡.2010年 10月10日～24日的水质恶化期间,多为阴雨连绵天气,气温较低,约 13℃,加上上浮水体中藻类生物量低(叶绿素 a＜10mg/m3),藻类的光合作用减弱,水体复氧受到限制,使表层水体一直处于缺氧状态,24日后,随着气温的升高和水中还原物质的耗尽,水体溶解氧逐渐升高,水质逐渐恢复.

图8 2009年9～10月日均气温变化Fig.8 Variation of average daily temperature from September to October in 2009

资料表明,红枫湖水库从20世纪60年代建库至80年代末,水质较好,多为II类水质.90年代初期,由于流域工业的兴起和大面积投饵网箱养殖的发展,水体受到严重的污染,出现蓝藻水华等富营养化的现象,并于1994年首次发生了突发性的水质恶化事件,导致大面积网箱鱼死亡,至今类似事件不断发生[26].纵观多年的水质状况发现,10余年来,红枫湖水库一直处于中富营养-富营养的状态.需要特别指出的是该水库为深水水库,湖水的污染要远远滞后于沉积物的污染(这与太湖等浅水湖不同,浅水湖沉积物污染与湖水具有同步效应).也就是说,当红枫湖水库沉积物中富集有大量的有机质、氮磷等营养盐时,湖水水质可能较好.调查期间水质多数时期为中营养状态.而沉积物调查发现,红枫湖水库沉积物厚度在20～70cm,堆积沉积物干重约3×106t,表层沉积物中TP约0.3%,TN约0.7%,有机碳约6%,沉积物中有机污染达到严重的程度[29].分层期沉积物中的大量物质在缺氧状态下更易释放,从图6可知,通常分层期下层水体中氮磷较其他时期高,由于受水温分层的阻隔,未对上层水体产生严重影响.可是,当初秋发生水体垂直对流时,大量物质向上迁移则严重影响水质.水体富营养化(沉积物污染)对季节性水质恶化的影响更为直接.

消除红枫湖水库突发性水质恶化的根本措施需控制水库水体的富营养化.红枫湖流域工业污染已基本得到控制,城市污水、农业农村面源污染与流域岩溶生态退化水土流失是加剧红枫湖水体富营养化的主要成因.红枫湖水库氮磷质量比在8～104之间,磷是红枫湖水库的限制因子,控制磷的污染是关键.水体富营养化蓝藻水华不是简单的氮磷化学物质超标的环境污染问题,而是一个水生生态系统退化的表现.恢复重建健康清洁流域,提高流域水源涵养能力,削减流域氮磷有机质的入湖负荷,合理利用与保护水库资源是红枫湖水库富营养化控制的基本目标.对红枫湖等深水水库实施底泥生态疏浚控制内源污染需慎重考虑.国内外广泛采用的深水曝气可以做为水库突发性水质恶化应急控制的首选措施.其原理是通过增加水体DO含量、促进底泥降解、增加局部水域水体的流动性和交换性,破坏水体的分层结构.

4 结论

4.1 红枫湖水库是一个底层季节性缺氧,高氮、磷限制的水库,水体处于中富营养状态.

4.2 红枫湖水库水体为单循环混合模式,在4～9月呈弱的水温分层,水温的弱分层导致了水化学的显著分层.

4.3 红枫湖水库突发性水质恶化与水体分层失稳有关,发生过程可概括为在初秋季节,由于气侯的骤变,上下层水体发生等温对流,下层富集的还原物质及营养盐向上迁移,还原物质氧化消耗水中溶解氧,使水体缺氧,在缺氧和H2S等有毒物质的作用下,导致鱼虾等水生生物的死亡.

4.4 气温突降是水质恶化事件发生的诱因,而水体的分层是则是水质恶化的条件,富营养化是水质恶化的物质基础.防治水体富营养化是消除红枫湖水库突发性水质恶化的根本措施.

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Features of the water column stratification and the response of water quality of Hongfeng reservoir in Guizhou, China.

XIA Pin-hua, LIN Tao, LI Cun-xiong*, XUE fei, ZHANG Bang-xi, JIANG Yao (Guizhou Key Laboratory for Mountainous Environmental Information and Ecological Protection, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China). China Environmental Science, 2011,31(9)：1477～1485

To reveal the features of the water stratification and the response of water quality of Hongfeng reservoir, in Guizhou Province of China, main limnological variables including hydrological and environmental factors were observed 45 times, from August 2008 to October 2009, at five sampling stations. An event of water quality abruptly degeneration was discussed. The the thermal stratification was monomictic, which formed from April to September, but not strongly, which caused chemical stratification and affected water quality. The mean concentrations of chlorophyll-a, TP, TN, NH4+-N and SD were 13.6mg/m3, 0.063mg/L,1.22mg/L,0.347mg/L and 1.9m, respectively, indicating that the reservoir was meso-eutrophic. Dissolved oxygen was between 0.3 to 6.9mg/L during the stratification period, the rational of N/P was between 8 to 104,and mean that the reservoir was limited by phosphorus, but nitrogen, and hypolimnion seasonal anoxia.Seasonal deterioration of water quality was associated with the unsteady structure of water stratification, which was a result of vertical mixing when air temperature drawdown in eutrophyical Reservoir, and also was another manifestation of eutrophycation of deep water reservior in Guizhou Altiplano.

water column stratification；water quality；eutrophication；Hongfeng reservoir；Guizhou Altiplano

X524

A

1000-6923(2011)09-1477-09

2010-12-27

贵州省教育厅重点项目(20090040);贵州省社发攻关(SY[2010]3176);贵阳市重大专项(2009304);贵州省基金(20082239)

* 责任作者, 教授, kyyffs@163.com

① (2009年10月10～20日,红枫湖水库发生水质恶化事件,大部分水域溶解氧＜0.5mg/L,氮磷浓度是发生前的 3陪,水体发臭、野生鱼虾死亡.2008和2010年10月,大部分水域溶解氧在1～3mg/L,持续一段时间后自行缓解)红枫湖水库突发性水质恶化应急监测,贵州师范大学,2010年.

夏品华(1981-),男,贵州黔西人,讲师,硕士,主要从事水环境研究.发表论文20余篇.