盐城市溶解氧的分布特征及影响因素浅析

夏 飞 张明明 高玉娟

（江苏省水文水资源勘测局盐城分局 江苏 盐城 224001）

水体溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个重要指标，也是水体水质的重要指标之一。因此，研究溶解氧的分布情况对水质保护与富营养化的治理非常重要。它的变化、饱和程度与空气中氧的分压、大气压、温度、流速、空气环流运动等密切关系。在水体内部影响其含量的因素主要有4个：曝气作用、光合作用、呼吸作用与废弃物的氧化作用。相关研究表明，低溶解氧有利于水体内的有毒物质的形成以及底泥营养元素的释放，导致水质恶化的加剧以及鱼类死亡。当水体的溶解氧下降到2mg/L，水体就发臭，当水中溶氧量低于0.15mg/L时,鱼就会窒息死亡。本文分析了盐城市2005年～2010年的溶解氧分布特征，初步探讨影响溶解氧分布的要素，有利于掌握盐城市水环境状况。

1 盐城市概况及资料

1.1 盐城市概况

盐城市地处江苏省苏北沿海中部，淮河流域尾闾，东临黄海。全境均为平原地貌，地势低平，起伏不大；境内河流众多，水网密布，河渠纵横。通榆河、串场河、灌河、废黄河、淮河入海水道、苏北灌溉总渠、射阳河、黄沙港、新洋港、斗龙港等“两纵九横”骨干河道贯穿全境。根据流域水系划分，废黄河以北属沂沭泗水系，废黄河及其以南属淮河水系。根据江苏省水资源分区，全市分为沂南区、渠北区、里下河腹部区、斗北区、斗南区5个四级区。

1.2 分析资料

本次分析站点选用盐城市水功能区68个全覆盖监测站点，空间分布分析资料系列为2005年～2010年，时间分布分析资料系列为1996年～2010年。

2 DO的分布特征及成因分析

2.1 DO的分布特征

2.1.1 DO的空间分布特征

盐城市冬春两季多年平均溶解氧变化范围为4.8mg/L～11.1mg/L，平均值为8.5mg/L。全市冬春两季溶解氧分布以苏北灌溉总渠为界，总渠以北地区溶解氧高于总渠以南地区，溶解氧的低值区出现在盐城市市区附近。总渠以北溶解氧变化趋势由东北向西南递减；总渠以南溶解氧含量总体变化不大，中部里下河腹部地区溶解氧较低，其南北两侧溶解氧较高。

全市夏秋两季多年平均溶解氧变化范围为2.8mg/L～9.0mg/L，平均值为5.6mg/L。其溶解氧分布仍然以苏北灌溉总渠为界，总渠以北地区溶解氧明显高于总渠以南，溶解氧的低值区出现在盐城市市区附近。总渠以北溶解氧变化趋势由东北向南西递减；总渠以南地区溶解氧变化趋势则以低值区为中心向外围递增。

对境内串场河、通榆河南北向河流和废黄河、灌溉总渠、射阳河、新洋港东西向河流的溶解氧进行分析。从图1可以看出总渠以北废黄河、灌溉总渠的溶解氧自西向东沿程基本无变化，而总渠以南射阳河、新洋港、通榆河、串场河均出现了“两头高、中间低”的凹形分布形态，可以看出盐城市溶解氧低值区应在里下河腹部中心地带，这与等值线分布基本一致。

图1 盐城市主要河流溶解氧沿程分布变化图

2.1.2 DO的时间分布特征

（1）DO的年际变化。

盐城市总渠以北地区溶解氧年均值变化幅度在7.1mg/L～10.0mg/L，平均值为8.7mg/L，总体略有增加；总渠以南地区溶解氧年均值变化幅度在5.6mg/L～8.1mg/L，平均值为6.7mg/L，总体略有降低。全市溶解氧的年际变化具有周期性，从图2可以看出，1998年～2001年为溶解氧下降期，2001年～2005年为上升期，2005年～2008年又转为下降期，变化周期约为4年。

图2 盐城市溶解氧年际变化曲线图

（2）DO的年内变化。

盐城市境内溶解氧的年内变化规律非常明显，冬季1月～2月份气温最低的时候溶解氧含量最高，至夏季8月份溶解氧含量达最低值，见图3。

图3 盐城市溶解氧年内变化柱状图

2.2 成因分析

盐城市苏北灌溉总渠以北属黄淮平原，地势从废黄河两岸向东北、东南倾斜，地面高程为▽4.0m～5.5m（废黄河口零点高程，下同）；苏北灌溉总渠以南属里下河平原，地势四周高、中间低，地面高程一般为▽1.6m～2.3m。由于地面高程相差较大，以苏北灌溉总渠为界形成了两个相互独立的水系，其来水水源也不相同。总渠以北地区主要为洪泽湖水，水质较好，溶解氧含量较高[1]；总渠以南地区主要为回归水和从泰东河引入的长江水，由于该地区河网密布，水流串通，水质较差，溶解氧含量较低。

天然水体中溶解氧的生成主要通过水面复氧和植物的光合作用，而溶解氧的消耗则存在有机物质氧化耗氧、细菌氧化有机氮和氨氮转化为硝酸盐和亚硝酸盐的耗氧[2]、生物的呼吸耗氧、河底腐烂层和通常的厌气物质消除的耗氧等多种方式。盐城市里下河腹部地区大部分河道为人工沟渠，标准较低，纳污能力不足，农业面源污染和生活污水的大量排入导致水体中氮含量较高，经多年监测，里下河腹部地区的总氮含量长期劣于Ⅴ类标准。而水体中氮含量较高，水体富营养化，在夏季里下河腹部地区河道水面覆盖着厚厚的浮萍，加之盐城市地处沿海，境内河流入海口均建有挡潮闸，受闸坝影响水流不畅，对水体水面复氧产生了不利影响，同时有机氮和氨氮转化为硝酸盐和亚硝酸盐的耗氧大大增加，导致里下河腹部地区溶解氧含量在夏季普遍较低。

表1 大气压为1013.25hPa下不同水温的饱和溶解氧值[5]

盐城市市区人口众多，工业发达，2010年末市区人口达89万余人，生活污水产生量约9万t/日，工业废水产生量约为6.8万t/日，目前仅有的城东污水处理厂日处理规模为10万t，大量污水得不到处理集中排放到河道中，导致溶解氧迅速降低，形成溶解氧低值区[3]。

盐城市溶解氧的分布特征还具有明显的季节变化。冬季1月份～2月份溶解氧最高，夏季8月份溶解氧最低。这主要是受温度影响的结果，一般来说，温度越高，溶解的盐分越大，水中的溶解氧就会越低，表1反映了天然水体中饱和溶解氧和温度的关系。同时温度是影响藻类生长的关键因子，冬季水温较低，溶氧量就随之升高[4]。

3 结论

（1）盐城市溶解氧分布在苏北灌溉总渠处存在明显的分界，总渠以北地区溶解氧明显高于总渠以南地区，溶解氧的低值区域出现在盐城市区附近。总渠以北地区溶解氧变化趋势由西北向南递减；总渠以南地区溶解氧变化趋势则以低值区为中心向外围逐渐递增。

（2）盐城市溶解氧的年际变化存在“升高——降低”的周期性特征，变化周期约为4年；年内变化规律非常明显，冬季1月份～2月份溶解氧含量最高，夏季8月份溶解氧含量达最低值。

（3）水系分布、污染物排放、水体富营养化、水文情势、温度等因素对盐城市溶解氧分布均有一定影响。其中，水系分布、污染物排放量、水体富营养化程度以及水文情势决定了溶解氧的空间分布，而温度则是溶解氧时间分布的关键因素。

[1]陈镇东,万政廉,王冰洁.湖泊中溶解氧极大值之成因[J].湖泊科学,1995,7(1)∶57-64.

[2]罗家海,珠江广州河段局部水体溶解氧低的主要原因分析[J].环境科学研究,2002,15(2)∶8-11.

[3]黄震,余静.长江芜湖段水体中溶解氧现状及其影响因素[J].安徽师范大学学报（自然科学版）,2005,28(3)∶348-351.

[4]曾春芬,黄文钰,王伟霞,朱广伟.天目湖溶解氧分布特征及环境影响因子[J].长江流域资源与环境,2010,19(4)∶445-450.

[5]张朝能.水体中饱和溶解氧的求算方法探讨[J].环境科学研究,1999,12(2)∶54-55.