静止水体溶解氧含量的日变化特征分析

静止水体中溶解氧的来源主要包括气—水界面氧气的溶解(表面复氧)、水生植物和藻类的光合作用放氧，氧的消耗主要包括水体中有机物的降解、水生生物的呼吸作用及底泥耗氧。有研究认为，静止水体中的溶解氧主要来源于水中浮游植物的光合作用，空气中的氧气溶解而进入静止水体的部分较少。

静止水体中溶解氧含量的日变化特征在不同天气条件下有显著的差异，静止水体中溶解氧含量的日变化[16]详见图4.1。晴天条件下的水中溶解氧含量(7：30—22：05平均为6.57mg/L)显著高于阴天条件下水中溶解氧含量(6：35—16：54平均为1.60mg/L)，且溶解氧的变化趋势也有显著的差异。在晴天条件下，随日照强度增加，水中溶解氧含量逐渐上升，且溶解氧含量增加速率也逐渐增大(图4.2和图4.3)，10：00—15：00时溶解氧含量增加速率达到最大值，之后呈下降趋势，这一结果与晴天早晨及傍晚光照较弱，正午光照最强相吻合；而在阴天条件下，水中溶解氧含量几乎不变(图4.1和图4.4)，这与阴天光照弱且无显著变化相吻合。

图4.1　静止水体中溶解氧含量的日变化[16]

(水中叶绿素含量为77.83mg/L条件下)

晴天溶解氧的最高值出现在约16：30，与光强不是同步的，可能是由于在中午水中的溶解氧未达到饱和，而在14：00左右，溶解氧已超出水中饱和溶解氧的量，在16：00达到水中溶解氧所能达到的最大值。日出前水中溶解氧含量则最低，在夜晚水中溶解氧主要来源是表面复氧，在水中溶解氧含量较低的条件下(2～3mg/L)，表面复氧速率只有0.00198mg/(L·min)(图4.5)，表面复氧对水中溶解氧含量的影响很小，溶解氧含量逐渐下降到早晨的3mg/L左右，说明仅依赖表面复氧是不能保证水中溶解氧含量平衡的。

图4.2　全日照晴天静止水体水溶解氧含量变化曲线(10：00—15：00)

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图4.3　静止水体水中溶解氧含量与光照强度的关系[16]

图4.4　排除光合放氧后静止水体水溶解氧含量变化(10：00—15：00)

图4.5　水面表面复氧曲线[16]

水中溶解氧的主要消耗途径是底泥耗氧[16](图4.6)，水中浮游植物的呼吸作用等对水中溶解氧含量的影响很小[16](图4.7)，而鱼虾等生物的呼吸作用所占的比例更小，故可忽略。

图4.6　静止水体底泥的耗氧曲线[16]

另外，在14：00—16：30阶段静止水体水中溶解氧含量高于该水温条件下饱和溶解氧浓度值，经多次重复测定证实，在光照强度较高时，水中溶解氧浓度确实会出现大于饱和溶解氧浓度值，即过饱和现象[16](图4.3)。当然，静止水体水中藻类光合放氧速率与藻类含量有关，在聂国朝[16]的试验条件下，水中叶绿素含a量为77.83mg/L，其藻类含量与光合放氧速率的关系有待进一步研究。