千岛湖水体稳定度和热分层结构对溶解氧垂向分布的影响

基于2017年1月—2020年2月千岛湖大坝前水质高频监测数据与湖心区气象数据,使用Lake Analyzer(LA软件计算了水体稳定度指标(“施密特稳定度”和“浮力频率”)和热分层指标(“温跃层深度”和“温跃层厚度”),并与溶解氧垂向分布指标(“氧跃层深度”和“氧跃层强度”)结合分析。结果表明千岛湖存在时间长且稳定的热力分层和溶解氧分层,分层期为每年4—12月,根据结构变化可分为形成期(4—6月)、稳定期(7—9月)和减弱期(10—12月)三个阶段。水体稳定度指标、热分层指标和溶解氧垂向分布指标间相关分析结果表明:水体混合状态是影响溶解氧垂向分布的重要因素,湖体存在热分层则是氧跃层出现的根本原因,水体稳定度升高与热分层结构形成均阻碍溶解氧的垂向交换,促进氧跃层的形成。基于回归分析,发现温跃层深度与氧跃层深度具有良好的线性关系,拟合精度高(R2=0.81, N=25),说明在千岛湖可通过温跃层深度推断氧跃层态势。研究结果同时证明LA在千岛湖的可适用性,以及在其它湖泊的可推广性,提供了水体稳定度和热分层指标定量化计算的工具。