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图 3 潘家口水库 2018 年各月氮、磷浓度过程
水温适宜，水体氮、磷等生源要素充足，藻类等浮游植物大量繁殖，表层大部分氮、磷被浮游植物
吸收进入生物体内，以有机态的形式存在，并随着生物体的死亡而下沉 ［34］ ，使得夏季表层氮磷浓度
降低。冬季藻类逐渐死亡，水库垂向完全混合，库表和库底掺混均匀，表层氮磷浓度回升。
3.2 氮磷的年际变化特征 长期以来水库仅监测库表水质，考虑水库热分层的影响，选取每年 1 月
初坝前监测数据代表前一年库区水质。同时，选取乌龙矶监测点每年各月监测数据的平均值作为当
年的入库水质。图 4 中显示了建库以来潘家口库区和入库监测点氮、磷浓度的年际变化。
2007 年以前库区 TP 浓度低于 0.05 mg/L，2007 年开始库区浓度升高，至 2015—2016 年库区 TP 浓度
达到建库以来最大值 0.37 mg/L；之后库区 TP 浓度逐渐下降，2018 年浓度降至 0.12 mg/L（图 4（a））。长
期以来库区 TP 浓度基本低于入库浓度，且二者变化趋势一致，库区 TP 浓度主要受来水影响。
库区氮主要以无机氮为主，硝酸盐、氨氮所占比例分别为 62%、26%，硝酸盐为主要存在形态。
库区 TN 浓度远低于入库浓度，年际变化小，年均浓度 4.4 mg/L（图 4（b））。其中库区氨氮浓度远小于
上游来水浓度，基本维持在地表 II 类水质要求的 0.5 mg/L 以内，年际变化小（图 4（c））；近 15 年库区
硝酸盐浓度年际变化小，年均浓度为 3.5 mg/L，主要受上游来水影响（图 4（d））。
3.3 氮磷的垂向变化特征 热分层期间垂向水质出现层化现象，为了分析潘家口水库氮、磷垂向变

化特征，本文在 2018 年热分层中后期（8 月、11 月）对坝前垂向水质进行监测（如图 5）。8 月表层 TP、
TN、硝酸盐浓度均略低于中下层；中间层 TN、硝酸盐浓度在 4 mg/L 左右，TP 和氨氮浓度在 0.05 mg/L
左右；底部 5 m 内 TP 和氨氮浓度略有升高，而硝酸盐浓度略有降低。11 月上层水体的氮磷浓度基本
保持不变，但底层水体 TP、氨氮浓度进一步升高，分别上升至 0.48 mg/L 和 0.21 mg/L，硝酸盐浓度出
现大幅度下降至 2.58 mg/L。
8 月和 11 月表层水体在水库季节性热分层及浮游植物生长的共同影响下，氮、磷浓度略有降
低，表层水体氮、磷比大于 40∶1，磷可能成为浮游植物生长的潜在限制因子 ［35］ 。8—11 月水库底部
TP、 氨 氮 浓 度 逐 渐 升 高 ， 主 要 是 由 于 沉 积 物 中 有 机 物 的 矿 化 分 解 ， 持 续 向 底 层 水 体 释 放 氨 氮 和
磷，并随着热分层的持续浓度逐渐累积 ［35］ 。热分层期间沉积物的耗氧过程使得底层 DO 浓度的逐渐
减低 ［35-36］ ，水库在 11 月热分层末期底层水体出现缺氧的现象 ［33］ ，缺氧水体发生反硝化反应消耗硝
酸盐 ［17，37］ ，这是潘家口水库底层硝酸盐浓度降低的主要原因。同时，底层水体缺氧会促进沉积物
的厌氧氨化以及铁、锰等氧化物的还原，氨化反应释放氨氮，铁、锰氧化物的还原释放出吸附的

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