在河流受到大量有机物污染时，由于微生物对有机物的氧化分解作用，水体溶解氧发生变化，随着污染源到河流下游一定距离内，溶解氧由高到低，再到原来溶解氧水平，可绘制成一条溶解氧变化曲线，称之为氧垂曲线。水体受到污染后，水体中的溶解氧逐渐被消耗，到临界点后又逐步回升的变化过程。需氧污染物排入水体后即发生生物化学分解作用，在分解过程中消耗水中的溶解氧。溶解氧的变化状况反映了水体中有机污染物净化的过程，因而可把溶解氧作为水体自净的标志。

如果以河流流程作为横坐标，溶解氧饱和率作为纵坐标，在坐标纸上标绘曲线，将得一下垂形曲线，常称氧垂曲线，最低点称临界点在一维河流和不考虑扩散的情况下，河流中的可生物降解有机物和溶解氧的变化可以用S-P(Streeter-Phelps)公式模拟。

概述图反应了耗氧和复氧的协同作用。图中a为有机物分解的耗氧曲线，b为水体复氧曲线，c为氧垂曲线，最低点Cp为最大缺氧点。若Cp点的溶解氧量大于有关规定的量，从溶解氧的角度看，说明污水的排放未超过水体的自净能力。若排入有机污染物过多，超过水体的自净能力，则 Cp点低于规定的最低溶解氧含量，甚至在排放点下的某一段会出现无氧状态，此时氧垂曲线中断，说明水体已经污染。在无氧情况下，水中有机物因厌氧微生物作用进行厌氧分解，产生硫化氢、甲烷等，水质变坏，腐化发臭。

氧垂曲线上，[DO]变化规律反映河段对有机污染的自净过程。这一问题的研究，对评价水污染程度，了解污染物对水产资源的危害和利用水体自净能力，都有重要意义。

有机物进行生物净化的过程中,复氧与耗氧同时进行,水中溶解氧含量即为耗氧与复氧两过程相互作用的结果。氧垂曲线反映了DO的变化：

在未污染前，河水中的氧一般是饱和的。污染之后，先是河水的耗氧速率大于复氧速率，溶解氧不断下降。随着有机物的减少，耗氧速率逐渐下降；而随着氧饱和不足量的增大,复氧速率逐渐上升。当两个速率相等时,溶解氧到达最低值。随后，复氧速率大于耗氧速率，溶解氧不断回升，最后又出现饱和状态，污染河段完成自净过程。可表示如下：

当耗氧速率 ＞ 复氧速率时，溶解氧曲线呈下降趋势；

当耗氧速率 = 复氧速率时，为溶解氧曲线最低点，即最缺氧点；

当耗氧速率 ＜ 复氧速率时，溶解氧曲线呈上升趋势

发生以上变化的原因来自水体复氧和耗氧两方面：

耗氧原因：

①有机物的生物氧化

②硝化作用：水中存在氨，硝化作用会消耗溶解氧。

③水底沉泥的分解。

④水生植物的呼吸作用。

⑤无机还原性物质的影响。

复氧原因：

①空气中的氧通过河流水面不断地溶入水中；

②水体中植物光合作用产生氧。