河流線型對(duì)河流自凈能力的影響范文

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《環(huán)境保護(hù)科學(xué)雜志》2015年第一期

1分析指標(biāo)和方法

2014年1月16日和22日，先后對(duì)各研究河段開展水質(zhì)監(jiān)測(cè)，用有機(jī)玻璃采水器采集河流中心線水面以下0.5m處水樣進(jìn)行分析。采樣在晴天下進(jìn)行，且采樣時(shí)段為旱季，能較好的排除因降雨而帶來的干擾。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括水溫、pH、ORP、DO、TP、NH3-N、NO2-N、NO3-N、CODcr、TOC、DOC、Chlorophyll、BGA-PC、懸浮微生物的生物量和生物活性。水溫、pH、ORP、DO、Chlorophyll和BGA-PC等水質(zhì)指標(biāo)用美國xylem公司YSIEXO2多參數(shù)在線水質(zhì)分析儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定；懸浮微生物生物量采用磷脂法測(cè)定[14]；懸浮微生物生物活性用熒光素雙醋酸酯（FDA）水解酶活性表征[15]，F(xiàn)DA液顯色分析[16]；各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的采樣、保存和分析方法均嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行[17]。使用SPSSStatistics17.0處理所得數(shù)據(jù)，并用Origin9.0作圖。

2結(jié)果與分析

2.1各河段河流線型表征結(jié)果各研究河段的彎曲度與分形維數(shù)見表2。各研究河段的彎曲度和分形維數(shù)所反映的河流線型，與各河段的實(shí)際河流線型吻合，表明彎曲度和分形維數(shù)能較好的體現(xiàn)各研究河段的河流線型。直立式漿砌石擋墻河段河流線型蜿蜒程度為：磨碟沙涌東段<磨碟沙涌西段。格賓石籠擋墻河段河流線型蜿蜒程度依次為：裕豐涌<金紫涌<南派涌。

2.2河流線型對(duì)水質(zhì)指標(biāo)沿程削減率的影響

2.2.1研究河段水質(zhì)指標(biāo)分析結(jié)果各采樣斷面水質(zhì)參數(shù)見表3。根據(jù)《中華人民共和國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002），各采樣斷面水質(zhì)均屬于劣Ⅴ類水，主要超標(biāo)項(xiàng)目有NH3-N，CODcr和TP。

2.2.2河流線型對(duì)直立式漿砌石擋墻河段水質(zhì)指標(biāo)沿程削減率的影響對(duì)水質(zhì)指標(biāo)沿程削減率R進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，分析結(jié)果見表4。除CODcr、TOC和NO2-N外，各水質(zhì)指標(biāo)沿程削減率均隨河流線型蜿蜒程度增加得到顯著提升。西段NO3-N的沿程削減率提高為東段的3.96倍（p<0.05）；而TP和NH3-N濃度的沿程上升趨勢(shì)分別下降為東段的1/2.79（P<0.05）和1/4.30（P<0.05）；DOC、Chlorophyll和BGA-PC濃度由東段的沿程升高轉(zhuǎn)變?yōu)檠爻探档汀Ｋ|(zhì)指標(biāo)沿程削減率的變化表明，河流線型對(duì)直立式漿砌石擋墻河段的河流自凈能力有顯著影響，且河流線型蜿蜒程度更高的河段具有更高的自凈能力。

2.3不同河流線型下各河段懸浮微生物生物量和生物活性各河段懸浮微生物磷脂含量見圖1和圖2。磨碟沙涌東段和西段的懸浮微生物磷脂含量無顯著性差異；而在格賓石籠擋墻河段中，河流線型蜿蜒程度最高的南派涌，其懸浮微生物磷脂含量是金紫涌的3.28倍（P<0.05）和裕豐涌的5.70倍（P<0.05）。各研究河段懸浮微生物FDA水解酶活性見圖3和圖4。河流線型蜿蜒程度越高的河段，懸浮微生物FDA水解酶活性也越高。在直立式漿砌石擋墻河段中，蜿蜒程度更高的磨碟沙涌西段是順直的東段的1.55倍（P<0.05）。而在格賓石籠擋墻的河段中，蜿蜒程度最高的南派涌懸浮微生物FDA水解酶活性是金紫涌的1.07倍（P<0.05）和裕豐涌的1.15倍（P<0.05）。河流線型的蜿蜒性使河道中的水流形態(tài)增多，從而創(chuàng)造更多的生境[18]。通過分析具有不同河流線型河段的懸浮微生物生物量和生物活性，可以看出河流線型對(duì)不同護(hù)岸形式河段的自凈能力產(chǎn)生影響的作用機(jī)制不同。在直立式漿砌石擋墻河段，河流線型通過影響河流中懸浮微生物的生物活性，進(jìn)而影響河流自凈能力；而對(duì)于格賓石籠擋墻河段，則是通過影響河流中懸浮微生物的生物量和生物活性，從而對(duì)河流自凈能力產(chǎn)生影響。

3結(jié)論

（1）河流線型對(duì)直立式漿砌石擋墻和格賓石籠擋墻兩種護(hù)岸形式河道的自凈能力均有顯著影響，在所考察河流線型蜿蜒程度范圍內(nèi)，蜿蜒程度越高的河段，其河流自凈能力也越高，因此河流生態(tài)修復(fù)工程應(yīng)對(duì)河流線型予以重視。（2）在格賓石籠擋墻河段中，彎曲度和分形維數(shù)與TOC和DOC的沿程削減率有較強(qiáng)相關(guān)性，表明在格賓石籠擋墻河段中，河流線型對(duì)有機(jī)污染物的降解有顯著影響。（3）河流線型對(duì)不同護(hù)岸形式河段的自凈能力產(chǎn)生影響的作用機(jī)制不同。在直立式漿砌石擋墻河道中，河流線型通過提高懸浮微生物的生物活性，進(jìn)而提升河流自凈能力；而在格賓石籠擋墻河段中，河流線型通過增加懸浮微生物的生物量和提高懸浮微生物的生物活性，從而提升河流自凈能力。

作者：何嘉輝潘偉斌劉方照單位：華南理工大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院廣州市水資源與水環(huán)境行業(yè)工程技術(shù)研究中心