河流線型對河流自凈能力的影響范文

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《環境保護科學雜志》2015年第一期

1分析指標和方法

2014年1月16日和22日，先后對各研究河段開展水質監測，用有機玻璃采水器采集河流中心線水面以下0.5m處水樣進行分析。采樣在晴天下進行，且采樣時段為旱季，能較好的排除因降雨而帶來的干擾。監測項目包括水溫、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等水質指標用美國xylem公司YSIEXO2多參數在線水質分析儀現場測定；懸浮微生物生物量采用磷脂法測定[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]，FDA液顯色分析[16]；各項水質指標的采樣、保存和分析方法均嚴格按照標準方法進行[17]。使用SPSSStatistics17.0處理所得數據，并用Origin9.0作圖。

2結果與分析

2.1各河段河流線型表征結果各研究河段的彎曲度與分形維數見表2。各研究河段的彎曲度和分形維數所反映的河流線型，與各河段的實際河流線型吻合，表明彎曲度和分形維數能較好的體現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河流線型對水質指標沿程削減率的影響

2.2.1研究河段水質指標分析結果各采樣斷面水質參數見表3。根據《中華人民共和國地表水環境質量標準》（GB3838-2002），各采樣斷面水質均屬于劣Ⅴ類水，主要超標項目有NH3-N，CODcr和TP。

2.2.2河流線型對直立式漿砌石擋墻河段水質指標沿程削減率的影響對水質指標沿程削減率R進行獨立樣本t檢驗，分析結果見表4。除CODcr、TOC和NO2-N外，各水質指標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變為沿程降低。水質指標沿程削減率的變化表明，河流線型對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增多，從而創造更多的生境[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不同護岸形式河段的自凈能力產生影響的作用機制不同。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，進而影響河流自凈能力；而對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，從而對河流自凈能力產生影響。

3結論

（1）河流線型對直立式漿砌石擋墻和格賓石籠擋墻兩種護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，蜿蜒程度越高的河段，其河流自凈能力也越高，因此河流生態修復工程應對河流線型予以重視。（2）在格賓石籠擋墻河段中，彎曲度和分形維數與TOC和DOC的沿程削減率有較強相關性，表明在格賓石籠擋墻河段中，河流線型對有機污染物的降解有顯著影響。（3）河流線型對不同護岸形式河段的自凈能力產生影響的作用機制不同。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：華南理工大學環境與能源學院廣州市水資源與水環境行業工程技術研究中心