河流线型对河流自净能力的影响范文

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《环境保护科学杂志》2015年第一期

1分析指标和方法

2014年1月16日和22日，先后对各研究河段开展水质监测，用有机玻璃采水器采集河流中心线水面以下0.5m处水样进行分析。采样在晴天下进行，且采样时段为旱季，能较好的排除因降雨而带来的干扰。监测项目包括水温、pH、ORP、DO、TP、NH3-N、NO2-N、NO3-N、CODcr、TOC、DOC、Chlorophyll、BGA-PC、悬浮微生物的生物量和生物活性。水温、pH、ORP、DO、Chlorophyll和BGA-PC等水质指标用美国xylem公司YSIEXO2多参数在线水质分析仪现场测定；悬浮微生物生物量采用磷脂法测定[14]；悬浮微生物生物活性用荧光素双醋酸酯（FDA）水解酶活性表征[15]，FDA液显色分析[16]；各项水质指标的采样、保存和分析方法均严格按照标准方法进行[17]。使用SPSSStatistics17.0处理所得数据，并用Origin9.0作图。

2结果与分析

2.1各河段河流线型表征结果各研究河段的弯曲度与分形维数见表2。各研究河段的弯曲度和分形维数所反映的河流线型，与各河段的实际河流线型吻合，表明弯曲度和分形维数能较好的体现各研究河段的河流线型。直立式浆砌石挡墙河段河流线型蜿蜒程度为：磨碟沙涌东段<磨碟沙涌西段。格宾石笼挡墙河段河流线型蜿蜒程度依次为：裕丰涌<金紫涌<南派涌。

2.2河流线型对水质指标沿程削减率的影响

2.2.1研究河段水质指标分析结果各采样断面水质参数见表3。根据《中华人民共和国地表水环境质量标准》（GB3838-2002），各采样断面水质均属于劣Ⅴ类水，主要超标项目有NH3-N，CODcr和TP。

2.2.2河流线型对直立式浆砌石挡墙河段水质指标沿程削减率的影响对水质指标沿程削减率R进行独立样本t检验，分析结果见表4。除CODcr、TOC和NO2-N外，各水质指标沿程削减率均随河流线型蜿蜒程度增加得到显著提升。西段NO3-N的沿程削减率提高为东段的3.96倍（p<0.05）；而TP和NH3-N浓度的沿程上升趋势分别下降为东段的1/2.79（P<0.05）和1/4.30（P<0.05）；DOC、Chlorophyll和BGA-PC浓度由东段的沿程升高转变为沿程降低。水质指标沿程削减率的变化表明，河流线型对直立式浆砌石挡墙河段的河流自净能力有显著影响，且河流线型蜿蜒程度更高的河段具有更高的自净能力。

2.3不同河流线型下各河段悬浮微生物生物量和生物活性各河段悬浮微生物磷脂含量见图1和图2。磨碟沙涌东段和西段的悬浮微生物磷脂含量无显著性差异；而在格宾石笼挡墙河段中，河流线型蜿蜒程度最高的南派涌，其悬浮微生物磷脂含量是金紫涌的3.28倍（P<0.05）和裕丰涌的5.70倍（P<0.05）。各研究河段悬浮微生物FDA水解酶活性见图3和图4。河流线型蜿蜒程度越高的河段，悬浮微生物FDA水解酶活性也越高。在直立式浆砌石挡墙河段中，蜿蜒程度更高的磨碟沙涌西段是顺直的东段的1.55倍（P<0.05）。而在格宾石笼挡墙的河段中，蜿蜒程度最高的南派涌悬浮微生物FDA水解酶活性是金紫涌的1.07倍（P<0.05）和裕丰涌的1.15倍（P<0.05）。河流线型的蜿蜒性使河道中的水流形态增多，从而创造更多的生境[18]。通过分析具有不同河流线型河段的悬浮微生物生物量和生物活性，可以看出河流线型对不同护岸形式河段的自净能力产生影响的作用机制不同。在直立式浆砌石挡墙河段，河流线型通过影响河流中悬浮微生物的生物活性，进而影响河流自净能力；而对于格宾石笼挡墙河段，则是通过影响河流中悬浮微生物的生物量和生物活性，从而对河流自净能力产生影响。

3结论

（1）河流线型对直立式浆砌石挡墙和格宾石笼挡墙两种护岸形式河道的自净能力均有显著影响，在所考察河流线型蜿蜒程度范围内，蜿蜒程度越高的河段，其河流自净能力也越高，因此河流生态修复工程应对河流线型予以重视。（2）在格宾石笼挡墙河段中，弯曲度和分形维数与TOC和DOC的沿程削减率有较强相关性，表明在格宾石笼挡墙河段中，河流线型对有机污染物的降解有显著影响。（3）河流线型对不同护岸形式河段的自净能力产生影响的作用机制不同。在直立式浆砌石挡墙河道中，河流线型通过提高悬浮微生物的生物活性，进而提升河流自净能力；而在格宾石笼挡墙河段中，河流线型通过增加悬浮微生物的生物量和提高悬浮微生物的生物活性，从而提升河流自净能力。

作者：何嘉辉潘伟斌刘方照单位：华南理工大学环境与能源学院广州市水资源与水环境行业工程技术研究中心