Assessment of Water Quality and Identification of Polluted Risky Regions Based on Field Observations & GIS in the Honghe River Watershed,China

Water quality assessment at the watershed scale requires not only an investigation of water pollution and the recognition of main pollution factors, but also the identification of polluted risky regions resulted in polluted surrounding river sections. To realize this objective, we collected water samplings from 67 sampling sites in the Honghe River watershed of China with Grid GIS method to analyze six parameters including dissolved oxygen (DO), ammonia nitrogen (NH₃-N), nitrate nitrogen (NO₃-N), nitrite nitrogen (NO₂-N), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP). Single factor pollution index and comprehensive pollution index were adopted to explore main water pollutants and evaluate water quality pollution level. Based on two evaluate methods, Geo-statistical analysis and Geographical Information System (GIS) were used to visualize the spatial pollution characteristics and identifying potential polluted risky regions. The results indicated that the general water quality in the watershed has been exposed to various pollutants, in which TP, NO₂-N and TN were the main pollutants and seriously exceeded the standard of Category III. The zones of TP, TN, DO, NO₂-N and NH₃-N pollution covered 99.07%, 62.22%, 59.72%, 37.34% and 13.82% of the watershed respectively, and they were from medium to serious polluted. 83.27% of the watershed in total was polluted by comprehensive pollutants. These conclusions may provide useful and effective information for watershed water pollution control and management.     

七项河流附着硅藻指数在东江的适用性评估

综合运用因子分析、聚类分析、箱型图分析等统计方法评估了河流附着硅藻生物指数(Biological Diatom Index,IBD)、硅藻营养化指数(Trophic Diatom Index,TDI)、斯雷德切克指数(Sládecˇek’s Index,SLA)、特定污染敏感指数(Specific Polluosensitivity Index,IPS)、硅藻属指数(Generic Diatom Index,IDG)、戴斯指数(Descy Index,DESCY)和欧盟硅藻指数(European Economic Community Index,CEE)在东江流域河流水质评价中的适用性。结果显示:SLA与IPS,CEE显著相关(P<0.05),CEE与TDI不相关,其余指标间均极显著相关(P<0.01)。SLA与13项水质理化指标均无相关性,TDI与含氯度(Cl)显著负相关,CEE与溶解氧(DO)、电导率(Cond.)、总氮(TN)显著正相关(P<0.05),其余指标与氨氮(NH4-N)、pH不存在线性相关,与五日生化需氧量(BOD5)、高锰酸盐指数(CODKMnO4)、亚硝氮(NO2-N)、硝氮(NO3-N),总磷(TP)具极显著相关性(P<0.01)。13项水质理化指标中主成分负荷贡献大于50%的八项理化参数DO、BOD5、CODKMnO4、TN、NO3-N、NO2-N、TP和SiO2将试验区水质分为四组。IPS、IBD、IDG和CEE与水质物化分类一致性较好。IPS、IBD、IDG和CEE的逐步判别分析(引入P=0.20,剔除P=0.25)显示IPS和CEE都只选出了NO2-N,分类判别的正确率分别为55.6%和48.1%;IBD引入了NO2-N,CODKMnO4和DO 3个解释变量,判别正确率74.1%;IDG引入BOD5和NO3-N两个变量,分组正确率63.0%。硅藻群落聚类显示,IBD和IDG在水质物化分类的箱型图中呈现出明显合理的趋势。以上研究表明IBD和IDG硅藻指数最适合用于东江河流水质生物监测与评价。     

Study on ecological protection and rehabilitation technology of a reservoir-type water source in the northeastern region of China

ABSTRACT

Surface water is the main source of water for human life and production. The quality of water affects living conditions and the overall health of people. Ecological protection and restoration engineering technology, combining ecological revetment and an ecological floating bed, is applied to a selected shallow beach experimentation area of a reservoir water source area in Northeast China. According to local conditions, the ecological revetment plants were identified as Goosegrass, sedges, and water grasses, and other local species of Polygonum hydropiper bagen, reeds, and bulrushes were identified as ecological floating bed plants. Regular monitoring of water quality in the experimentation area and a control area showed that the ecological protection and restoration technology can effectively reduce the concentrations of BOD₅ (five day biochemical oxygen demand), COD (chemical oxygen demand), TN, NH₃-N, NO₃^?-N, TP, TDP, Mn, Zn, Fe, Pb, total coliforms, and other indicators of surface water in the experimentation area. The BOD₅, COD, Max TN, NH₃-N, NO₃^?-N, TP, and TDP reduction rates were 84.76%, 57.14%, 86.76%, 83.78%, 89.26%, 94.02%, and 95.89%, respectively, with the implementation of water pollution prevention and the purifying shoal.     

绿色屋面降雨径流水质及消减污染负荷研究

2011年5月至11月对12场降雨时段的屋面径流和干湿沉降进行采样监测,比较了屋面径流(绿色屋面和沥青屋面)、干湿总沉降和降雨中污染物的浓度和污染负荷,并运用多元统计方法分析了降雨特征对绿色屋面径流水质的影响。结果表明,从径流水质层面上分析,绿色屋面是总悬浮物(TSS)的汇,对p H值有较好的中和作用,对于总磷(TP)、溶解态铜(DCu)和溶解态锌(DZn)是非源非汇,是电导率(EC)、总氮(TN)、氨态氮(NH+4-N)、硝态氮(NO-3-N)、化学需氧量(COD)、5日生化需氧量(BOD5)和溶解态铅(DPb)的源;从污染负荷的角度分析,绿色屋面是NH+4-N、TSS和BOD5的汇,对于TN、DPb、DCu、DZn、TP和COD是非源非汇,是NO-3-N的源;与控制屋面相比,绿色屋面可以消减TSS、TP、BOD5、COD、NH+4-N、DZn和DPb的污染负荷,分别消减了90.53%、49.38%、41.31%、36.48%、35.45%、28.27%和14.20%;但是增加了NO-3-N和TN的污染负荷,分别增加了821.02%和275.48%;绿色屋面径流污染物的浓度与降雨量、降雨历时和降雨强度呈负相关关系,而与降雨间隔呈正相关关系。研究结果为绿色屋面的科学设计及正确评价绿色屋面对径流水质的影响提供依据。     

桥边河大型底栖动物生境适宜性

构建精度高,适用性强的水生生物生境适宜性评价模型,为河流生境质量评价和生境修复提供理论依据。以长江一级支流桥边河为例,采用典范对应分析和独立性分析,筛选出影响桥边河大型底栖无脊椎动物优势种河蚬生境质量的关键化学因子和物理因子,利用广义加性模型与多项式拟合模型构建生境因子与生物选择的关系。结果表明：（1）影响桥边河河蚬生境质量的主要因子为COD_Mn、TN、DO、Tur（浊度）和Dep（水深）;其中COD_Mn、TN、Tur、Dep与大型底栖无脊椎动物分布成负相关,DO与大型底栖无脊椎动物分布成正相关;（2）桥边河流域河蚬的最适宜COD_Mn含量为1.228 mg/L,最适宜TN含量为0.269 mg/L,最适宜DO含量为11.170 mg/L,最适宜Dep为0.3 m,最适宜Tur为1.130 NTU。（3）线性拟合情况下两种方法均适用;非线性拟合情况下广义加性模型较优于传统多项式拟合模型,且GAM模型在处理离散程度大的数据集时,可以很好的规避多项式拟合过程中出现的过拟合现象。研究显示,运用GAM模型可以更加精确、合理的模拟生境因子与生物选择之间的关系。     

赣江流域土地利用方式对河流水质的影响

赣江是鄱阳湖的最大支流,是鄱阳湖水污染物的主要来源,查明流域土地利用方式对赣江水质的影响和鄱阳湖的水环境保护具有重要意义。基于2012年对赣江7个主要支流NH+4-N、TP、CODMn和DO浓度的每月测定结果,通过不同空间尺度和土地类型等级划分,利用相关分析和冗余分析研究土地利用方式对赣江流域河流水质的影响。研究结果表明,子流域的土地利用方式对TP的影响大于缓冲区;对CODMn的影响在丰水期大于缓冲区,在枯水期小于缓冲区;对NH+4-N的影响在丰水期与缓冲区接近,在枯水期小于缓冲区;DO受土地利用方式的影响较小。水田中的丘陵水田是赣江水体TP和丰水期CODMn的主要来源;平原水田是枯水期CODMn的主要来源。居民建设用地中的城镇用地是赣江水体TP、NH+4-N和丰水期CODMn的主要来源,农村用地是CODMn的主要来源。水域中的水库坑塘是赣江水体TP和丰水期NH+4-N、CODMn的主要来源。     

两类水质综合评价方法的特点及其在河流水环境管理中的作用

河流水质恶化已成为严峻的环境问题,针对河流开展水质综合评价对河流水环境管理具有重要意义。依据不同的评价目标,选择合理的综合评价的评估标准成为河流水质评价中重要的问题之一。通过基于期望值和阈值的水质健康综合评估法(ETI)和水质质量指数(WQI)两种水质综合评价方法对"引滦入津"工程重要水源地伊逊河水质进行评价,结果显示:1)伊逊河水质ETI评估结果为良好等级,WQI评估结果为一般等级;2)伊逊河采样点水质在ETI评价中分布于4个等级,WQI仅分布于2个等级;3)伊逊河自上游至下游水质显著降低,特别是ETI评估中由优秀等级转变为差等级;4)ETI和WQI评估结果显示极显著相关性(R=0.951,P0.01);5)通过逐步多元回归,ETI评估结果的主导因子是DO、EC、SS、BOD_5和TP(P0.05),WQI评估结果的主导因子是DO、SS、BOD_5、TP、TN和NH_3-N(P0.05)。进一步分析表明伊逊河水质恶化与其流域内土地利用情况密切相关。在河流水环境管理中,ETI作为一种水质相对值评估方法,能更好体现流域内水质差异的区分度,便于管理者迅速定位流域内亟需治理的河流或河段,同时能够根据河流自身特征制定管理目标,可作为河流管理绩效评估的有效手段;而WQI作为一种水质绝对值评估方法,更适用于河流水质时间变化评估,对河流经长期治理后的管理效果评价起到重要作用。     

洱海入湖河流弥苴河下游氮磷季节性变化特征及主要影响因素

入湖河流携带污染物对洱海水环境的影响日益明显,对洱海入湖水量最大的河流——弥苴河下游水体氮磷进行了连续采样分析,以期为河口湿地建设和水质改善提供基础数据.结果表明:1)弥苴河水质介于地表水Ⅲ-Ⅴ类之间,主要污染物为氮和磷,其中总氮平均浓度为1.17 mg/L,最高浓度达到2.00 mg/L;总磷平均浓度为0.06 mg/L;2)弥苴河下游总氮、总磷浓度丰水期高于枯水期,并呈现出季节性变化规律;3)弥苴河下游水体总氮、总磷年均浓度远高于洱海水体总氮、总磷年均浓度,其中总氮高出2.10倍,总磷高出2.90倍;4)弥苴河下游河段非点源污染占据主导地位.     

广东大中型供水水库的氮污染与富营养化分析

20 0 0年丰水期和枯水期对广东大中型水库的氮污染和富营养化现状进行了调查。结果表明 ,在调查的 2 0个大中型供水水库中 ,水质现状总体较好 ,70 %的水库处于中营养状态以下 ,30 %的水库开始出现富营养化现象。水库的总氮浓度普遍偏高 ,氮污染成为水库富营养化的重要原因。水库的总氮和DIN浓度存在地区性差异和季节性差异。枯水期水库的总氮及DIN浓度与叶绿素a的相关性极显著 ,而丰水期则无明显相关性。NO3 N是水体无机氮的主要组成部分 ,平均占DIN的 72 6 % ,而水库的NH3 N含量明显低于NO3 N ,平均占DIN的2 5 5 %。NO2 N的含量一般很低。水库的总氮、DIN和有机氮含量是判断水库营养状态的重要指标 ,而NO3 N和NH3 N在DIN中所占比例则是推测污染物来源的重要依据     

广东省水质现状及驱动因素

水质现状评估及其驱动因素分析是实现水生态保护、水资源利用和水污染治理的关键,对于水生态系统的可持续发展具有重要意义。以广东省七大流域为研究区,基于2019-2020年间的溶解氧（DO）、透明度（SDD）、悬浮物（SPM）、叶绿素a （Chla）、氨氮（NH₃N）、总氮（TN）、总磷（TP）7个指标的水质监测数据,综合运用单因子指数法（SI）和综合水质指数（WQI）评价方法,分丰水期（N=66）和枯水期（N=54）评估研究区的水质现状,并探讨水质参数与地形、气象、社会经济和土地覆被类型等驱动因素之间的相关关系。SI评估结果显示广东七大流域主要以工业污水、农业面源等造成的Chla和TN浓度超标、部分水体富营养化严重为主,同时伴有溶解氧浓度偏低的问题;WQI评估结果显示研究区有57%以上的采样点属于中等以下水质。Chla、SPM、NH₃N和TP浓度具有显著的季节和驱动因素差异：丰水期的Chla和TP浓度低于枯水期,但SPM和NH₃N浓度高于枯水期。枯水期DO、TN和WQI的显著性影响因子为丰水期的1/3左右;这种季节差异可能是流域内降雨、营养盐负荷和土地覆被类型导致的复杂地表径流及面源污染所致。珠江三角洲河网区、粤西诸河、韩江下游以及粤东诸河练江流域的水质问题突出。未来水生态系统的可持续发展研究可以借助长时间序列、多频次、高分辨率的遥感监测手段和多种数值模拟方法以及常规水质评估模型,探讨气候变化、河岸带产业结构和流域土地利用方式对面源污染的影响,以进一步厘清降雨强度、三产结构和土地利用方式转变对区域水质变化的影响。     

长江上游坡地景观特征对河流水质的影响

景观组成及景观格局特征决定了污染物的来源和地表景观的拦截消纳潜力，地表坡降会加剧土壤侵蚀，坡地景观特征是影响河流水质的重要因素。研究基于长江上游重庆段2015年水质监测数据和30 m空间分辨率土地利用数据，提取河岸带100 m、200 m、300 m、500 m、1000 m和子流域6种空间尺度上景观格局和景观组成，并进一步将景观组成分为总地类、缓坡地类和陡坡地类三种不同坡度尺度，再采用相关分析和冗余分析（RDA）等方法定量探讨了坡地景观特征（坡地景观组成、景观格局）对河流水质的多时空尺度影响。结果表明：坡地景观特征对2015年长江上游重庆段河流水质的影响具有空间尺度效应；坡地景观特征对河流水质的影响在河岸带尺度强于子流域尺度，其中关键尺度为河岸带100 m至300 m，最有效尺度为河岸带200 m。坡地景观特征影响水质的季节差异随空间尺度不同而变化，在河岸带100 m至300 m尺度为汛期强于非汛期，在河岸带1000 m尺度相反，在子流域尺度无季节差异。建设用地面积比与溶解氧（DO）和高锰酸盐指数（COD_Mn）正相关，耕地面积百分比与氨氮（NH₄⁺-N）参数正相关，两者为水质污染"源景观"，且缓坡耕地对水质的解释率高于总地类耕地；林地与水质参数呈负相关，对缓解水质恶化具有积极作用；集聚度（COHESION）、聚合度（AI）指标与NH₄⁺-N参数及斑块密度（PD）、边缘密度（ED）与DO、COD_Mn参数均呈正相关。在集水区尤其是河岸带300 m范围内，严格把控建设用地污水收集与处理，种植河岸带防护林，采取横坡耕种方式，并通过优化景观结构（如种植植物篱）以增强景观拦截力以减少污染物的集中输出，从而改善河流水质。     

辽河流域辽宁段水环境演变与流域经济发展的关系

以流域为单元进行社会经济发展与环境保护调控,是实现可持续发展的有效途径,因此以流域为单元开展社会经济发展与水环境变化相互作用的研究方兴未艾。运用多元线性回归分析,选取社会经济指标(第一产业生产总值、第二产业生产总值、年末总人口)为自变量,水质指标(化学需氧量、氨氮浓度)为因变量定量研究了2001—2010年辽河水环境演变与流域内社会经济发展之间的关系;并采用经济增长指标(人均GDP)、水环境指标(化学需氧量、氨氮浓度)作为模型中指标,进行了环境库兹涅茨曲线模拟与分析。根据研究结果推断:第二产业生产总值、人口是影响辽河水质化学需氧量浓度变化的社会经济重要因素,影响氨氮浓度变化的因素众多;辽河流域经济增长与水环境之间的关系曲线不完全符合典型的库兹涅茨曲线特征。随着经济快速增长,应在开展工业点源污染达标排放控制的同时,加强农业面源污染的治理力度。     

桂江流域附生硅藻群落特征及影响因素

研究了桂江流域水质、土地利用、地理因素对河流附生硅藻群落的影响。结果显示,桂江流域电导率(Conductivity,Cond.)由下游至源头呈降低趋势,其它水质参数变化趋势不明显。主成分分析(Principle Component Analysis,PCA)显示前两个主成分共解释了56.2%的水质特征,第一轴反映了氨氮(NH4-N)、硝氮(NO3-N)、总氮(Total Nitrogen,TN)的变化梯度,第二轴反映了水温(WT)、pH、Cond.、溶解氧(Dissolve Oxygen,DO)的变化梯度。桂江流域硅藻特定污染敏感指数(Specific PolluoSensitivity Index,IPS)和硅藻生物指数(Biological Diatom Index,IBD)下游低于源头,差异不显著,与多项水质、土地利用以及地理因子呈线性显著相关。24个样地共发现112种硅藻,丰富度大于5%的37种,丰富度最大的几个种类依次为Achnanthidium minutissimum,A.pusilla,A.tropica,Cymbella laevis。对应分析(Corresponding Analysis,CA)显示桂江流域存在3个差异较大的硅藻群落,流域下游以Nitzschia recta为优势种,A.lanceolata、Amphora montan、Planothidium frequentissimum在中下游丰度较高,上游区域种类较多。典型相关分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)排序前两轴解释了硅藻群落变异程度的28.60%,CCA排序轴1与水质(Cond.、WT、NH4-N、NO3-N、TN)和土地利用(城市面积、农田面积、植被覆盖)显著负相关,与地理因素(流域面积、海拔、坡度)显著正相关,第二轴与浊度(NTU)显著正相关(P<0.05)。偏典型相关分析(Partial CCAAnalyses)显示,土地利用、地理因子、水质分别解释了桂江流域硅藻群落变异的7.20%,17.50%,48.50%。结果表明,桂江流域附生硅藻群落结构是水质、地理因子和土地利用共同作用的结果,水质起决定性作用,电导和不同形态的氮是影响附生硅藻群落结构的主要水质因素。     

城镇化流域“源-汇”景观格局对河流氮磷空间分异的影响——以天津于桥水库流域为例

随着流域城镇化的加速,流域城镇化景观格局对流域水质的影响逐渐加剧。以城镇化趋势明显的于桥水库流域为例,基于流域"源-汇"景观特征指数,并结合于桥水库流域2013、2014和2015年33个子流域的水质数据,采用空间分析、相关分析和冗余分析等方法,探讨了在城镇化影响下,于桥水库流域景观特征指数和水质指标的定量关系。结果表明:整个流域从上游到下游呈现"汇"景观面积减小,"源"景观面积增大的趋势,居民建设用地面积比在中下游子流域达34.6%,"汇"型景观中林地面积为33.5%;景观空间负荷对比指数(LWLI)全局Moran′s I的值为0.637,P0.01,在空间上存在趋于集群的现象,LWLI高-高聚集区与城镇化集中区域具有一致性。LWLI与流域氮、磷空间分布存在极显著的相关性,平水期TN与LWLI的复相关系数R_2为0.811,丰水期LWLI与TP的复相关系数R_2为0.741;子流域所有水质参数NH_4~+-N、TN、NO_3~--N、TP及LWLI均集中在同一象限,与其它景观特征指数相比,LWLI对河流中氮、磷的影响最大。城镇居民用地与水质指标存在极显著的相关性,是流域水质污染重要的贡献源。流域城镇化发展中,建议提高村镇的景观连通性,便于污染物集中处理,同时增加林地、草地面积,改善流域的生态水文功能。     

Design and performance of a filtration-adsorption pool train and drawing water system for small urban recreational water pollution control

A filtration-adsorption pool train (FAPT) and drawing water (DW) system was developed to control the small urban recreational water pollution at a senior hotel in Shanghai, China. The results from one year of operation indicated that the system had successfully achieved the water quality objectives: compared with the water quality before the treatment system worked, the average concentrations of SS, COD_Mn, BOD₅, NH₃-N, TP and Chla were reduced by 79%, 39.5%, 45%, 36%, 44.3% and 70%, respectively, and DO and transparency were improved by 27% and 134%, respectively. The customers enjoyed a recreational, aesthetic and educational amenity along the ring pond. Therefore, it was conducted that the FAPT-DW system was an effective measure for small recreational waters, especially in urban areas with limited land resources.     

流溪河流域景观空间特征与河流水质的关联分析

人类活动影响或改变流域景观空间结构,并有可能对河流水质产生不同程度的影响,以流溪河流域为研究区,分析流域景观空间格局特征与水质指数之间的相关关系。将流域划分为27个子流域,采集水样分析水质状况,所选用的水质指标有氨氮(NH3-N)、硝态氮-亚硝态氮(NO3-N+NO2-N)、总磷(TP)、化学需氧量(CODCr)。结果表明:1)该流域土地利用结构与水质具有显著相关性,其中居住用地对水质的影响作用最强,林地对河流水质具有净化功能,与水质指标之间的关系表现为负相关,园地与水质指标关系具有不确定性;2)流域景观特征从上游到下游之间表现为城市化增强的梯度,水质状况响应这个梯度变化表现为上游优于下游,人类活动及城市化发展引起的土地利用变化及土地管理方式对水质变化有显著影响;(3)景观破碎度与水质呈现显著正相关性,是影响水质的重要指标,景观聚集程度和斑块形状复杂程度与水质有负相关关系;子流域尺度和河岸带尺度景观空间特征对水质的影响差异不明显。     

Enhanced denitrification and organics removal in hybrid wetland columns: comparative experiments

This study investigated three lab-scale hybrid wetland systems with traditional (gravel) and alternative substrates (wood mulch and zeolite) for removing organic, inorganic pollutants and coliforms from a synthetic wastewater, in order to investigate the efficiency of alternative substrates, and monitor the stability of system performance. The hybrid systems were operated under controlled variations of hydraulic load (q, 0.3-0.9 m³/m² d), influent ammoniacal nitrogen (NH₄-N, 22.0-80.0 mg/L), total nitrogen (TN, 24.0-84.0 mg/L) and biodegradable organics concentration (BOD₅, 14.5-102.0 mg/L). Overall, mulch and zeolite showed promising prospect as wetland substrates, as both media enhanced the removal of nitrogen and organics. Average NH₄-N, TN and BOD₅ removal percentages were over 99%, 72% and 97%, respectively, across all three systems, indicating stable removal performances regardless of variable operating conditions. Higher Escherichia coli removal efficiencies (99.9%) were observed across the three systems, probably due to dominancy of aerobic conditions in vertical wetland columns of the hybrid systems.     

松花江哈尔滨段浮游植物群落格局及其与环境因子的相关性

松花江是黑龙江在我国境内的最大支流,流经吉林、黑龙江两省。松花江哈尔滨段是哈尔滨市工农业生产与生活用水的重要水资源,近年来由于人类活动的频繁影响,水体质量有所下降。鉴于此,于2018年春、夏、秋三季(4月、8月和10月),在松花江哈尔滨段设置14个采样点,对电导率、总氮和总磷等理化指标进行测定,同时对其浮游植物群落结构及环境因子相关性进行研究。利用群落相似性分析(ANOSIM)探讨浮游植物群落时空分布差异;通过SIMPER分析筛选出影响群落时空格局的关键物种。基于优势种和10项理化指标的冗余分析(RDA)揭示了浮游植物群落生态分布特征并对关键影响因子进行识别。研究结果表明,调查期间共鉴定浮游植物136种,其中优势种15种,群落结构主要以硅藻门和绿藻门的物种构成。松花江哈尔滨段浮游植物群落结构与过去10余年间相比较为稳定。ANOSIM和SIMPER分析表明,季节变化和人为活动干扰对浮游植物群落时空格局具有一定驱动作用,蓝藻门物种的空间分布活动干扰影响明显。RDA分析表明,浮游植物分布特征与水环境时空异质性关系密切,驱动松花江哈尔滨段浮游植物群落时空分布的主要水环境因子为电导率、总磷、浊度和pH。     

城市景观组分影响水质退化的阈值研究

运用景观格局与水质监测方法评价城市景观变化对河流水质的影响,是当前景观格局-效应研究的热点问题.为实现城市发展目标与水环境保护目标的统一,需要科学判断城市景观变化对水质的影响程度与范围,特别是以城市不透水表面为代表的景观组分变化,是目前水质退化研究中的核心对象,而对水质退化的景观阈值研究目前尚存争论.基于截面数据进行统计分析,构建阈值判定方法,选择深圳市为案例研究区,研究快速城市化地区的河流水质退化的景观阈值水平.结果表明,在深圳市,河流缓冲区宽度为100-200 m时,景观变化对水质显著性影响最高(P＜0.001).缓冲区内,景观变化与耗氧、营养盐等类指标呈指数关系,具有显著性,是这类指标变化的最主要影响因素;同时,景观变化与有毒物质及重金属等类指标呈指数关系,具有显著性,但并非这类指标变化的最主要因素.影响水质退化的不透水表面比例阈值水平介于38.2％-50％之间,最小阈值水平为38.2％,即当流域缓冲区内不透水表面百分比超过38.2％时,河流水质显著退化.     

Impact of Yangtze River Water Transfer on the Water Quality of the Lixia River Watershed,China

To improve water quality and reduce the negative impacts of sudden inputs of water pollution in the Lixia River watershed, China, a series of experimental water transfers from the Yangtze River to the Lixia River were conducted from 2 December 2006 to 7 January 2007. Water samples were collected every six days at 55 monitoring sites during this period. Eight water parameters (water temperature, pH, dissolved oxygen (DO), chemical oxygen demand (COD), potassium permanganate index (COD_Mn), ammonia nitrogen (NH₄ ⁺-N), electrical conductivity (EC), and water transparency (WT)) were analyzed to determine changes in nutrient concentrations during water transfers. The comprehensive pollution index (Pi) and single-factor (Si) evaluation methods were applied to evaluate spatio-temporal patterns of water quality during water transfers. Water quality parameters displayed different spatial and temporal distribution patterns within the watershed. Water quality was improved significantly by the water transfers, especially for sites closer to water intake points. The degree of improvement is positively related to rates of transfer inflow and drainage outflow. The effects differed for different water quality parameters at each site and at different water transfer times. There were notable decreases in NH₄ ⁺-N, DO, COD, and COD_Mn across the entire watershed. However, positive effects on EC and pH were not observed. It is concluded that freshwater transfers from the Yangtze River can be used as an emergency measure to flush pollutants from the Lixia River watershed. Improved understanding of the effects of water transfers on water quality can help the development and implementation of effective strategies to improve water quality within this watershed.