蒲河流域水环境质量时空变化特征及评价

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蒲河作为流经沈阳市的天然河流、蒲河新城最重要的生态景观水系,是社会必需水的重要供水水源地之一,在区域蓄水、防洪、改善园区生态环境、打造优美的历史人文景观等方面均具有举足轻重的作用。近年来,为治理蒲河流域水环境污染,提升流域水生态功能,沈阳市逐步加大精准治污和科学治污力度,建立问题清单,开展了蒲河水生态综合整治工程,修建了蒲河生态廊道并颁布日常管护办法,开挖了湖泊,建设了人工湿地,开展了河道拓宽疏浚、河道整治和护岸工程,厘清了治理责任,蒲河水质得到稳步改善。针对改善后的蒲河沈阳段水质现状进行科学全面的评价,直观展现该河段现期水质治理成果,确定河段水质下一步的整治重点,为河段水质治理工作提供数据支持和治理依据,对改善蒲河沈阳段水生态和推动区域生态文明建设具有重要意义。为此,在蒲河沈阳段流经的五个省份内依次选取一个省控/市控例行监测断面,收集整理2018-2022年五年间所选断面上各常规水质指标的逐月监测数据,以此为基础,分析评价该河段水环境质量时空变化趋势,掌握其水质变化规律。依次采用综合污染指数法、韦伯-费希纳评价法和主成分分析法作为研究手段,分析比较各方法的优缺点,选择最适合蒲河沈阳段水质的评价方法。研究结果表明:1.对蒲河沈阳段依次流经的五个监测断面进行水质评价发现,河段水质整体改善,各断面水质整体清洁率明显提升,河段水质治理工作取得阶段性进展。但各断面分指标评价显示,蒲河沈阳段水质污染尚未得到根治,仍存在污染反弹,以粪大肠菌群为主的微生物污染和以NH3-N为主的营养盐类污染将是未来蒲河沈阳段水质治理工作的发力重点。2.蒲河沈阳段各断面水质以兴国桥断面水质最优,赵家套断面、蒲河沿断面、后集体桥断面和郭大桥断面水质依次变差,即河段上游水质明显优于中下游水质,下游水质优于中游水质。上游兴国桥断面因位于棋盘山水库附近,水资源丰富,区县定居人口、农业和企业相对较少,对水资源的开发利用程度相对较低,水生态相对完好健康;中下游断面水质状况主要与城镇建设情况和区域经济发展状况挂钩,水质污染可能与工业污水及生活污水排河、淡水养殖废水排河和大量化肥农药使用相关,同时因地势平坦,水流量较小,水体自净能力也相对较差。3.蒲河沈阳段2018-2022年间主要存在四种污染类型:好氧有机物污染(COD、BOD5、高锰酸盐指数)、营养盐类污染(NH3-N和TP)、有毒有机物污染(氟化物)和微生物污染(粪大肠菌群)。不同断面的主要污染类型存在着空间差异,兴国桥断面以好养有机物污染和微生物污染为主,后集体桥断面以好氧有机物污染、营养盐类污染和微生物污染为主,郭大桥断面、赵家套断面和蒲河沿断面均以好养有机物污染、营养盐类污染、有毒有机物污染和微生物污染为主。4.分析三种水质评价方法的评价结果,主成分分析法能通过降维简化水质评价数据,但评价结果较综合污染指数评价法和韦伯-费希纳评价法更为保守,对优质和劣质水体的区分度小;综合污染指数法和韦伯-费希纳评价法的评价结果整体呈现出一定的相似性,水质分级更加细化,评价结果更加全面,但韦伯-费希纳评价法对各指标权重进行了明确的计算,评价结果灵敏度更高,所得评价结果更加准确,因此推荐选用韦伯-费希纳评价法进行水质评价。
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