CN105259873A

CN105259873A - 水生态保护监控的方法

Info

Publication number: CN105259873A
Application number: CN201510628723.0A
Authority: CN
Inventors: 叶子军
Original assignee: Sichuan Xinmiao Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: MIANYANG LIANGGU CONSTRUCTION ENGINEERING Co.,Ltd.
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2035-09-28
Also published as: CN105259873B

Abstract

本发明公开了一种水生态保护监控的方法，包括水质监控：先水质采样，然后通过实验分析检测得到氮、磷营养盐含量，以及叶绿素a含量；沉积物监控：根据沉积物的性状、特点、水生植物的分布情况及水体底质面积的大小对底质进行分区采样，将样品在阴凉通风处风干，并磨细过筛，用实验分析得到氮、磷、有机碳的含量；高等水生植物监控：通过现场勘测，记录其中各种水生植物的生物量及长势，并计算出其所占比例，统计得到覆盖率，以及得出水生植物覆盖度分布图。本发明的一种水生态保护监控的方法，能够实时对水环境各指标进行监控，并将监控结果分析及预测，从而能及时的对发生异常情况进行处理。

Description

水生态保护监控的方法

技术领域

本发明涉及水环境治理技术领域，具体涉及一种水生态保护监控的方法。

背景技术

水环境是指自然环境的一个重要组成部分，水环境是水的形成、分布和转化所处空间的环境，是指周围人群空间及可直接或间接影响人类生活和发展的水体。随着我国社会的不断发展，工业废水和生活废水已经直接影响到水环境的安全。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种水生态保护监控的方法，用于水环境各指标的监控。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种水生态保护监控的方法，它包括：

水质监控：先水质采样，然后通过实验分析检测得到氮、磷营养盐含量，以及叶绿素a含量；

沉积物监控：根据沉积物的性状、特点、水生植物的分布情况及水体底质面积的大小对底质进行分区采样，将样品在阴凉通风处风干，并磨细过筛，用实验分析得到氮、磷、有机碳的含量；

高等水生植物监控：通过现场勘测，记录其中各种水生植物的生物量及长势，并计算出其所占比例，统计得到覆盖率，以及得出水生植物覆盖度分布图；

鱼类监控：通过人工捕捞、以及采用样统计的方式，分析得到鱼类种群结构与生长状况；

底栖动物监控：通过采用样方统计法，人工现场勘测；得到底栖动物品种及结构，生物量；

以及采集浮游动物、浮游植物，监控其数量。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

根据本发明的一个实施方案，所述水质监控还包括对pH、透明度、水温指标的监控。

根据本发明的另一个实施方案，所述水质监控：

1)当水体叶绿素a含量达到10mg/m³以上时，甚至有明显藻类悬浮或岸边角落有明显藻类富集，为了控制藻类爆发，可每日检测一次；若出现“水华”现象，每日检测一次，直到“水华”现象消失；

2)当水体浑浊、水体受污染、换水频率大、受周边影响频繁等情况时，应在出现此种情况时和改善后各检测一次；

3)当种植水草、放养鱼类、投放底栖动物、投加浮游动物等工程节点时，应在工程节点前后各检测一次。

根据本发明的另一个实施方案，所述沉积物监控的采样点包括明显差异处设点，或湖心及进水口处设点；或沿岸浅水区域设点。

根据本发明的另一个实施方案，所述沉积物的监控频次为一自然年一次；或为保证将每个差别性湖泊的基础情况了解清楚，在生态改造前期加大监控频次，为每个季度一次；或当补水带入大量的沉积物或水体受悬浮质较多的水源污染时，对污染前后采样检测。

根据本发明的另一个实施方案，所述高等水生植物监控的指标包括品种及结构，覆盖率，生物量和生理特性。

根据本发明的另一个实施方案，所述高等水生植物监控的采样包括在湖泊内设“之”型线路，分别在0.5米、1.5米、2.5米、3.5米、进水口设一采样点，并且尽量与水化指标采样点一致；定量采集：水草定量夹—采集大型水生维管束植物的定量工具，完全开口时各边长50cm，面积共计为0.25m²，尼龙网长90cm，网孔大小为3.3cm*3.3cm；记录其中各种水生植物的生物量及长势，并计算出其所占比例，统计得到覆盖率，最后画出水生植物覆盖度分布图。

根据本发明的另一个实施方案，所述浮游动物监控包括浮游动物定性和浮游动物定量采集。

本发明还可以是：

根据本发明的另一个实施方案，它还包括监控结果分析及预测：采用描述性统计分析、或均数比较分析、或单变量方差分析、或多元方差分析、或重复数据的方差分析、或相关分析、或非参数检验分析方法描述各指标的变化情况，以及主要影响因子；或建立相应模型，或是季节性分解来预测各项指标的变化趋势。

根据本发明的另一个实施方案，它还包括富营养化状况评价：

1)湖泊/水库富营养化状况评价方法：

综合营养状态指数计算公式为：

TLI(∑)＝∑Wj·TLI(j)

式中：TLI(∑)—综合营养状态指数；

Wj—第j种参数的营养状态指数的相关权重；

TLI(j)—代表第j种参数的营养状态指数；

以chla作为基准参数，则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为：

w j = \frac{{r_{i j}}^{2}}{Σ_{j = 1}^{m} {r_{i j}}^{2}}

式中：r_ij—第j种参数与基准参数chla的相关系数；

m—评价参数的个数；

2)湖泊/水库富营养化状况评价指标：

叶绿素a(chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)、高锰酸盐指数(COD_Mn)；

3)湖泊/水库营养状态分级：

采用0～100的一系列连续数字对湖泊(水库)营养状态进行分级：

TLI(∑)＜30贫营养；

30≤TLI(∑)≤50中营养。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：

本发明的一种水生态保护监控的方法，能够实时对水环境各指标进行监控，并将监控结果分析及预测，从而能及时的对发生异常情况进行处理。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

一种水生态保护监控的方法，包括：

日常巡检及方法：

1)水位观测：每日上午8：00观察记录水体中放置测量水位的标尺的水位数值。观察沿岸沉水植被淹没情况，结合蓄水延迟时间，保证沉水植被不被裸露在外及时补水。后期分析判定蒸发量与渗漏量的比重；

2)水体透明度监测：每日上午8：00使用赛氏盘测量并记录水体透明度，若水体浑浊，短时间内发生较明显异常变化，应分析原因，及时采取措施；

3)水温测量：每日上午8：00、下午2：00使用YSI多参数水质分析仪现场测量记录水体主要区域的水深0.5m、3m处的水温。观察不同水温条件下，水生动植物的生长情况，了解其生理特性。总结分析：①夏季午后高温对沉水植物的影响，②北方冬季冰点对沉水植物的影响，③冬季与夏季的沉水植物差异，④外部高温水的排入对沉水植被影响；

4)PH：每日上午8：00使用YSI多参数水质分析仪现场测量记录水体PH值。

5)溶解氧：每日上午8：00使用YSI多参数水质分析仪现场测量记录水体溶解氧值。

6)总固体溶解度：每日上午8：00使用YSI多参数水质分析仪现场测量记录水体总固体溶解度值。

7)氧化还原电位：每日上午8：00使用YSI多参数水质分析仪现场测量记录水体泥水界面氧化还原电位。

8)巡查：每日观察水体感官及水生植物(快速生长；缓慢生长；无明显生长；休眠；少量断枝；大量断枝；动物啃食导致断枝；腐烂导致断枝；少量整株漂浮；大量整株漂浮；)鱼类(正常；死亡数量及病因；浮头；呆滞应激活动不激烈)、底栖动物(观感上的明显减少；繁殖期是否有大量的幼体出现；福寿螺及萝卜螺所占比重变化明显)、浮游动植物有无异常情况(浮游植物聚集及颜色)、饵料鱼(巡湖观察：在每日日出之前及日落之后观察肉食性鱼类捕食情况及饵料鱼数量判断，如适口规格饵料鱼集群数量较多、数量较少、偶尔能够看见；)，同时做好日常水体感观(水质清新；水质一般、少量悬浮物及水色灰白；水质较差、多悬浮物及水色灰白；水质很差、大量悬浮物及叶绿素爆发水华)及生物指标定性记录；若有异常情况，拍照、记录，并视其严重程度决定是否及时采取应急措施。

9)巡查施工状况：查看湖区范围内的内部施工状况，包括施工工序、施工人数、施工特点等，并对重点工艺拍照、记录。查看湖区周边外部施工状况，包括施工工序、施工工艺等，对可能或已经对水生态环境产生影响的施工，进行沟通，尽量避免对我方工作产生较大影响，尤其关注施工废水的排入及绿化养护的影响；

10)查看异常情况：观察水体感官及水生植物、鱼类、底栖动物、浮游动植物有无异常情况，若有异常情况，拍照、记录，并视其严重程度决定是否及时采取应急措施(分析、采样、验证，操作方法见下述)。

水质监控：

水质监控指标一般以水生态系统稳定密切相关的氮、磷营养盐含量，叶绿素a、pH、透明度、水温等指标。

1、水质采样：用聚乙烯瓶现场采水样1L，水样采集根据水体的深度进行，水样采集宜在晴天的上午，采集后及时将样品送至实验室进行处理。不同水深的采样要求为：

a)水体水深不足1米时，在二分之一水深采集一个水样；

b)水体水深小于5米时，在水面下0.5米采集一个水样；

c)水体水深在5～10米时，在水面下0.5米采集一个水样，在水底上0.5米采集一个水样；

d)水体水深大于10米时，在水面下0.5米采集一个水样，在二分之一水深采集一个水样，在水底上0.5米采集一个水样。

2、实验室检测：实验室分析检测：氮、磷营养盐含量，叶绿素a含量在实验室用相关仪器分析得到。

表2-1主要水质指标检测方法

分析指标	实验方法
		总磷	钼酸铵分光光度法
正磷酸盐	钼酸铵分光光度法
		总氮	碱性过硫酸钾消解分光光度法
硝酸盐	紫外分光光度法
		铵盐	纳氏试剂比色法
亚硝态氮	分子吸收分光光度法
		叶绿素a	热乙醇萃取法
COD	高锰酸钾法

3、监控频次

水质指标(本手册第一部分规定指标除外)在水生态系统处于相对稳定状态，每月监控一次水质指标即可。但是当水质出现异常情况或工程节点时，应加大监控频次。

1)当水体叶绿素a含量达到10mg/m³以上时，甚至有明显藻类悬浮或岸边角落有明显藻类富集，为了控制藻类爆发，可每日检测一次；若出现“水华”现象，必须每日检测一次，直到“水华”现象消失。而后根据工程行为记录，评判改善措施效果。

2)当水体浑浊、水体受污染、换水频率大、受周边影响频繁等情况时，应在出现此种情况时和改善后各检测一次，而后根据工程行为记录，评判改善措施效果。

3)当种植水草、放养鱼类、投放底栖动物、投加浮游动物等工程节点时，应在工程节点前后各检测一次，而后根据工程行为记录，评判改善措施效果。

沉积物监控：

1、监控指标

底质沉积物是水生态系统的基础，为底栖动物提供了生存场所，也使水生植物根系固着，并为水生植物提供部分营养物质。因此主要检测指标为与水生动植物密切相关的氮、磷、有机碳等物质。

在浅水水体，藻类和大型根生植物生长在沉积物表面并从沉积物中获得营养。异养细菌及底栖动物也生活在沉积物表面或沉积物里，而鱼类则以沉积物作为觅食或繁殖场所。所以以微生物为主导的沉积物呼吸作用在很大程度上决定着沉积物的表面是厌氧还是好氧的以及氧化还原电位的高低。这对沉积物是否能够满足底栖动物及大型根生植物对溶解氧的需求而存活具有重要作用，同时也决定着沉积物作为水体营养盐或微量金属元素的源或汇所扮演的角色。

2、监控方法

根据沉积物的性状、特点、水生植物的分布情况及水体底质面积的大小对底质进行分区采样，1、明显差异应设点；2、湖心及进水口处应设点；3、沿岸浅水区域应设点。使用抓斗式采集器采集表层沉积物，每个样品采集500g即可，将样品在阴凉通风处风干，并磨细过筛，用相关方法进行分析实验(表10-5)。

表2-2沉积物指标的分析方法表

3、监控频次

封闭性湖泊沉积物主要由来自流域的吸附了磷、铁、镁以及无机氮(大部分是以铵态氮的形态)的无机或有机颗粒物以及大气沉降物组成，良好的生态环境决定了沉积物组成变化缓慢，要经过相当长的时间的沉淀积累才可能有较大的变化，因此沉积物的监控频次为一自然年一次为宜，但为保证将每个差别性湖泊的基础情况了解清楚，前期应加大监控频次，所以调整为每个季度一次。当补水带入大量的沉积物或水体受悬浮质较多的水源污染时，可对污染前后采样检测。

高等水生植物监控：

1、监控指标

水生植物是水生态系统中的主要部分，水生植物的生长、繁殖、衰老、死亡都对水质有较大的影响。品种的差异、覆盖率的大小、生物量的多少、生理特性都是影响水生态系统稳定的主要因素。因此在维护期，水生植物的主要监控指标为：①品种及结构；②覆盖率；③生物量；④生理特性(匍匐根蔓延快慢；茎叶是否壮实；轮生叶间距大小；越冬芽孢出现时间及繁殖情况)。

2、监控方法

水生植物监控主要采用样方统计法，人工现场勘测。在湖泊内设“之”型线路，分别在0.5米、1.5米、2.5米、3.5米、进水口设一采样点，并且尽量与水化指标采样点一致。定量采集：水草定量夹—采集大型水生维管束植物的定量工具，完全开口时各边长50cm，面积共计为0.25m²，尼龙网长90cm，网孔大小为3.3cm*3.3cm。记录其中各种水生植物的生物量及长势，并计算出其所占比例，统计得到覆盖率，最后画出水生植物覆盖度分布图。

3、监控频次

由于水生植物在一年四季都处于一个动态变化的过程，定量应依据植物生长特性进行区分对待，4-11月每月一次，12-次年3月可每两个月一次。当水体出现异常情况时，也需对水生植物进行监控，了解异常情况是否对水生植物造成了影响，并影响程度的大小，采取相应的措施。

鱼类监控：

1、监控指标

鱼类通过选择性摄食植物、无脊椎动物和其他鱼类直接影响其他营养级生物群落的结构和能量流动。鱼类还可以通过捕食大型浮游动物和底栖无脊椎动物以及营养盐循环和有机物转换途径等，间接地影响藻类和细菌群落的丰度和种类组成。

鱼类种群结构是否合理是淡水水生态系统是否健康的关键。在生态保护管养方面，我们应该持续关注鱼类的种群结构变化，另外对每个种群的调查应包括年龄、长度、重量、性别、食性、繁殖、病害、长势。通过人为干预，总结出鱼类系统的变化与水生态系统之间关系，以及如何获得较高经济价值及管护经验。

研究鱼类种群结构，应包括：滤食性鱼类、杂食性鱼类、草食性鱼类、肉食性鱼类以及底层鱼类、中层鱼类、上层鱼类等相互关系及比例。应在无选择性的渔具、渔法的渔获物中收集样品，总结记录并分析获得相关几轮。因此水体中鱼类的主要监控指标为：①品种及结构；②数量；③年龄；④长度；⑤重量；⑥性别；⑦食性；⑧病害；分析得出①各种群结构比例；②时间长势；③代表饵料充足与否的丰满度；④年龄结构组成；⑤长度结构组成；⑥重量结构组成；⑦成活率；⑧各种群的牧食关系；⑨病害发生规律及原因。

2、监控方法

鱼类监控一般采用样方统计法，人工捕捞。1、每50亩下一条长10米的丝网(网的大小根据水深决定，确保使用同一规格的网)，记录鱼类的品种及密度。2、设食台引诱集中各类鱼种，然后用抬网捕捞收集，调查完成后可以放生。

3、监控频次

鱼类处于一个动态变化的过程，监控频次为每月一次为宜。发生异常情况可以临时增加采样。

大型底栖动物监控：

1、监控指标

底栖动物是指生活在泥-水界面的水生动物，包括沉积物表层的底表动物、沉积物内的表层动物、植被上附生动物。湖泊生态监测对于底栖动物主要监测水生寡毛类(水蚯蚓等)、软体动物(螺蚌等)和水生昆虫幼虫(蚊幼虫等)，他们是底层鱼类的重要饵料。又因底栖动物长期生活在水体底部，故能确切的反映该水体质量状况，是监测污染，评价水质的理想的天然监测者。因此大型底栖动物的主要监控指标为：①品种及结构；②生物量。

2、监控方法

大型底栖动物监测主要采用样方统计法，人工现场勘测。采样点的设置尽可能与水质理化指标采样点一致，便于数据的分析与对比，同时要考虑底栖动物的分布特点，使所采样品更具有代表性。一般在湖泊的入水口、中心区、出水口、最深水区、沿岸带、污染区及相对清洁区设置采样点，即每500㎡取1㎡样方，使用采泥器捕捞底栖动物，记录其中各种大型底栖动物的品种及生物量。

3、监控频次

大型底栖动物在正常情况下处于相对稳定的状态，监控频次以每三个月一次为宜。如果有底栖鱼类的进入或数量明显加大，或外源污染进入等突发情况，应适当增加频次，如每周一次。

浮游动物监控：

1、浮游动物采集

在水面较大、较深的水体中，应用13号浮游生物网采集。采集时应把网没入水面下并以大八字形(∞)来回缓缓捞取。水色较清、浮游动物数量少时可多捞一会，反之可少捞一会。最后将网垂直提出水面，打开底管阀门，把标本液注入标本瓶中。特别应注意作好记录，编号并在标本瓶上贴好标签。在定量采集时分别取水体上、中、下层水用25号浮游生物网过滤，水量的多少根据水体中浮游动物含量而定，含量多则过滤水量较少，反之增加过滤水量。

2、监控方法

1)浮游动物定性：用13号浮游生物把网没入水面下并以大八字形(∞)来回缓缓捞取。采集3～5分钟，装入采样瓶并冲洗。

2)浮游动物定量：用采水器采集不同水深的水，用25号浮游生物网过滤，水量多少视水质情况而定(三类及以上水体采50升，三类水以下采10升)，然后装入采样瓶固定保存。

3、监控频次

浮游动物的品种和生物量一般随着季节的变化而变化，因此监控频次以每个月一次为宜。当浮游动物量过大或者藻类爆发时可增加监控频次，出现此种情况前后分别采样进行对比，分析原因。

浮游植物监控：

1、浮游植物采集

浮游藻类个体微小，单细胞或群体，没有鞭毛，完全借水力漂浮在水中或具鞭毛在水体中仅有微弱的运动能力，采集这些藻类可视具体情况进行采集。采集标本液以不超过标本瓶容积的2/3为宜。如需观察有鞭毛的藻类的运动，可不加固定液，但时间不可过长，一般不能超过数小时至一天的时间，标本带回实习驻地以后应立即将瓶盖打开。如果所采标本需保存，应随采随固定。

2、监控方法

1)浮游藻类定性：用25号浮游生物把网没入水面下并以大八字形(∞)来回缓缓捞取。采集3～5分钟，装入采样瓶并冲洗。

2)浮游藻类定量：采集不同水层的水，混合均匀后装入250ml的采样瓶中，加药保存即可。

3、监控频次

浮游藻类的品种和生物量一般随着季节的变化而变化，因此监控频次以每个月一次为宜。当水体发绿或者藻类爆发时可增加监控频次，出现此种情况前后分别采样进行对比，分析原因。

Claims

1.一种水生态保护监控的方法，其特征在于它包括：

以及采集浮游动物、浮游植物，监控其数量。

2.根据权利要求1所述的水生态保护监控的方法，其特征在于所述水质监控还包括对pH、透明度、水温指标的监控。

3.根据权利要求1所述的水生态保护监控的方法，其特征在于所述水质监控：

4.根据权利要求1所述的水生态保护监控的方法，其特征在于所述沉积物监控的采样点包括明显差异处设点，或湖心及进水口处设点；或沿岸浅水区域设点。

5.根据权利要求1所述的水生态保护监控的方法，其特征在于所述沉积物的监控频次为一自然年一次；或为保证将每个差别性湖泊的基础情况了解清楚，在生态改造前期加大监控频次，为每个季度一次；或当补水带入大量的沉积物或水体受悬浮质较多的水源污染时，对污染前后采样检测。

6.根据权利要求1所述的水生态保护监控的方法，其特征在于所述高等水生植物监控的指标包括品种及结构，覆盖率，生物量和生理特性。

7.根据权利要求1所述的水生态保护监控的方法，其特征在于所述高等水生植物监控的采样包括在湖泊内设“之”型线路，分别在0.5米、1.5米、2.5米、3.5米、进水口设一采样点，并且尽量与水化指标采样点一致；定量采集：水草定量夹—采集大型水生维管束植物的定量工具，完全开口时各边长50cm，面积共计为0.25m²，尼龙网长90cm，网孔大小为3.3cm*3.3cm；记录其中各种水生植物的生物量及长势，并计算出其所占比例，统计得到覆盖率，最后画出水生植物覆盖度分布图。

8.根据权利要求1所述的水生态保护监控的方法，其特征在于所述浮游动物监控包括浮游动物定性和浮游动物定量采集。

9.根据权利要求1所述的水生态保护监控的方法，其特征在于它还包括监控结果分析及预测：采用描述性统计分析、或均数比较分析、或单变量方差分析、或多元方差分析、或重复数据的方差分析、或相关分析、或非参数检验分析方法描述各指标的变化情况，以及主要影响因子；或建立相应模型，或是季节性分解来预测各项指标的变化趋势。

10.根据权利要求1所述的水生态保护监控的方法，其特征在于它还包括富营养化状况评价：

1)湖泊/水库富营养化状况评价方法：

综合营养状态指数计算公式为：

TLI(∑)＝∑Wj·TLI(j)

式中：TLI(∑)—综合营养状态指数；

Wj—第j种参数的营养状态指数的相关权重。

TLI(j)—代表第j种参数的营养状态指数。

w j = \frac{{r_{i j}}^{2}}{Σ_{j = 1}^{m} {r_{i j}}^{2}}

式中：r_ij—第j种参数与基准参数chla的相关系数；

m—评价参数的个数；

2)湖泊/水库富营养化状况评价指标：

3)湖泊/水库营养状态分级：

TLI(∑)＜30贫营养；

30≤TLI(∑)≤50中营养。