强降雨对北运河流域沙河水库水质的影响

随着北运河点源污染逐步得到有效治理,汛期面源污染成为北运河水质不达标的主要影响因素,而现阶段有关强降雨对北运河上游水质的影响研究尚匮乏.本文以北运河上游沙河水库为研究对象,开展了单场强降雨对北运河上游水质的影响研究.在强降雨后(降雨量达53.8 mm·d^-1)开展连续6 d跟踪采样,并对比强降雨前后该库区的水质监测数据,系统解析了强降雨对北运河上游水质的影响特征.结果表明,库区水质基本达到IV类水质标准(GB3838-2002),总磷是雨后影响库区水质的主要因素.南沙河污染和富营养化程度严重,严重超出IV类水质标准,是主要的汇入污染源.再生水厂出水是库区水质硝态氮的主要贡献来源.汛期单次降水不会引起水质的显著恶化,大部分水质指标于3~4 d后降低,4~6 d逐渐恢复到降雨前水质,并趋于稳定.

北运河流域沙河水库沉积物重金属分布及生态风险评估

以北运河流域沙河水库为研究对象,选择19个点采集表层(0~20 cm)沉积物,并选择其中3个点采集沉积物柱芯,分析沉积物中As、Cd、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn共7种重金属的空间分布特征,采用地累积指数法、潜在生态风险指数法和风险评价编码法对重金属污染进行评价,结合表层沉积物的重金属形态分析其潜在生态风险.结果表明,各区域重金属与北京土壤背景值相比富集倍数均值排序依次为点源污染区>库心区>库下游>南沙河>库上游>北沙河,分别为2.57倍、2.06倍、1.97倍、1.95倍、1.87倍、1.85倍;库心区和北沙河入库口的柱状样呈现随深度变化先增加后减少的趋势.污染评价结果显示,As为中度或偏中污染,其余重金属无污染或污染较轻,所有采样点的潜在生态风险指数均小于150,为轻度生态危害.As、Cr、Cu的形态多为残渣态,生物有效性低,Mn、Zn虽含量较低,但生物有效性高.通过相关性分析和主成分分析推测沉积物中各种重金属污染来源相似,主要由外源混合废水输入,并且沉积物中重金属与营养盐及有机质呈显著相关,表明其可能均来自点源污染排放.

强降雨对沙河水库的水质及其藻类群落结构的影响

汛期强降雨往往对河流水质产生重要影响,而关于不同类型强降雨对河流水质及藻类群落的影响值得深入探讨.以北运河上游沙河水库及其支流为研究对象,对比分析2019年和2020年汛期不同类型强降雨对沙河水库水质的影响.通过对2019年强降雨(累计降雨量达51.6mm·d^(-1)和降雨强度12.9 mm·h^(-1),历时4 h)和2020年强降雨后(累计降雨量193.8 mm·d^(-1)和降雨强度16.15 mm·h^(-1),历时12 h)的沙河水库及其支流进行连续6 d追踪监测,考察和比较强降雨后沙河水库及其支流的主要水质及藻类群落特征,明确强降雨对沙河水库水质波动和藻类群落的影响.研究结果表明,累计降雨量大、降雨强度大和历时长的强降雨对沙河水库及其支流的水质影响大,并造成了藻类群落结构的明显差异.与2019年相比,2020年强降雨引起水体TN和TP的浓度升高,南沙河较为显著,但整体上COD和氨氮浓度基本达地表水环境质量标准(GB3838-2002)的IV类标准.2019年与2020年降雨后水质的波动差异主要是不同类型强降雨导致地表径流所携带的面源污染负荷不同所致.东沙河和退水口的藻类群落多样性、丰富度较高;2020年降雨后库区的藻类群落多样性和丰富度均出现上升,其中沙河水库区域优势藻类属于硅藻门和蓝藻门.两场降雨后1~3 d,蓝藻门出现明显的增加和替代趋势,在库区与退水口更加显著,富营养化指示藻-微囊藻在库区的丰度高于其他监测点,且2020年比2019年更加显著.雨量的大小改变了藻类群落与环境因子的相关性,雨量越大,TP易成为藻类群落的主要影响因素.