[发明专利]一种评价河道生态恢复状况的方法

权利要求书

1.一种评价河道生态恢复状况的方法，其特征在于，步骤如下：

S1、根据河道实际情况依次确定取样断面位置、取样垂线位置和采样点位置，将采集自相同取样断面上不同取样垂线上的各个采样点的水样进行混合，得到多个分别代表各取样断面的待检测水样；

S2、将每个待检测水样分为多份，并依次进行河道水体黑臭程度指标测定、河道水体富营养化状态指标测定、生物多样性指标测定、水动力指标测定和河道生境状况指标测定；

S201、河道水体黑臭程度指标测定包括对水样的臭和味评价结果、氨氮浓度评价结果、溶解氧浓度评价结果和氧化还原电位评价结果的测定；

其中，臭和味评价结果和氨氮浓度评价结果分别采用臭和味功效系数F₁和氨氮浓度功效系数F₂表示，溶解氧浓度评价结果和氧化还原电位评价结果分别采用溶解氧浓度功效系数F₃和氧化还原电位功效系数F₄表示；具体地，

臭和味功效系数F₁和氨氮浓度功效系数F₂根据下式计算得到：

其中，在臭和味功效系数F₁的计算中，i＝1，X_i^h＝0，X_i^a＝5，X_i为采用GB/T5750.4-2006中的臭和味强度等级分类法对水样进行评价所得到臭和味强度等级；在氨氮浓度功效系数F₂的计算中，i＝2，X_i^h＝0.5mg/L，X_i^a＝15mg/L，X_i为采用0.45um滤膜对水样进行过滤后，再采用纳氏试剂光度法或水杨酸-次氯酸盐光度法测定得到的氨氮浓度，mg/L；

溶解氧浓度功效系数F₃和氧化还原电位功效系数F₄根据下式计算得到：

其中，在溶解氧浓度功效系数F₃的计算中，i＝3，X_i^h＝3.0mg/L，X_i^a＝0.2mg/L，X_i为采用电化学法对水样进行测定得到的溶解氧浓度，mg/L；在氧化还原电位功效系数F₄的计算中，i＝4，X_i^h＝100mV，X_i^a＝-200mV，X_i为采用电极法对水样进行测定得到的氧化还原电位，mV；

S202、河道水体富营养化状态指标测定包括对水体透明度状态评价结果TLI’(SD)、水体总氮状态评价结果TLI’(TN)、水体总磷状态评价结果TLI’(TP)、水体化学需氧量状态评价结果TLI’(COD)和水体叶绿素a状态评价结果数TLI’(chla)的测定；

水体透明度状态评价结果TLI’(SD)根据公式：TLI’(SD)＝100-TLI(SD)计算得到；其中，TLI(SD)＝10(5.118-1.94lnSD)，SD为水体透明度，m，其通过对水样采用黑白盘法或铅字法测得；

水体总氮状态评价结果TLI’(TN)根据公式：TLI’(TN)＝100-TLI(TN)计算得到；其中，TLI(TN)＝10(5.453+1.694lnTN)，TN为总氮的浓度，mg/L，其通过对水样采用紫外分光光度法测得；

水体总磷状态评价结果TLI’(TP)根据公式：TLI’(TP)＝100-TLI(TP)计算得到；其中，TLI(TP)＝10(9.436+1.624lnTP)，TP为的总磷的浓度，mg/L，其通过对水样采用钼酸铵分光光度法测得；

水体化学需氧量状态评价结果TLI’(COD)根据公式：TLI’(COD)＝100-TLI(COD)计算得到；其中，TLI(COD)＝10(0.109+2.661lnCOD)，COD为化学需氧量，mg/L，其通过对水样采用快速消解分光光度法测得；

水体叶绿素a状态评价结果数TLI’(chla)根据公式：TLI’(chla)＝100-TLI(chla)计算得到；其中，TLI(chla)＝10(2.5+1.086lnchla)，chla为叶绿素a的浓度，mg/m³，其通过对水样采用荧光光度法测得；

S203、生物多样性指标测定包括对浮游植物多样性指数、浮游动物多样性指数和底栖动物多样性指数进行评价得到评价值；

浮游植物多样性指数评价方法为：根据公式：计算得到浮游植物多样性指数H₁’(S)；式中，S为水样中浮游植物的种类个数，N为水样中浮游植物的个体总数；n_i为第i个种类的浮游植物的个体数量；依据浮游植物多样性指数H₁’(S)计算结果得到多样性指数评价值：当0＜H₁’(S)≤0.5时，多样性指数评价值为0；当0.5＜H₁’(S)≤1时，多样性指数评价值为25；当1＜H₁’(S)≤2时，多样性指数评价值为50；当2＜H₁’(S)≤3时，多样性指数评价值为75；当H₁’(S)＞3时，多样性指数评价值为100；

浮游动物多样性指数评价方法为：根据公式：计算得到浮游动物多样性指数H₂’(S)；式中，S为水样中浮游动物的种类个数，N为水样中浮游动物的个体总数；n_i为第i个种类的浮游动物的个体数量；依据浮游动物多样性指数H₂’(S)计算结果得到多样性指数评价值：当0＜H₂’(S)≤0.5时，多样性指数评价值为0；当0.5＜H₂’(S)≤1时，多样性指数评价值为25；当1＜H₂’(S)≤2时，多样性指数评价值为50；当2＜H₂’(S)≤3时，多样性指数评价值为75；当H₂’(S)＞3时，多样性指数评价值为100；

底栖动物多样性指数评价方法为：根据公式：AMBI＝[(0％EG I)+(1.5％EG II)+(3％EG III)+(4.5％EG IV)+(6％EG V)]/100计算得到底栖动物多样性指数AMBI；式中，EG I为底栖生物敏感种生态等级丰度所占的百分比、EG II为惰性种生态等级丰度所占的百分比、EG III为耐受种生态等级丰度所占的百分比、EG IV为第二级机会种生态等级丰度所占的百分比和EG V为第一级机会种生态等级丰度所占的百分比；依据底栖动物多样性指数AMBI计算结果得到多样性指数评价值：当0＜AMBI≤1.2时，多样性指数评价值为0；当1.2＜AMBI≤3.3时，多样性指数评价值为25；当3.3＜AMBI≤4.3时，多样性指数评价值为50；当4.3＜AMBI≤5.5时，多样性指数评价值为75；当AMBI＞5.5时，多样性指数评价值为100；

S204、水动力指标测定包括流速状况评价和水量状况评价；其中，

流速状况评价方法为：采用常规的直接估算法对上、下游的流速以及横截断面流速进行估算并做出评价：当上、下游流速不同，横截断面流速不均时，流速状况评价结果为100；当上、下游流速变化率低于20％，且横截断面流速相同时，流速状况评价结果为50；当水体处于静止状态时，流速状况评价结果为0；

水量状况评价方法为：当水量基本覆盖整个河床时，水量状况评价结果为100；当水量覆盖河床率达到75％，河流地质裸露小于25％时，水量状况评价结果为67；当水量覆盖河床率小于25％，浅滩部分大部分裸露时，水量状况评价结果为33；当水量很少，河流地质几乎全部裸露时，水量状况评价结果为0；

S205、河道生境状况指标测定方法包括对河道的河岸稳定性、河岸植被带宽度、河道渠化程度和河道弯曲程度的评价；其中，

河岸稳定性的评价方法为：当河岸无明显侵蚀时，河岸稳定性评价结果为100；当河岸侵蚀程度＜20％，河岸稳定性评价结果为75；当河岸侵蚀程度为20％～50％，河岸稳定性评价结果为50；当河岸侵蚀程度为50％～80％，河岸稳定性评价结果为25；当河岸侵蚀程度为80％～100％，河岸稳定性评价结果为0；

河岸植被带宽度的评价方法为：当河岸植被带的宽度＞河宽1倍时，河岸植被带宽度的评价结果为100；当河岸植被带的宽度为河宽的0.5倍～1倍时，河岸植被带宽度的评价结果为75；当河岸植被带的宽度为河宽的0.25倍～0.5倍时，河岸植被带宽度的评价结果为50；当河岸植被带的宽度为河宽的0.1倍～0.25倍时，河岸植被带宽度的评价结果为25；当河岸植被带的宽度＜河宽的0.1倍时，河岸植被带宽度的评价结果为0；

河道渠化程度的评价方法为：当河道无渠化现象，且整个河流保持原始自然状态时，河道渠化程度的评价结果为100；当河道存在少量拓宽，挖深现象，但无明显渠化时，河道渠化程度的评价结果为75；当河道存在部分渠化，两岸筑有堤坝，河床未被渠化时，河道渠化程度的评价结果为50；当河道渠化严重，两岸筑有堤坝，河床部分渠化时，河道渠化程度的评价结果为25；当河道渠化严重，河流两岸、河床全部被渠化时，河道渠化程度的评价结果为0；

河道弯曲程度的评价方法为：当河道保持原始自然状态，无截弯取直现象，河道弯曲程度的评价结果为100；当河道部分截弯取直，且比例在25％以下，河道弯曲程度的评价结果为75；当河道部分截弯取直，且比例在25％～50％，河道弯曲程度的评价结果为50；当河道部分截弯取直，且比例在50％～75％，河道弯曲程度的评价结果为25；当河道形状完全改变，截弯取直比例在75％以上，河道笔直，河道弯曲程度的评价结果为0；

S3、根据步骤S2得到的评价结果，对河道生态恢复水平指标进行计算：

S301、根据公式：依次计算每个水样的水体黑臭程度指标评价结果B₁、水体富营养化状态指标评价结果B₂、生物多样性指标评价结果B₃、水动力指标评价结果B₄和河道生境状况指标评价结果B₅；式中，B_j为各指标的评价结果，j＝1～5；n_j为各指标内的具体评价项的项数；C_i为各指标内的各评价项的评价结果；C_w为各指标内的各评价项的权重，w为具体评价项的内容，其中，当j＝1时，n₁＝4，C_F1＝C_F2＝C_F3＝C_F4＝0.250；当j＝2时，n₂＝5，C_TN＝0.180，C_TP＝0.190，C_COD＝0.180，C_chla＝0.270，C_SD＝0.180；当j＝3时，n₃＝3，C_H1＝C_H2＝0.250，C_AMBI＝0.500；当j＝4时，n₄＝2，C_流速＝0.350，C_水量＝0.650；当j＝5时，n₅＝4，C_稳定性＝0.120，C_植被宽度＝0.380，C_渠化程度＝C_弯曲程度＝0.250；

S302、根据公式：计算每个取样断面的河道生态恢复水平指标A_n；式中，B_j为各指标的评价结果，j＝1～5；B_w为各指标的权重，其中，B₁＝0.320，B₂＝0.190，B₃＝0.250，B₄＝0.120，B₅＝0.120；

S303、根据公式：计算河道整体生态恢复水平评价指标A；式中，L为待评价河道总长度；n为取样断面总数量；L_n为各取样断面代表的河道长度；A_n为各取样断面河道生态恢复水平评价指标；

S304、根据步骤S303的评价指标确定河道生态恢复水平：当河道整体生态恢复水平评价指标A＞80，河道生态恢复水平较好，河道清洁，生态系统状态较好，结构完整；当60＜河道整体生态恢复水平评价指标A≤80，河道生态恢复水平好，河道轻度污染，生态系统状况好，结构较完整；当40＜河道整体生态恢复水平评价指标A≤60，河道生态恢复水平一般，河道中度污染，生态系统状况一般，结构受到一定程度破坏；当20＜河道整体生态恢复水平评价指标A≤40，河道生态恢复水平稍差，河道重度污染，生态系统状态稍差，系统结构受到严重破坏；当河道整体生态恢复水平评价指标A≤20，河道生态恢复水平差，河道污染极其严重，生态系统状态差，系统结构被完全破坏。

2.根据权利要求1所述的评价河道生态恢复状况的方法，其特征在于，在步骤S1中，采样点的具体确定方法为：

S101、根据河道长度确定取样断面：

1)当河道长度＜1km时，仅在河道两端各设置一个取样断面；

2)当1km≤河道长度＜3km时，则在河道上游、中游和下游各设置一个取样断面；

3)当河道长度≥3km时，在河道两端各设置一个取样断面，同时在河道的中游位置处、重点保护对象处、支流汇入处、排污口处、重点水工构筑物处均设置有一个取样断面；

S102、根据步骤S101设置取样断面处的河道宽度确定在相应取样断面上设置取样垂线的位置：

1)当取样断面处的河道宽度≤50m时，在该取样断面上设置两条取样垂线，两条取样垂线分别位于距离两岸岸侧的1/3宽度处；

2)当取样断面处的河道宽度＞50m时，在该取样断面上设置三条取样垂线，其中一条取样垂线位于河心主流处，另外两条取样垂线分别位于距离两岸岸侧的间距≥0.5m处；

S103、根据步骤S102确定的取样垂线处的水深确定在取样垂线上设置取样点的位置：

1)当取样垂线处的水深＞5m时，在距离水面0.5m处以及距离河底0.5m处各设一个取样点；

2)当1m＜取样垂线处的水深≤5m时，在距离水面0.5m处设置一个采样点；

3)当取样垂线处的水深≤1m时，在距离水面≥0.3m处及距离河底≥0.3m处各设置一个采样点；

S104、根据步骤S103确定的采样点进行水质采样后，将采集自相同取样断面上不同取样垂线上的各个采样点的水样进行混合，得到多个分别代表各取样断面的混合水样。