[发明专利]一种适用于再生水补给河流的健康评价方法

说明书

本发明公开了一种适用于再生水补给河流的健康评价方法，本发明应用于污水再生利用和水环境监测评价领域。首先，依据再生水补给口及其上下游情况布置采样点位，采集水样及底泥样品，并进行水文、水质、水生态、微生物群落的检测及指标计算。其次，采用主成分分析、相关性分析方法，对水文、水质、水生态及微生物指标进行筛选。再次，采用熵权法对标准化后的指标数据进行权重计算。最后，根据指标及其权重，计算健康综合指数，并根据分位值划分5个健康评价等级。本发明弥补了对再生水补给河流缺少健康评价方法的不足，能够体现再生水对河流水环境的长期健康影响。

技术领域

本发明属于污水资源化利用和水环境监测评价领域，具体涉及一种适用于再生水补给河流的健康评价方法。

背景技术

由于水资源紧缺的加剧，北方季节性河流在一些季节会出现断流现象。随着污水再生利用的趋势，对于北方缺水河道，再生水已经成为维系河流生态流量的重要水源。污水的再生利用能够充分利用非常规水资源，推动水污染负荷的削减，扩充环境容量。但相比于自然景观水体的水质，再生水中的氮磷污染物浓度仍较高，易引起水体富营养化的问题。避免藻类水华也是再生水补给河流调控的重点之一。同时，再生水补给河道内浮游生物、大型底栖动物、水生生物等构建的水生态系统的稳定性亦为重要。

在恢复河流生态流量的同时，维持河流的水生态健康系统也已经成为水环境治理与管理的重要调控目标。河流的水生态系统健康评价方法通常包括指示物种法和指标体系法。指示物种法操作简便，但难以全面展现河流水生态系统的复杂变化。指标体系法综合河流的水文、水质、水生态等指标，能够全方位地反映河流的健康水平，在河流健康评价中的应用也日趋广泛。

目前，我国已有的河流健康评价方法普遍基于流域尺度构建，缺少适用于城市景观河流，尤其是再生水补给河流的健康评价方法。在传统的水文、水质、水生态指标基础上，增加底泥微生物指标作为再生水补给河流的健康评价指标具有显著优势。首先，由于再生水处理厂普遍采用生物处理工艺，出水中易携带微生物，随再生水补给入河道；其次，微生物群落结构能够全面地反映再生水中污染物浓度对河流的长期影响；最后，相比于浮游生物和水生生物的流动性，底泥微生物能更好地对周围环境的变化做出响应。同时，随着高通量测序技术在微生物检测方面的普及，微生物群落的结构和多样性也可以快速且经济地获取。

因此，针对再生水资源用于城市景观河流补给的趋势，亟需构建一套完整的适用于再生水补给河流的水生态健康评价方法，以促进水环境的健康治理与管理，推动水资源循环利用。

发明内容

针对目前缺少再生水补给河流水生态健康评价方法的现状，本发明的目的是提供一种适用于再生水补给河流的水生态健康评价方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种适用于再生水补给河流的水生态健康评价方法，所述方法包括以下关键步骤：

S1、依据再生水补给口及其上下游500m、1000m、2000m等位置条件，沿河布置采样点位，进行水样、底泥等样品的采集，并进行水文、水质、水生态、微生物群落的检测：

(1)现场检测采样断面样品水文指标包括流速V、水深D、流量F，水质指标包括温度T、pH值、溶解氧DO、氧化还原电位ORP、电导率Cond和透明度Tr；

(2)实验室检测各个样品的水质指标，包括化学需氧量COD、五日生化需氧量BOD₅、悬浮物浓度SS、氨氮浓度NH₄⁺-N、总氮浓度TN、总磷浓度TP、叶绿素a浓度Chla；

(3)对浮游植物、浮游动物、底栖动物、着生藻类进行定性与定量检测，并计算其密度N_s及Shannon-Wiener多样性指数H，作为水生态指标，

其中，浮游植物密度N_fz计算公式如下：