考虑降雨的2023-2024年度深圳河流域水环境质量分析

摘 要：为了了解深圳河流域水环境质量，本文在考虑降雨条件下，对2023—2024年度深圳河流域水环境质量进行研究。首先，分析研究区域的基本水文概况，将溶解氧（DO）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）以及化学需氧量（COD）作为指标，采用单因子评价方法开展分析。利用流量状态对降雨状态进行反馈，分析了2023—2024年度期间深圳河流域水环境质量评价指标与流速的分布情况，并结合水期对深圳河流域水环境质量进行阶段性分析。由分析结果可知，在平水期，水环境质量类别主要为Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ；在枯水期，水环境质量类别主要为Ⅴ、Ⅲ、Ⅳ和劣V-1；在丰水期，水环境质量类别主要为Ⅳ、Ⅲ和Ⅱ。

关键词：降雨；深圳河流域；水环境质量；溶解氧（DO）；氨氮（NH3-N）；总磷（TP）；化学需氧量（COD）

中图分类号：X 824" 文献标志码：A

对区域水质来说，降雨对其的影响方式是多方面的，并且开展区域水质量分析对实际水环境质量以及相关治理工作具有极其重要的现实意义[1]。降雨可以增加水体的流量，从而对水体中的污染物起到稀释作用，降低污染物的浓度[2]。然而，如果降雨强度过大，形成的雨水径流可能会冲刷地面，将地面上的污染物带入水体中，导致水质恶化[3]。这会对水生生物的生长和繁殖产生不利影响。从营养物输入角度分析，降雨可能会将农田、城市等地区的营养物质带入水体中，例如氮、磷等，这些营养物质可能导致水体富营养化，引发藻类大量繁殖，进而影响水质。对区域水质量进行分析可以全面了解水体的污染状况、污染来源以及污染物的种类和浓度等信息，为评估水环境质量提供科学依据，更充分地了解水资源的利用现状和水质状况，为水资源的合理利用和保护提供科学依据，促进水资源的可持续利用。因此，本文提出考虑降雨的2023—2024年度深圳河流域水环境质量分析研究。

1 研究区域概况

深圳河流域的水环境构成丰富，涉及多个方面。作为河流系统中的重要组成部分，深圳河流域是辖区内的主要河流，承载着重要的生态和排水功能[4-5]。此外，还有莲塘河、布吉河等支流，它们共同构成了深圳河流域的河流水系[6]。从水库系统的角度分析，深圳水库是流域内的重要水源地，其水质直接影响深圳及周边地区的供水安全。

其中，深圳河东南段的水位受季节和降雨影响较大，但总体保持在安全范围内，确保了河道的正常运行和生态需求[7]。流量是反映河道水量大小的重要指标，罗湖河段的流量在不同季节和降雨条件下有所变化，因此，也可以通过流量状态间接体现降雨情况。

2 分析指标与方法

2.1 水环境质量数据采集

为了采集2023—2024年度深圳河流域的水环境质量数据，需要采用一系列的数据收集技术。1）在深圳河流域的关键位置设置水质监测站，在这些站点可以定期采集水样。2）部署溶解氧传感器，实时地监测水质参数，有助于及时发现水质异常和污染事件。3）利用卫星遥感技术获取深圳河流域的水体影像数据，分析水体的颜色、透明度、叶绿素浓度等指标。4）使用流速仪、水位计等设备测量河流的流量和流速。5）采集水生生物样本，例如底栖动物、浮游生物、鱼类等，评估生物多样性和生态健康。6）建立数据管理系统，整合来自不同来源和方法的数据，确保数据的质量和一致性。使用地理信息系统（GIS）技术对空间数据进行整合和分析，制作水质分布图。

在采集数据的过程中，需要确保遵循相关的质量控制和质量保证程序，以保证数据的准确性和可靠性。

2.2 深圳河流域水环境质量评估

利用生态评估技术对深圳河流域水环境质量进行评估，具体步骤如下。1）生物监测。采集水生生物样本，包括底栖动物、浮游生物、水生植物和鱼类等，以评估生物多样性和生态系统的健康状况。通过分析生物群落的结构和功能，可以了解水体中污染物的生态效应。2）生物指数评估。使用生物指数（例如Shannon多样性指数、生物完整性指数（IBI）、生物监测指数（BMI）等）来量化生物群落的健康状况。这些指数可以反映水体的污染程度、生态压力和恢复潜力。3）生态风险评估。通过评估特定污染物对水生生物的潜在影响进行生态风险评估。4）生态系统服务评估。评估深圳河流域提供的生态系统服务，例如水质净化、洪水控制、栖息地提供等。5）生态网络分析。分析河流生态系统的连通性和结构，评估河流廊道、湿地和河岸带等关键生态要素的保护状况。6）长期监测和趋势分析。建立长期生态监测站点，定期收集数据，分析生态系统的长期变化趋势。7）综合评估模型。使用综合评估模型（例如生态系统健康评估模型）来整合生物、化学和物理数据，进行全面的水环境质量评估。

当进行生态评估时，需要确保数据的准确性和代表性，同时考虑生态系统的复杂性和动态性。

2.3 深圳河流域水环境质量评估风险评估技术

利用风险评估技术对2023—2024年度深圳河流域水环境质量进行评估，需要综合考虑污染物排放、水体暴露、生态效应和人类健康影响等多个方面。以下是进行风险评估步骤。

2.3.1 污染物识别与量化

识别深圳河流域的主要污染物，包括工业废水、生活污水、农业径流等来源的化学物质和微生物。通过排放清单和模型模拟，量化污染物的排放量和时空分布。

2.3.2 暴露评估

评估污染物在水体中的浓度和分布，考虑河流流量、季节变化、降雨事件等因素。使用水质模型（例如SWAT、HSPF等）模拟污染物在河流中的迁移、转化和稀释过程。

2.3.3 生态效应评估

评估污染物对水生生物的潜在影响，包括急性毒性、慢性毒性和生态系统水平的效应。进行实验室毒性测试和野外监测，以确定污染物的生态毒理学阈值。

2.3.4 人类健康风险评估

评估污染物通过饮水、娱乐活动等途径对人类健康的潜在风险。使用风险评估模型（例如USEtox、RISC等）计算致癌和非致癌风险。

2.3.5 不确定性分析

当进行风险评估时，考虑数据和模型的不确定性进行敏感性分析和概率分析。评估结果的不确定性有助于理解风险评估的可靠性和局限性。

2.3.6 风险表征与管理

综合暴露评估、生态效应评估和人类健康风险评估的结果，进行风险表征，确定风险的等级和优先级。

2.4 水环境质量分析

当对深圳河流域水环境质量进行分析时，本文主要对溶解氧（DO）（评估水体的自净能力）、氨氮（NH3-N）（水体富营养化的重要指标）、总磷（TP）（富营养化的关键指标）以及化学需氧量（COD）（水体中有机物的污染程度）进行综合分析[8]。

针对具体的水环境质量分析方法，采用单因子评价方法[9]，如公式（1）所示。

Di=max（dn） （1）

式中：Di为深圳河流域水环境质量类别；dn为n水环境质量评价指标参数对应的类别，具体以地表水环境质量标准中的相关分类标准为基础进行界定。

按照上述所示的方式，对深圳河流域水环境质量进行综合分析。

3 数据分析

3.1 深圳河流域总体水环境质量分析

针对2023年不同阶段的深圳河流域水环境基本数据信息进行统计，得到的数据结果见表1。

结合表1所示的信息可以看出，在2023—2024年度期间，深圳河流域的流速区间范围为0.122m/s～0.193m/s。从水环境质量评价指标的分布角度进行分析，总磷含量相对稳定，在3月，深圳河流域水环境的总磷含量达到了0.2mg/L，该阶段处于相对枯水期后的首次降雨阶段，导致总磷含量增加的主要原因可能是土壤中的磷在雨水的作用下汇流到各支流中，溶解氧含量处于4.3mg/L～7.3mg/L。其中，在降雨量较充足的9月和10月，深圳河流域水环境的化学需氧量达到最低值，为11.0mg/L，而氨氮含量在11月和12月达到了最低值，分别为0.45mg/L和0.41mg/L。这是由于降雨导致水体总量增加，但是氨氮在水体内的消耗需要一定的时间，因此其变化规律与降雨时间相比，出现了一定的延迟。

3.2 不同水期深圳河流域水环境质量分析

以周为单位，对2023—2024年度期间深圳河流域内深圳水库排洪河河口的流速情况进行统计，得到的数据结果如图1所示。

结合图1所示的信息可以看出，1周～15周为平水期，对应的流速基本在0.1m/s～0.2m/s，16周～32周为枯水期，对应的流速更多趋向于0.1m/s，33周～52周为丰水期，最大流速达到0.4m/s。

以此为基础，对不同阶段的水环境基本数据信息状态进行统计，得到的数据结果见表2～表4。

结合表2所示的数据结果可以看出，第1周，溶解氧为8.08mg/L，化学需氧量为10.80mg/L，氨氮为0.418mg/L，总磷为0.15mg/L；第5周，溶解氧为6.10mg/L，化学需氧量为9.30mg/L，氨氮为0.805mg/L，总磷为0.16mg/L；第10周，溶

解氧为7.21mg/L，化学需氧量为14.80mg/L，氨氮为0.708mg/L，总磷为0.18mg/L；总体分析可知，在平水期，水环境质量评价指标的水平相对平稳，结合公式（1）对其进行计算，水质类别主要为Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ。

结合表3所示的数据结果可以看出，第16周，溶解氧为4.91mg/L，化学需氧量为13.60mg/L，氨氮为1.650mg/L，总磷为0.21mg/L；第25周，溶解氧为5.55mg/L，化学需氧量为0.645mg/L，氨氮为1.650mg/L，总磷为0.15mg/L；第32周，溶解氧为3.61mg/L，化学需氧量为14.0mg/L，氨氮为1.400mg/L，总磷为0.12mg/L；总体分析可知，在枯水期，水环境质量评价指标的波动更明显，水质类别主要为Ⅴ、Ⅲ、Ⅳ和劣V-1。

结合表4所示的数据结果可以看出，第40周，溶解氧为5.80mg/L，化学需氧量为8.0mg/L，氨氮为0.430mg/L，总磷为0.05mg/L；第45周，溶解氧为5.54mg/L，化学需氧量为9.0mg/L，氨氮为0.550mg/L，总磷为0.12mg/L；第51周，溶解氧为6.72mg/L，化学需氧量为8.0mg/L，氨氮为0.562mg/L，总磷为0.10mg/L；总体分析可知，在丰水期，水环境质量评价指标的水平相对平稳，水质类别主要为Ⅳ、Ⅲ和Ⅱ。

4 结语

开展区域水质量分析对评估水环境质量、指导水环境治理、预防水污染事件、促进水资源合理利用和提高居民健康水平等方面都具有重要的现实意义。本文提出考虑降雨的2023—2024年度深圳河流域水环境质量分析研究，结合历史采集数据对水环境质量进行详细分析，可以为实际的水环境管理工作提供可靠的决策基础。

参考文献

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