专利名称：一种河流生态监测方法
技术领域：
本发明涉及一种河流生态监测方案，可以为河流的生态健康和河流生态修复后的水环境保障与系统研究提供直接可靠的数据，通过监测对河流实施生态管理，属于水利工程技术领域。
背景技术：
河流的生态监测是对河流的生态健康状况进行生态系统层次的生物监测，是运用各种技术测定和分析河流系统各层次对自然或人为作用的反应或反馈效应的综合表征来判断和评价这些干扰对河流环境产生的影响、危害及其规律，为河流生态健康状况的评估、调控和环境管理提供重要科学依据的活动过程。我国的环境监测事业起步于上世纪70年代，伴随着人们对环境保护认识的深化和环保工作的需要逐步发展起来。目前生态环境监测缺乏统一的标准，国家仅在农业、海洋等方面研究制定了比较具体的技术规范，而忽视了河流的生态环境监测。关于河流的生态监测，需要针对现状情况下及将来可能情况下河流的河道特点和生态环境要求进行适当的点位设置和监测内容安排，目前尚缺少具体的系统的监测规划方案，监测内容不够完整，监测方法不够丰富。因此，河流的生态监测需要更进一步的规划，提出一套系统科学的监测体系，方可为河流的生态治理提供有效的监测保障，为生态环境的评估提供依据。
发明内容
本发明目的在于针对实际工程需要，建立了一种河流生态监测方法，具有系统科学，适用性强等特点。该方案涵盖了河流生态监测的监测内容、监测方法和监测频率三个主要部分。本发明提供了一种河流生态监测方法，包括以下步骤I)对河流地表水的水质和水文进行监测；2 )对河流地下水的水质和水文进行监测；3)对河岸和河床底部土壤进行监测；4)对河流中的水生生物以及河岸的陆生生物进行观察、统计和监测；以及5)对距离河流两岸5000m范围内的大气进行监测。在上述方法中，在对河流进行监测之前，首先记录现场的纬度，记录时间。对所述步骤I)中的水质监测包括对所述地表水的常规指标、富营养化指标和卫生学指标进行监测；优选地，所述常规指标包括PH值、悬浮物(SS)、溶解氧(DO)、BOD5, NH3-N, Ρ0/—-Ρ、Ν03__Ν、NO2--N和挥发酚；所述富营养化指标包括=CODsfa、叶绿素a、总氮(TN)、总磷(TP)和透明度；
所述卫生学指标为总大肠菌群。对所述步骤I)中的水文监测包括对所述地表水的流速、流量、水位和水温的监测。对所述步骤2)中的水质监测包括对地下水的常规指标、卫生学指标和重金属指标进行监测，优选地， 所述常规指标包括水位、水温、PH值、NH3-N、N03_-N、N02__N、挥发酚、总氰化物、总硬度、氟化物、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体和高锰酸盐指数；所述卫生学指标为总大肠菌群；所述重金属指标包括Hg、Cr(VI )、Cd、Pb、As、Fe 和 Mn。对所述步骤3)中土壤进行监测包括对河流两岸的土壤的物理指标和化学指标的监测，以及对河床底部土壤的总氮(TN)、总磷(TP)、有机质、Hg、Cr、Cd、Pb、As、Cu、Zn和硫及硫化物进行监测；所述物理指标包括土壤机械组成、土壤类型、土壤含水量、PH值和盐度。所述化学指标包括有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤剖面金属以及有机氯农药。步骤4)中所述的水生生物为浮游植物、浮游动物、底栖大型无脊椎动物、鱼类及水生维管束植物。步骤4)中所述的陆生生物包括植物、昆虫、鸟类、爬行动物和哺乳类动物。对步骤4)中的水生生物和陆生生物的观察、统计和监测包括对其的生物种群熟料和有适度进行观察、统计和监测。对步骤5)中的大气进行监测包括包括气象监测和空气质量监测；所述气象监测的参数包括风向、风速、温度、湿度及压力、日照、辐射、蒸发量以及降水量；所述空气质量监测的参数包括S02、PM10, NO2, O3和CO。各项目的监测频率如下地表水监测频率为1-3次/月，在水华易发的6、7、8月份根据情况适当加大监测密度，优选在每年6、7、8月份的监测频率为2-4次/月；地下水常规指标和卫生学指标监测频率为1-3次/季度，4次/年；重金属指标的监测频率为丰水期和枯水期各1-3次，2-6次/年；水体底泥和土壤选定第一年监测1-3次作为本底值，以后每3年监测1-3次，以对比相应参数的变化；水生生物浮游植物的监测频率每年3-5月为I次/月，6-9月为2次/月，第一年的10月-第二年的2月监测I次，浮游动物和底栖生物的监测频率为I次/季度，4次/年，水生维管束植物和鱼类一年监测一次，水生维管束植物在6月份监测，鱼类在8月份监测；(5)陆生生物植物群落每年监测1-3次，昆虫和鸟类每年监测2-5次，鸟类是在迁徙期(每年3-5月和9-11月)和非迁徙期(每年6-8月和第一年的12-第二年的2月)各监测I次；(6)大气气象参数(包括风向、风速、温度、湿度及压力、日照、辐射、蒸发量以及降水量)监测频次为1-2次/h ;空气质量所有指标(包括S02、PM10, NO2, O3和CO)每月监测两天，选择晴朗天气进行监测，其中S02、NO2, PM10和负离子项目每2-4小时监测一次，取两天内的日平均浓度；C0、03项目每小时45分钟-I小时采样监测一次，取两天内的每小时的平均浓度。本发明的有益效果为
(I)生态监测方案遵循统筹考虑、突出重点的监测原则，有选择性和针对性地对河流生态监测方案进行规划设计，为河流生态健康的效果评估提供一套系统科学的监测方(2)监测内容完整全面，监测方法科学合理，监测频率准确适当，监测技术成熟，经验丰富，监测方案符合河流生态发展规划的要求。使用本方案，通过相应监测方案的实施，可以为河流的生态健康和河流修复后的水环境保障与科学研究提供直接可靠的基础数据，为相应的管理部门提供决策支持，以利于对河流实施生态管理、生态修复技术支撑、水资源水量分配的需要，为河流的生态系统提供保障。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不限于以下实施例。本发明的河流生态监测方法包括以下几个部分监测内容包括河流地表水、河流地下水、土壤(河滨带土壤、水体底泥)、生物(水生、陆生)和大气。主要监测内容如下所述I.地表水监测地表水监测是河流生态监测系统中重点监测类型之一，包括水体感官性状、水质和水文监测①水体感官性状水体感官性状是反映河流作为景观水体质量好坏的重要指标。感官性状具体包括水体颜色、有无漂浮物、浑浊程度、水生植物及生长情况、水体有无异味等感官指标，水体感官指标一般采用定性的描述。②水质水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。水质监测指标重点考虑常规监测指标、富营养化指标和卫生学指标。常规指标PH值、SS、DO、BOD5, NH3-N, PO43T, NOf-N、NO2^-N 和挥发酚；富营养化指标=CODsfa、叶绿素a、总氮(TN)、总磷(TP)和透明度；卫生学指标总大肠菌群。③水文水文监测的目的主要是为了及时把握水体水文、水循环等特征，监测指标包括流速、流量、水位和水温等。2.地下水监测地下水监测也是河流生态监测系统中重点监测类型之一，包括水文和水质监测常规指标水位、水温、PH值、ΝΗ3_Ν、Ν03_-Ν、Ν02_-Ν、挥发酚、总氰化物、总硬度、氟化CN 102937462 A
书
明
说
4/6页
物、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体和高锰酸盐指数；卫生学指标总大肠菌群；重金属指标Hg、Cr(VI )、Cd、Pb、As、Fe 和 Mn。3. 土壤监测土壤生态系统的监测目标是通过对土壤各组成要素的长期定位监测，揭示土壤演化规律及驱动因子，阐明人类活动对土壤生物、物理、化学过程的影响机制，为河流、湿地保护与恢复提供科学依据。土壤监测包括河滨带土壤监测及水体底泥监测。河滨带土壤具体监测项目如下物理指标土壤机械组成、土壤类型、土壤含水量、PH值和盐度(以电导率计)；化学指标有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤剖面重金属(Hg、Cr、Cd、Pb、As、Cu、Zn)和有机氯农药。水体底泥监测项目包括总氮(TN)、总磷(TP)、有机质、Hg、Cr、Cd、Pb、As、Cu、Zn和硫及硫化物。4.生物监测生物监测是河流生态系统监测的重要组成部分，主要是利用生物对环境中污染的物质的敏感性反应来判断环境污染的一种手段。生物监测主要包括水生生物监测和陆生生物监测两种类型，具体监测项目如下水生生物水体中的浮游植物和浮游动物的群落组成与优势种群、密度及各门比例(％)，底栖大型无脊椎动物的种类构成、种群数量及生物量，水生维管束植物的种属及优势种、密度，鱼类的组成、数量和生长情况；陆生生物滨河带植物(包括乔、灌及草群落等)的组成、数量与种群特征，滨河带动物(昆虫和鸟类等)组成、数量与种群特征。5.大气监测大气监测是河流生态监测系统必不可少的监测内容，包括气象监测和空气质量监·测。气象参数包括风向、风速、温度、湿度及压力、日照、辐射、蒸发量以及降水等；空气质量参数包括 SO2, PM10、N02、O3 和 CO。实施例( I)对地表水的水质和水文进行监测①定期现场测量和记录采样前，现场记录纬度、时间、地点和采样方式。现场监测指标具体如下水体感官性状所有地表水水质监测点位的感官性状依靠目测和嗅觉现场测量和记录。水文监测方法依据《水文巡测规范》(SL195-97)，采用wi22569便携式电磁流量流速计现场监测流量、流速等。水质采用便携式仪器监测PH值、温度、D0、透明度和水位，采用便携式双路输入多参数数字化分析仪(HQ40D)现场测量PH值、温度和DO等，采用透明度盘(萨氏盘)现场简单的测量透明度，采用测绳或测钟等常用的简易方法测量水位。②地表水质其它指标采用定期现场采集水样后带回实验室监测分析的方式，具体参见《水和废水监测分析方法》(第四版)中的相关规定。
7
③水文指标中降水量的测量，采用SJ-I虹吸式雨量计自动记录降水量，但必须定期到现场更换记录纸。蒸发量采用标准的E601B水面蒸发器自动定期测定和人工读数的方法。(2)对地下水的水质和水文进行监测①定期现场测量和记录采样前，现场记录纬度、时间、地点和采样方式。分别采用测钟、PH计现场测量地下水水位和PH值。②其它指标均采用定期人工采样后实验室分析的方法，具体的监测分析方法参见《地下水环境监测技术规范》(HJ-T 164-2004)中的相关规定，优先选用国家或行业标准分析方法。( 3 )对河流两岸和河床底部土壤进行监测①定期现场测量和记录采样前，现场记录纬度、时间、地点和采样方式。用测杆法对土壤深度进行深度探测，现场记录各采样点的土壤深度及土壤物理性状(如泥度状态、颜色、嗅、味及生物现象
O②其它指标采用定期人工采样后实验室分析的方法，具体参见《土壤理化分析》、《土壤环境监测技术规范》(HJ 166-2004)。(4)对河流中的水生生物进行观察、统计和监测①定期现场测量和记录采样前，现场记录纬度、时间、地点和采样方式。现场观测和记录水生植物生长情况。②水生生物种群数量和优势度等采用定期人工采样后实验室分析的方法，浮游植物、浮游动物、底栖大型无脊椎动物及水生维管束植物的监测参见《湖泊富营养化调查规范》，鱼类鉴定可参考《鱼类学》。(5)对河流两岸的陆生生物进行观察、统计和监测均采用定期人工采样后实验室分析的方法，陆生生物鉴定可参考《植物学》、《动物学》、《昆虫学》、《鸟类学》。(6)对河流附近的大气进行监测①定期现场测量和记录采样前，均需现场记录纬度、时间、地点和采样方式。其中，气象参数利用自动气象监测站进行监测，负离子采用便携式空气负离子监测仪测量离子浓度，即采用电容式收集器收集空气离子所携带的电荷，并通过一个微电流计测量这些电荷所形成的电流。②空气质量采用定期人工采样后实验室分析的监测方法，监测方法首选国家颁布的标准分析方法，其次选国家环保总局颁布的标准分析方法，对没有标准分析方法的监测项目，采用《空气和废气监测分析方法》中推荐的方法。其中SO2采用甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光度法(GB/T 15262-94)，PMltl 采用重量法(GB 6921-86)，NO2 采用 Saltzman 法(GB/T15435-95)，O3采用靛蓝二磺酸钠分光光度法(GBT 15437-95)，CO采用非分散红外法(GB/T9801-88)。各项目的监测频率如下
地表水监测频率为1-3次/月，12-36次/年，在水华易发的6、7、8月份的监测频率为2-4次/月。地下水常规指标和卫生学指标监测频率为1-3次/季度，4-12次/年；重金属指标的监测频率为丰水期和枯水期各1-3次，2-6次/年。水体底泥和土壤选定第一年监测1-3次作为本底值，以后每3年监测1-3次，以对比相应参数的变化。(4)水生生物浮游植物的监测频率每年3-5月为I次/月，6-9月为2次/月，第一年的10月-第二年的2月监测I次，浮游动物和底栖生物的监测频率为I次/季度，4次/年，水生维管束植物和鱼类一年监测一次，水生维管束植物在6月份监测，鱼类在8月份监测。(5)陆生生物植物群落每年监测1-3次，昆虫和鸟类每年监测2-5次，鸟类是在迁徙期(每年3-5月和9-11月)和非迁徙期(每年6-8月和第一年的12-第二年的2月)各监测I次。(6)大气气象参数(包括风向、风速、温度、湿度及压力、日照、辐射、蒸发量以及降水量)监测频次为1-2次/h ;空气质量所有指标(包括S02、PM10, NO2, O3和CO的含量)每月监测两天，选择晴朗天气进行监测，其中S02、NO2, PMltl、负离子项目每2-4小时监测一次，取两天内的日平均浓度；C0、O3项目每小时45分钟-I小时采样监测一次，取监测两天内的每小时的平均浓度。
权利要求
1.一种河流生态监测方法，包括以下步骤1)对河流地表水的水质和水文进行监测；2)对河流地下水的水质和水文进行监测；3)对河岸和河床底部土壤进行监测；4)对河流中的水生生物以及河岸的陆生生物进行观察、统计和监测；以及5)对距离河流两岸5000m范围内的大气进行监测。
2.根据权利要求I所述的监测方法，其特征在于，在对河流进行监测之前，首先记录监测现场的纬度和记录时间。
3.根据权利要求I或2所述的监测方法，其特征在于，对所述步骤I)中的水质监测包括对所述地表水的常规指标、富营养化指标和卫生学指标进行监测；优选地，所述常规指标包括PH值、悬浮物、溶解氧、BOD5, NH3-N, P0/—-P、N03_-N、NO2^-N和挥发酚；所述富营养化指标包括=CODfc、叶绿素a、总氮、总磷和透明度；所述卫生学指标为总大肠菌群。
4.根据权利要求I或2所述的监测方法，其特征在于，对所述步骤I)中的水文监测包括对所述地表水的流速、流量、水位和水温的监测。
5.根据权利要求I或2所述的监测方法，其特征在于，对所述步骤2)中的水质监测包括对地下水的常规指标、卫生学指标和重金属指标进行监测；优选地，所述常规指标包括水位、水温、PH值、nh3-n、no3--n、no2_-n、挥发酚、总氰化物、总硬度、氟化物、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体和高锰酸盐指数；所述卫生学指标为总大肠菌群；所述重金属指标包括Hg、Cr (VI)、Cd、Pb、As、Fe和Mn。
6.根据权利要求I或2所述的监测方法，其特征在于，对所述步骤3)中土壤进行监测包括对河岸的土壤的物理指标和化学指标的监测，以及对河床底部土壤的总氮、总磷、有机质、Hg、Cr、Cd、Pb、As、Cu、Zn和硫及硫化物进行监测；所述物理指标包括土壤机械组成、土壤类型、土壤含水量、PH值和盐度；所述化学指标包括有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤剖面金属以及有机氯农药。
7.根据权利要求I或2所述的监测方法，其特征在于，步骤4)中所述水生生物为浮游植物、浮游动物、底栖大型无脊椎动物及水生维管束植物；所述陆生生物包括植物、昆虫、鸟类、爬行动物和哺乳类动物。
8.根据权利要求I或2所述的监测方法，其特征在于，对步骤4)中的水生生物和陆生生物的观察、统计和监测包括对其的生物种群数量和优势度进行观察、统计和监测。
9.根据权利要求I或2所述的监测方法，其特征在于，对步骤4)中的大气进行监测包括气象监测和空气质量监测；所述气象监测的参数包括风向、风速、温度、湿度及压力、日照、辐射、蒸发量以及降水所述空气质量监测的参数包括S02、PM10, NO2, O3和CO。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的监测方法，其特征在于，所述的各项监测的监测频率为地表水监测频率为1-3次/月，12-36次/年，优选在每年6、7、8月份的监测频率为2-4次/月；地下水常规指标和卫生学指标监测频率为1-3次/季度，4-12次/年；重金属指标的监测频率为丰水期和枯水期各1-3次，2-6次/年；水体底泥和土壤选定第一年监测1-3次作为本底值，以后每3年监测1-3次，以对比相应参数的变化；水生生物浮游植物的监测频率每年3-5月为I次/月，6-9月为2次/月，第一年的10月-第二年的2月监测I次，浮游动物和底栖生物的监测频率为1-3次/季度，4-12次/年，水生维管束植物和鱼类一年监测一次，水生维管束植物在6月份监测，鱼类在8月份监测；陆生生物植物群落每年监测1-3次，昆虫和鸟类每年监测2-5次，鸟类是在迁徙期每年3-5月和9-11月，和非迁徙期每年6-8月和第一年的12-第二年的2月各监测I次；大气气象参数监测频次为1-2次/h ;空气质量所有指标每月监测两天，选择晴朗天气进行监测；其中，SO2、NO2、PMltl、负离子项目每2-4小时监测一次，取两天内的日平均浓度；C0、03项目每小时45分钟-I小时采样监测一次，取两天内的每小时的平均浓度。
全文摘要
本发明提供了一种河流生态监测方法，包括1)对地表水的水质和水文进行监测；2)对地下水的水质和水文进行监测；3)对河岸和河床底部土壤进行监测；4)对河流中的水生生物以及河岸的陆生生物进行观察、统计和监测；以及5)对河流两岸5000m范围内的大气进行监测。本发明提供的河流生态监测方法可为河流的生态治理提供有效的监测保障，为生态环境的评估提供依据。
文档编号G01D21/02GK102937462SQ20121043974
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月6日 优先权日2012年11月6日
发明者方红卫, 赵慧明, 何国建 申请人:清华大学