关键词:
城市河流
溶解氧
时空变化
驱动因素
决策树模型
缺氧机制
摘要:
人为干扰和气候变化导致城市河流缺氧现象频发,研究缺氧成因对于水生态保护至关重要。基于2021年丰水年与2022年枯水年秦淮河流域4个典型水质监测站实测数据,分析了年际、汛期—非汛期和典型降雨事件3个时间尺度下溶解氧的变化规律。采用Spearman秩相关法识别了溶解氧变化的主要影响因素及驱动机制,并构建了包含以上因素的决策树模型,揭示了流域轻度、重度缺氧现象的控制因素阈值及其联合诱发过程。结果表明,空间上,秦淮河流域溶解氧浓度从上游到下游逐渐降低,低值区位于外秦淮河入江口处的三汊河口站,年均值为5.37 mg/L。不同时间尺度上,2022年秦淮河流域溶解氧水平高于2021年,4站点溶解氧年均值上升0.54~1.25 mg/L,轻度及重度缺氧发生次数减少0.1~3.7倍;4站点汛期溶解氧均值比非汛期低3.38~4.57 mg/L;随着降雨强度的增大,河流雨后缺氧现象减少,中雨下的缺氧频率和程度最高。各河段的缺氧特征和机制不同,周边汇水区域以林地和耕地为主且轻度缺氧发生居多的河段,其轻度及重度缺氧现象由水温、pH和高锰酸盐指数诱发。而在汇水区域以建成区为主且重度缺氧发生居多的河段,汛期溶解氧变化多由总磷、氨氮和高锰酸盐指数驱动,其轻度及重度缺氧现象的关键诱发因素包括水温、pH和总磷。基于此,对不同河段提出了针对性的防控措施,有助于减缓城市河流缺氧现象。