河流水生态环境质量监测与评价技术指南

1 河流水生态环境质量监测与评价技术指南 1 适用范围 本标准规定了河流水生态环境质量监测中监测要素、水环境质量监测、生境调查、水生生物监测、质量保证和质量控制、河流水生态环境质量评价的相关指数和计算方法，以及河流水生态环境质量状况的评价等级。本标准适用于淡水水体中可涉水溪流和不可涉水河流的水生态环境质量监测和评价。2 规范性引用文件 本标准引用了下列标准中的内容。凡未注明发布年份的引用文件，其有效版本适用于本标准。GB 3838 地表水环境质量标准 GB/T 12990 水质-微型生物群落监测 PFU 法 HJ 493 水质采样 样品的保存和管理技术规定 HJ 494 水质 采样技术指导 HJ 495 水质 采样方案设计技术规定 HJ/T 52 水质 河流采样技术指导 HJ/T 91 地表水和污水监测技术规范 3 术语与定义 下列术语和定义适用于本标准。3.1 河流 River 由一定区域内地表水和地下水补给，经常或间歇地沿着狭长凹地流动的水流。3.2 生物监测 Biological Monitoring 利用生物个体、种群、群落等不同层次的状况和变化阐明环境质量状况，从生物角度为环境质量的监测和评价提供依据。3.3 水生态环境质量 Water Eco-environment Quality 以生态学理论为基础，在特定的时间和空间范围内，不同尺度水体生态系统的组成要素总的性质及变化状态。3.4 生境 Habitat 又称栖息地，指生物个体、种群或群落生活地域的环境，包括必需的生存条件和其他对 2 生物起作用的生态因素。3.6 参照点位 Reference Site 能够代表监测和评价的水域内，未受人为干扰（或所受人为干扰较小）的具有最优的生物及生境状态的点位。3.7 生物指数 Biotic Index（BI）基于特定类群的相对丰度、功能类群和其敏感性或耐受性而形成的单一指数或记分值。3.8 生物完整性 Biological Integrity 是指在一个地区的栖息地中的群落所具有的种类组成、多样性和功能结构特征，以及该群落所具有的维持自身平衡、保持结构完整和适应环境变化的能力。3.9 生物完整性指数 Index of Biological Integrity（IBI）将一组与周围环境关系密切、受干扰后反应敏感、可代表目标生物群落的各种结构和功能属性的生物参数整合成单一记分值的指数，可以对水体进行生物完整性评价。4 监测要素 4.1 监测频次与时间 4.1.1 一般原则 充分考虑水域环境条件、生物类群的时空分布特点、监测目的及人力、费用投入，确定监测频次和监测时间。4.1.1.1 生物监测应依据生物的生命周期、生活史特征（如羽化期或繁殖期）、季节变化特征、调查目的等因素确定监测频次，避开雨水集中时期，选择合适的采样时间；针对污染性事故的监测频率必须同时考虑污染物影响的严重程度、持续时间，以及各生物类群的生命周期及恢复能力。4.1.1.2 确保监测结果在时间上的统一性，应同一时期内开展监测，尽量缩短不同监测位点的时间跨度。4.1.2 监测频次 生物至少每年监测 2 次。大型底栖无脊椎动物（简称底栖动物）生命周期长，属于中长期影响指标，建议根据水期或季度开展监测。着生藻类生命周期短，季节演替明显，建议按月开展监测。生境原则上每年调查 1 次；河岸带植被随季节变化显著的建议每次监测时同步开展调查；当发现生境受到人为干扰或特殊自然环境变化影响时要及时跟踪调查。水质理化监测可与生物采样同时进行，也可在生物采样时间附近单独进行。水质理化监测的时间频次要求按照 HJ/T 91 相关要求执行。3 4.1.3 监测时间 按年度监测，一般选择两个不同水期（丰水期、平水期、枯水期）进行，避开雨水集中的时间；按季节监测，分别在春、夏、秋、冬季进行；按月度监测，每月 1 次。注：（1）若进行季度或月度监测，各季或各月监测的时间间隔应尽量一致；（2）季节间温度变化不明显的河流水体可根据历史数据变化情况，减少监测频次，但每年不少于 2 次；（3）若监测时间无法满足实际采样需求，如丰水期水量过大或枯水期断流难以采样，可根据河流水文气候条件进行调整；（4）监测频次和时间应根据人为干扰或特殊自然环境变化的影响程度和时间进行调整。（5）除各类群监测内容有单独注明监测时间，按照本节内容确定监测时间。4.2 点位设置 4.2.1 设置原则 4.2.1.1 连续性原则：尽可能沿用历史观测点位，保持监测数据的连续性和可比性。4.2.1.2 一致性原则：生物监测点位尽可能与水文测量、水质监测、生境调查点位相一致，尽可能获取足够信息，用于解释观测到的生态环境质量状况。4.2.1.3 代表性原则：监测点位应具有足够的代表性；如果监测目的是大范围、全面的流域水生态质量监测，点位需覆盖整个流域范围；如果监测目的是评估人为活动（挖沙、筑坝、建设水电站等）或者污染事故的影响，则需在受影响及可能受影响区域设置点位。4.2.1.4 可行性原则：在确保达到监测目的、保证必要的采样精度和样本量前提下，要兼顾监测采样的可实施性，以期用最少的点位和人力、物力、时间投入，获得最有效的数据。4.2.2 前期调查 选择监测点位前，需要对研究区域进行前期调查，全面了解研究区域河流水文特征、生境状况、水环境质量、生物群落特征等相关信息。4.2.2.1 调查水文、气候、地质（包括沉积类型）、地貌资料，如水位、水量、流速及流向的变化，降水量、蒸发量及历史水情变化。4.2.2.2 调查水体周围城市和人口分布、工业布局、污染源及其排污情况、城市给排水情况、农业灌溉排水情况和农药、化肥的使用种类、数量及时间，掌握污染物的时空分布，以便选择适当的采样时间、区域范围和界限。4.2.2.3 调查水利工程的概况，如水电站、闸坝等分布情况和规模。4.2.2.4 调查水体沿岸土地利用和水资源（包括森林、矿产、土壤、耕地、水资源）现状，特别是植被破坏和水土流失情况。4.2.2.5 调查水体功能区情况，各类水功能区的分布，特别是饮用水源地分布和重点水源保护区。4.2.2.6 实地调查采样点的河宽、水深、河床结构、河岸带形态、交通状况和可到达性等。4.2.3 设置方法 4.2.3.1 溪流（可涉水河流）点位设置方法 根据 4.2.2 调查结果，将研究区域内河流水文特征、生境状况、水环境质量、生物群落 4 特征差异明显的区域分为不同的河段（初期监测河段长度建议小于 10 km）。按照 4.2.1 设置原则，在每个河段设置 25 个监测点位。以监测点位为中心，以上下游各 50 m（监测河段总长 100 m）的范围为采样区域。4.2.3.2 大型河流（不可涉水河流）点位设置方法 根据 4.2.2 调查结果，将研究区域内河流水文特征、生境状况、水环境质量、生物群落特征差异明显的区域分为不同的河段（初期监测河段长度应小于 50 km，大江大河干流可根据河段差异情况适当放宽）。按照 4.2.1 设置原则，在每个河段设置 25 个监测点位。以监测点位为中心，以上下游各 500 m（监测河段总长 1 km）或上下游 20 倍河宽（监测河段总长为 40 倍河宽）范围为采样区域。注 1：根据监测目的设置点位，建议在大型河流采样区域内等间隔设置 611 个生物采样断面，在每个断面左右 5 m 区域进行生物样品采集。注 2：长期评估河段的确定应根据初期监测的结果进行放宽调整。注 3：生物采样避开桥梁下、闸坝下方和渡口等区域。4.3 参照点位的确定 4.3.1 确定原则 4.3.1.1 所选参照点位能反映未受干扰或干扰极小的生物群落、栖息地和水化学特征。4.3.1.2 所测定的人为产生污染物浓度应处于较低水平。4.3.1.3 所测定的非人为产生污染物浓度应保持在背景值水平范围之内。4.3.1.4 难以满足 4.3.1.1 至 4.3.1.3 的要求，经人为干扰变化较大的区域，可借助历史数据确立参照状态，或根据调查区域中可获得的最优状态建立参照状态。4.3.2 确定方法 采用参照点位法，在河流水体自然环境调查基础上综合生境、水质和生物三要素定性和定量指标确定参照点位。具体指标如下：4.3.2.1 生境要素：调查区域上游无点源污染；农田和城镇覆盖率低，调查点周边区域无明显人类活动干扰迹象。4.3.2.2 水质要素：水体清澈，透明度高，无异味。4.3.2.3 生物要素：生物优势种以清水种或敏感种为主。5 水环境质量监测 5.1 监测指标 按照 GB 3838 中常规监测项目及对河流水环境质量有指示意义的其他特征指标。5.2 监测方法 河流水质样品采集、保存和运输等均按照 HJ/T 91、HJ 493、HJ 494、HJ 495、HJ/T 52等标准进行，实验室分析方法均采用国家标准方法。5 6 生境调查 6.1 设备及器材 6.1.1 照相器具 照相机或摄像机、无人机等。6.1.2 测量工具 记录标志（标尺）、现场水质分析仪、全球卫星定位系统设备、深度杆（探棒或声波定位仪）、激光测距仪。6.1.3 遥感解译卫片及解译结果 选择空间分辨率优于 2m 的高分遥感数据对河流生境开展遥感调查。6.2 生境调查要素 6.2.1 调查点位基本信息 调查记录河流类型（冷水性、暖水性，山区型、平原型、河口型，间歇性、常年性），河流的年内或年际变化（如季节性干涸、潮汐）的时间变化性，河流的发源地（如冰川、山区、湿地或沼泽）等特征信息。记录河流名称、调查人员、调查日期和时间、采样点编号、经纬度和海拔等信息。6.2.2 天气条件 调查记录当天、过去 24h 和过去 7d 内的天气状况。6.2.3 河流岸边带及水域特征 6.2.3.1 土地利用类型 调查记录调查区域及周边内主要的土地利用类型，以及其他可能影响水质的土地利用类型，及土地使用中产生的污染类型和特征。6.2.3.2 沿岸侵蚀 观察记录调查区域是否存在或可能存在土壤流失、沿岸侵蚀，估测沿岸的稳定程度和侵蚀比例。6.2.3.3 沿岸生境 观测并记录河岸带两侧和湖（库）岸带 50 m 的区域内植被特征、覆盖度、多样性、优势植被类型及物种，观测宽度可根据实际情况进行调整。6.2.3.4 水域内特征 观察记录调查区域大型木质残体分布特征、大型采砂、河道内疏浚、建设闸坝和桥梁等 6 情况。6.2.4 河道特征 6.2.4.1 河段：评价河段河长根据 4.2.3 内容确定，或者根据调查目的确定评价河段起始位置并获取河段长度信息。监测河段河长：一般不可涉水河流监测断面上、下游各 500 m 范围内为监测河段河长；可涉水河流监测断面上、下游各 50 m 范围内为监测河段河长。6.2.4.2 河宽：推荐使用激光测距仪测量河段典型横断面的两岸距离，若宽度不同，则采用平均值。6.2.4.3 流速和水量：测量或估算河流流速、流量、水量（即河水淹没区域与河道面积比例。）6.2.4.4 水深：推荐用深度杆、探棒或声波定位仪进行深度测量，计算平均深度。6.2.4.5 林冠盖度：注明开阔区与覆盖区的大体比例，可用密度计代替肉眼估测。6.2.5 常规水环境特征 6.2.5.1 水体表观性状 观察记录水体颜色、气味、表面漂浮物、表层油污、水体悬浮物等特征。6.2.5.2 基本水质参数 现场测量并记录水温、水深、透明度、电导率、pH、浑浊度、溶解氧等参数值。6.2.6 常规沉积物和底层环境特征 6.2.6.1 沉积物表观性状 描述记录沉积物颜色、气味、油污情况。6.2.6.2 底质类别 描述记录底质类别（淤泥、泥沙、黏土、粗砂、砾石、卵石、岩石或其他）及其出现比例。6.2.6.3 水生植物生长情况 描述记录大型水生植物生长情况、类型、分布面积、优势物种等。6.3 记录打分表 通过目测及无人机影像，在监测河段和监测湖库区域内，对 6.2 中内容进行调查，现场方法难以确定生境状态时应结合遥感解译结果进行判定，填写可涉水及不可涉水河流生境调查数据表（附表 A.1、附表 A.2）。可勾画调查河段简图，河流以箭头标明水流方向，必要时应附监测水体的水系图。记录