城市化区域小型水库对溪流污染物浓度的调控作用及机制研究

本研究针对城市化区域水体污染问题，以波兰格但斯克Orunski溪流为研究对象，通过7个监测断面的月度水文监测和理化分析，揭示了小型水库对氮磷等污染物的截留效应，识别出垃圾填埋场、城市环线和农业径流三大污染源，为城市水体治理和水库生态修复提供了重要科学依据。

　　

在快速城市化的背景下，小型水体的生态功能与污染负荷矛盾日益凸显。格但斯克理工大学（Gdańsk University of Technology）的研究团队选择贯穿波兰格但斯克市区的Orunski溪流作为天然实验室，这条7.03公里长的城市溪流承载着16.5 km²集水区内的多重人类活动压力。研究聚焦于溪流沿线的?wi?tokrzyska I、?wi?tokrzyska II和Augustowska三座总容积达208,285 m³的调蓄水库，这些水体既是城市防洪的重要设施，又可能成为污染物的"汇"与"源"。

研究团队采用多时间尺度监测策略，在2017-2020年期间每月对7个断面进行水文测量和水样采集。通过测定总氮(TN)、总磷(TP)、氯化物等指标，结合流量数据计算污染物通量。气象数据来自格但斯克-R?biechowo气象站30年观测序列，采用Spearman相关性分析揭示污染源与水质参数的关联规律。

研究结果显示：

1. 污染空间分异：支流Kozacki Stream输入口检测到最高TN(3.2 mg/L)、TP(0.4 mg/L)浓度，电导率值达1200 μS/cm，反映垃圾填埋场渗滤液和融雪剂的影响。
2. 水库截留效应：沿主河道向下，TN、TP月负荷递减30-45%，证实三座水库对营养盐的累积作用，其中Augustowska水库对磷的截留率达58%。
3. 污染驱动机制：识别出三大关键因子——垃圾填埋场（贡献氯化物负荷72%）、三城快速路（增加重金属迁移风险）、农业-城市混合径流（导致春夏季氮磷峰值）。

讨论与结论部分指出：城市小型水库具有显著的污染缓冲功能，但其生态效益受流域土地利用方式制约。研究创新性地量化了不同季节水库对污染物的截留效率，发现暴雨事件会引发沉积物中累积污染物的二次释放。该成果为《欧盟水框架指令》(WFD)在小型水体的实施提供了案例支撑，建议将水库清淤周期与污染物负荷动态变化关联，这对全球面临类似压力的城市水体管理具有借鉴意义。论文发表在《Ecohydrology》期刊，其数据模型可为未来水体修复工程提供优化依据，特别是在气候变化导致极端降水增加的背景下。