各类水质监测、气象监测等相关的仪器
大布拉克河口是南非西开普省一处生态意义重大、生物多样性极为丰富的河口,不仅具有重要的生态价值,还深受当地居民青睐,并且是休闲爱好者与度假游客的热门目的地。 淡水的格雷特布拉克河在河口处与开阔海洋交汇,该河口处于动态变化之中,其状态会随河流流量和海岸条件而时而闭合、时而开放。这些波动会影响水体交换,并进而影响河口的水质与生态健康。
在过去几十年间,由于1990年在大布拉克河上修建了沃尔韦丹斯大坝——该大坝位于河口上游约9公里处——水体交换格局发生了显著变化。大坝的放水量每年均按计划分配,以维持河口的基本流量并确保其正常功能。 然而,近来由于干旱以及居民和农业用水需求的不断增长,泄水措施并未如期实施。因此,大布拉克河口的潮汐通道较以往更为频繁地处于关闭状态,致使该河口与海洋之间的连通被切断。这会将水困在河口,阻碍其与海水的正常交换循环,而这种交换循环能够为水体输送氧气、营养物质,并引入鱼类等水生生物。
居民注意到河口的环境状况正在恶化。鱼类和鸟类种群数量在减少,且频繁出现藻华现象。
“社区感到担忧,亟需得到解答,”安克尔环境咨询公司的凯文·施密特表示。“当地居民团结一致,表示:我们非常关心这片河口,因此希望携手筹措资金,并投资于能够帮助我们了解所居住环境水质的技术。”
2021年初,当地社区成立了一家非营利组织——南部河口修复行动小组(SERAG),并募集资金,以获取关于当前状况的更为详尽的科学信息。
正是在那时,SERAG将Anchor Environmental和Schmidt引入了项目。Schmidt深知,要弄清河口水质的动态变化,就**开展持续监测。Schmidt解释道:“当地社区所做的研究只是些瞬时快照,分别在旱季和雨季各进行一次。”那些快照并不能真实反映随时间变化的波动情况。而且,如果没有连续的时间序列,你根本无法发现与某些活动(例如大坝泄洪)之间的相关性。
施密特就能够揭示河口退化状况的数据、可采集这些数据的监测设备,以及如何建立连续监测体系等方面向SERAG提供了专业建议。该团队动员了社区力量并筹措了相关资金,由此促成了SERAG与Anchor Environmental之间的合作,这一合作关系至今仍在持续。
施密特选择了In-Situ Aqua TROLL 600多参数水质探头,并在河口附近的一座桥上选定了一处监测点,该点位于沃尔韦丹斯大坝下游约6公里处。2021年9月下旬,即SERAG团队成立数月后,对电导率、溶解氧和水温的监测工作正式启动。目前仍在进行测量,2023年已添加叶绿素。
“安装在大布拉克河口的Aqua TROLL项目至今已持续了约五年,”施密特表示,“这一项目的启动源于当地社区对河口水质的担忧——该水质已显著下降。”“这是一项代表社区的集体努力,而我正试图描绘出这一图景。”
不久之后,这幅图景便逐渐显现。施密特的监测数据揭示了一种令人费解的现象——大坝的放水竟引发了溶解氧含量降低的事件,非但没有改善水质,反而使情况更加恶化。
“我们对此进行了深入研究,因为想弄清楚其中的原因,”施密特说,“为什么水质会急剧恶化,而且这竟然与大坝的放水时间相吻合?”
答案再次回到干旱状况。大坝后的水位过低,以至于水流无法漫过坝顶。相反,放水是通过位于坝底的泄洪闸进行的。
在施密特看来,这解释了为何这些放水会引发溶解氧含量骤降的现象。“那是一座巨大的拦河坝,高约60至70米,相当于20层楼的高度。我们怀疑,水流在闸门处——也就是实际放水的位置——底部出现滞留现象。”“因此,大坝的运行人员实际上正在排放富含单宁且含有大量沉淀于坝底的颗粒物的缺氧底层水。”
换句话说,原本旨在冲刷河口的举措,反而使河口被缺氧且有毒的水体所淹没。显然,要恢复河口生态,**采取不同的方法。
SERAG社区非营利组织已与当地水务部门开展合作,共享监测工作的相关成果。因此,目前针对该河口的保护工作重心已转向通过使用大型机械设备疏浚沙洲,以保持河口畅通。近日,一项新的河口管理与维护方案已制定完成,作为大布拉克河的运行框架。得益于SERAG与Anchor Environmental的通力合作,该方案现已建立在科学依据之上。方案中明确了河口冲刷(开挖)的触发阈值、沉积物管理规程,并要求对盐度、溶解氧、水温及叶绿素等指标开展系统化、持续性的水质监测。该方案预计将于2026年2月获批,并得到了公众以及负责实施该方案的当地当局的热烈支持。
施密特非常享受与社区的互动,他热爱这片河口,也欣喜地看到自己的科研成果得到了如此有益的运用。“我逐渐认识到,在许多不同的场景中,持续监测都至关重要。而拥有一台能够同时进行多项测量的探头也同样大有裨益。”“Aqua TROLL 简直太神奇了。”
当地高校、政府机构和监管机构已予以关注。南非拥有近300个河口,SERAG与Anchor Environmental的工作可为其他受压河口实现健康修复提供示范。
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