鄱陽湖水環(huán)境演變特征研究

毛戰(zhàn)坡，周懷東，王世巖，劉 暢

（中國水利水電科學(xué)研究院 水環(huán)境研究所，北京 100038）

1 研究背景

鄱陽湖是我國最大的淡水湖泊，位于長江中下游南岸，地理位置115°49′～116°46′E、28°24′～29°46′N，流域面積162 225km2，其中156 743km2位于江西省境內(nèi)，占全流域的96.6%［1］。鄱陽湖納贛江、撫河、信江、饒河和修水五水系以及博陽河、東河和西河諸河來水，經(jīng)鄱陽湖調(diào)蓄后由湖口匯入長江。鄱陽湖自然地理特征是“高水是湖，低水似河，洪水一片，枯水一線”［2］。鄱陽湖水環(huán)境不僅僅對區(qū)域內(nèi)生物多樣性保護(hù)、長江洪水調(diào)蓄和長江水資源管理有極大的意義，對維系區(qū)域和國家生態(tài)安全都具有十分重要的作用［3-5］。

為了鄱陽湖湖區(qū)的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的發(fā)展，江西省提出修建鄱陽湖生態(tài)水利樞紐工程［6］，以期保障湖區(qū)糧食安全、保障湖區(qū)人畜飲水安全、防治湖區(qū)血吸蟲病流行，也是維持鄱陽湖水質(zhì)的重要需求。鑒于修建水利樞紐工程，將可能改變鄱陽湖水動力學(xué)特征，影響鄱陽湖水質(zhì)，因此，有必要研究鄱陽湖水質(zhì)演變特征，包括水質(zhì)、富營養(yǎng)化等，識別主要影響因素，為水利樞紐工程興建提供技術(shù)支撐和參考依據(jù)。

2 評價方法

收集湖區(qū)主要斷面的水質(zhì)監(jiān)測資料（2003—2008年），評價主要入湖河流（包括長江，考慮部分時期長江倒灌鄱陽湖影響湖口區(qū)域水質(zhì)）［1］、湖泊水質(zhì)現(xiàn)狀和演變特征。評價斷面包括贛江的外洲斷面、撫河的李家渡斷面、信江的梅港斷面、饒河（昌江的古縣渡斷面、樂安河的石鎮(zhèn)街?jǐn)嗝妫?、修河的虬津斷面、西河的石門街?jǐn)嗝婕安╆柡拥蔫鞣粩嗝?、長江的九江斷面，以及鄱陽湖的康山、蓮湖、青嵐湖、蚌湖、蛤蟆石、都昌等斷面（圖1）。2008年作為湖區(qū)水質(zhì)評價現(xiàn)狀年，2003—2008年水質(zhì)資料評價水質(zhì)演變特征。

2.1 水質(zhì)評價根據(jù)《江西省地表水（環(huán)境）功能區(qū)劃》，鄱陽湖湖區(qū)分布的自然保護(hù)區(qū)、飲用水源保護(hù)區(qū)執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅱ—Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其余基本按照漁業(yè)及景觀用水等二級功能區(qū)規(guī)劃，基本執(zhí)行Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)評價指標(biāo)包括pH、氨氮（NH3-N）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、總磷（TP）、總氮（TN）等。利用上述斷面（包括河流、湖泊）水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）和《江西省地表水（環(huán)境）功能區(qū)劃》水質(zhì)目標(biāo)，采用單因子評價方法分別對河流、湖泊水質(zhì)進(jìn)行評價。

水質(zhì)趨勢分析反映水質(zhì)隨時間變化規(guī)律，由于水質(zhì)資料中有數(shù)據(jù)常呈現(xiàn)非正態(tài)分布、序列中有漏測值、出現(xiàn)低于“檢測限”值、季節(jié)性對河流水質(zhì)有影響，以及河流流量與水質(zhì)濃度相關(guān)等特點(diǎn)，使得水質(zhì)序列趨勢分析極為復(fù)雜［7］。季節(jié)性肯德爾檢驗(yàn)是Mann-Kendall檢驗(yàn)的推廣，是一種非參數(shù)檢驗(yàn)法，僅考慮數(shù)據(jù)相對排列非參數(shù)檢驗(yàn)方法，具體的數(shù)學(xué)公式見相關(guān)參考文獻(xiàn)［8］。

2.2 富營養(yǎng)化評價根據(jù)鄱陽湖的蓮湖、康山、蛤蟆石、都昌、蚌湖等斷面的透明度（SD）、葉綠素a（chla）、總磷（TP）、總氮（TD）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）等富營養(yǎng)化評價指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法［9］，評價湖泊富營養(yǎng)化。

3 結(jié)果

3.1 水質(zhì)評價2008年贛江、撫河、修河等河流入湖控制斷面全年Ⅰ—Ⅲ類水質(zhì)比例高于90%（圖2），其中Ⅰ—Ⅱ類水質(zhì)比例分別為58.8%、75.0%、92.3%，表明上述斷面水質(zhì)狀況總體較好；其次為信江梅港斷面，全年Ⅰ—Ⅲ類水質(zhì)比例高于80%，其中Ⅰ—Ⅱ水質(zhì)比例為33.3%；第三，樂安河的石鎮(zhèn)街?jǐn)嗝?、長江的九江斷面全年Ⅰ—Ⅲ類水質(zhì)比例高于70%，其中石鎮(zhèn)街?jǐn)嗝姊瘛蝾愃|(zhì)比例為47.2%；湖口水質(zhì)較差，全年Ⅰ—Ⅲ類水質(zhì)比例低于70%，其中Ⅰ—Ⅱ類水質(zhì)比例為7.7%。上述評價斷面水質(zhì)超標(biāo)項(xiàng)目中，外洲斷面為NH3-N，古縣渡斷面為NH3-N、CODMn、TP，石鎮(zhèn)街?jǐn)嗝鏋镹H3-N、TP，梅港斷面為TP等，李家渡斷面為NH3-N，虬津斷面為NH3-N，湖口斷面主要為TP，九江斷面為TN、TP。

鄱陽湖水質(zhì)評價表明，全年水質(zhì)類別中（圖3），Ⅰ—Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ—Ⅴ類、劣Ⅴ類水質(zhì)面積比例分別為43.0%、20.9%、36.0%、0.1%，主要超標(biāo)項(xiàng)目為NH3-N、TP和CODMn。汛期水質(zhì)要好于非汛期，其中汛期Ⅰ—Ⅲ類水質(zhì)面積比例為99.3%，Ⅳ—劣Ⅴ水質(zhì)面積比例為0.7%，主要超標(biāo)項(xiàng)目為NH3-N、TP。非汛期Ⅰ—Ⅲ類水質(zhì)面積、Ⅳ—劣Ⅴ水質(zhì)面積比例分別為40.8%、59.2%，主要超標(biāo)項(xiàng)目為NH3-N、TP等。

3.2 水質(zhì)濃度變化趨勢主要河流控制斷面季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)評價結(jié)果見表1。CODMn呈現(xiàn)高度顯著上升或顯著上升趨勢的斷面包括博陽河梓坊斷面、樂安河石鎮(zhèn)街?jǐn)嗝妗⑿沤犯蹟嗝?，高度顯著下降趨勢的包括長江九江斷面。NH3-N呈現(xiàn)高度顯著上升或顯著上升趨勢的斷面包括潦河萬家埠斷面、贛江外洲斷面，TN呈現(xiàn)高度顯著上升或顯著上升趨勢的斷面包括撫河李家渡斷面、修河虬津斷面，高度顯著下降趨勢的包括長江九江斷面。TP呈現(xiàn)高度顯著上升或顯著上升趨勢的包括樂安河石鎮(zhèn)街?jǐn)嗝?、長江九江斷面、湖口斷面。上述斷面水質(zhì)變化主要與區(qū)域水體的污染影響因素有關(guān)，信江梅港斷面位于鷹潭市城區(qū)下游，受城鎮(zhèn)生活和工業(yè)污水排放影響；饒河石鎮(zhèn)街?jǐn)嗝嫖挥跇菲绞谐菂^(qū)下游，受城鎮(zhèn)生活和工業(yè)園企業(yè)污水排放（排污量較大）的影響，古縣渡斷面位于景德鎮(zhèn)市城區(qū)下游，受城鎮(zhèn)生活和工業(yè)污水排放的影響。

表1 主要河流控制斷面水質(zhì)濃度肯達(dá)爾檢驗(yàn)變化趨勢

鄱陽湖湖區(qū)主要斷面季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)表明（表2），CODMn、NH3-N、TN均呈現(xiàn)無明顯升降趨勢。TP呈現(xiàn)高度顯著上升或顯著上升趨勢的斷面包括都昌斷面、棠蔭斷面，其余斷面無明顯升降趨勢等。CODMn濃度中值呈現(xiàn)出蛤蟆石斷面最大，都昌斷面、康山斷面最小，NH3-N濃度中值呈現(xiàn)出鄱陽斷面最大，星子斷面最?。籘N濃度中值呈現(xiàn)出鄱陽斷面最大，瓢山斷面最小；TP濃度中值呈現(xiàn)出鄱陽斷面、都昌斷面、康山斷面最大，瓢山斷面、棠蔭斷面、星子斷面最小。上述斷面水質(zhì)變化趨勢主要與水域影響因素關(guān)系密切，其中鄱陽水域水質(zhì)主要受昌江、樂安河來水及鄱陽縣城工業(yè)廢水、生活污水的影響；康山水域水質(zhì)主要受撫河、信江西支來水影響；棠蔭水域水質(zhì)受龍口、康山來水及附近漁民生產(chǎn)、生活污水影響；都昌水域水質(zhì)受都昌縣城工業(yè)廢水、生活污水影響；星子水域水質(zhì)受星子縣城工業(yè)、生活污水的影響。由于上述影響因素的不斷變化，使得區(qū)域水質(zhì)濃度呈現(xiàn)不同變化特征。

表2 湖區(qū)主要控制斷面水質(zhì)濃度肯達(dá)爾檢驗(yàn)變化趨勢

3.3 富營養(yǎng)化評價結(jié)果根據(jù)2008年鄱陽湖的蓮湖、康山、蛤蟆石、都昌、蚌湖等斷面富營養(yǎng)化評價指標(biāo)，鄱陽湖富營養(yǎng)化評價結(jié)果見表3。2008年鄱陽湖整體處于中營養(yǎng)-輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)，靠近主要入湖河流河口的湖區(qū)水域處于輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)，靠近出湖區(qū)域的水域呈現(xiàn)中營養(yǎng)狀態(tài)。

表3 鄱陽湖2008年富營養(yǎng)化評價結(jié)果

3.4 鄱陽湖水環(huán)境演變趨勢20世紀(jì)80年代，江西省經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主體，工業(yè)較落后，廢污水排放量也相對較少［1］，鄱陽湖水質(zhì)以Ⅰ—Ⅱ類水為主，全年水質(zhì)Ⅰ—Ⅱ類水面積比例平均為85%（圖4），Ⅲ類水面積比例平均為14.9%，主要水質(zhì)超標(biāo)項(xiàng)目為NH3-N。12月—次年3月（枯水期）水質(zhì)Ⅰ—Ⅱ類水面積比例平均為75%（圖5），Ⅲ類水面積比例平均為19.3%，主要超標(biāo)項(xiàng)目為NH3-N。4—8月（豐水期）Ⅰ—Ⅱ類水面積比例平均為93.7%，Ⅲ類水面積比例平均為6.3%（圖6）。20世紀(jì)90年代至2002年間，湖區(qū)水域水質(zhì)仍以Ⅰ—Ⅱ類水為主，全年水質(zhì)Ⅰ—Ⅱ類水面積比例平均為70%，Ⅲ類水面積比例平均為29.9%，主要超標(biāo)項(xiàng)目為NH3-N和TP。12月—次年3月（枯水期）水質(zhì)Ⅰ—Ⅱ類水面積比例平均為67.9%，Ⅲ類水面積比例平均為30.1%，主要超標(biāo)項(xiàng)目為NH3-N、TP。4—8月（豐水期）Ⅰ—Ⅱ類水面積比例平均為75.5%，Ⅲ類水面積比例平均為23.5%，劣Ⅴ類水面積比例為0.1%，主要超標(biāo)項(xiàng)目為溶解氧（DO）。2003—2008年，全年水質(zhì)Ⅰ—Ⅱ類水面積比例平均為46.5%；Ⅲ類水面積比例平均為26.3%，Ⅲ類以下水面積平均比例為27.2%，主要超標(biāo)項(xiàng)目TP、NH3-N。12月—次年3月（枯水期）水質(zhì)Ⅰ—Ⅱ類水面積比例平均為41.6%，Ⅲ類水面積比例平均為24.0%，Ⅲ類以下水面積平均比例為34.4%，主要超標(biāo)污染物為TP、NH3-N。4—8月（豐水期）水質(zhì)Ⅰ—Ⅱ類水面積比例平均為54.5%，Ⅲ類水面積比例平均為33.6%，Ⅲ類以下水面積平均比例為11.9%，主要超標(biāo)污染物為TP、NH3-N。

根據(jù)鄱陽湖2003—2008年的富營養(yǎng)化評價指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)，湖泊富營養(yǎng)化評價結(jié)果見表4。

表4 鄱陽湖2003—2008年富營養(yǎng)化評價

可以看出，除2004年鄱陽湖呈現(xiàn)輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)，其余年份鄱陽湖呈現(xiàn)中營養(yǎng)狀態(tài)，富營養(yǎng)化無明顯變化趨勢。

湖泊水環(huán)境變化主要與流域社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系密切，隨著流域社會、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，流域污染物排放量呈現(xiàn)增加趨勢（包括城市生活污水、廠礦企業(yè)工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源等）。根據(jù)《江西省水資源公報》、《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》、《鄱陽湖生態(tài)安全保障方案研究》等，2000—2008年期間全省廢污水排放量平均每年約以0.48×108t速度遞增，化學(xué)需氧量、氨氮排放量平均每年分別以1.2×104t、0.13×104t的速度遞增。全省耕地化肥施用量（折純量）由1990年的355.8kg/hm2增加到2007年的618kg/hm2，平均每公頃耕地每年增加化肥15.4kg。耕地農(nóng)藥施用量由1990年的15.5kg/hm2增加到2007年的41.4kg/hm2，平均每公頃耕地每年增加1.53kg。

隨著鄱陽湖環(huán)湖區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)布局及進(jìn)程加速，在流域現(xiàn)有污染源（包括點(diǎn)源、非點(diǎn)源）尚未得到有效控制的前提下，鄱陽湖水質(zhì)面臨嚴(yán)峻的形式，需要全面采取流域污染源綜合控制措施，以及積極實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)工業(yè)園等產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，減少流域污染物排放量，保護(hù)鄱陽湖水質(zhì)和維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。

4 結(jié)論

根據(jù)鄱陽湖湖區(qū)主要水質(zhì)監(jiān)測斷面資料，主要河流、湖泊的水質(zhì)評價得到以下結(jié)論：（1）贛江、撫河、修河等河流控制斷面水質(zhì)狀況總體較好，Ⅰ—Ⅲ類水質(zhì)比例高于90%，湖口斷面水質(zhì)較差，Ⅳ類及以下水質(zhì)比例高于30%，主要超標(biāo)污染物為TP、NH3-N等；（2）鄱陽湖水質(zhì)總體較好，呈現(xiàn)出汛期Ⅰ—Ⅲ類水面積比例＞全年＞非汛期，主要超標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)包括NH3-N、總TP等。整體處于中營養(yǎng)-輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)，靠近主要入湖河流河口的湖區(qū)水域主要處于輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)，靠近出湖區(qū)域的水域呈現(xiàn)中營養(yǎng)狀態(tài)；（3）隨著鄱陽湖流域社會和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，湖區(qū)部分河流、湖泊水質(zhì)斷面污染物濃度增加，湖泊Ⅰ—Ⅱ類水面積比例呈下降趨勢，但是富營養(yǎng)化狀態(tài)無明顯變化趨勢。為保護(hù)鄱陽湖水質(zhì)，需要加快流域污染源控制和調(diào)整經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，減少流域污染物排放。

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