牛欄江-滇池補(bǔ)水工程對滇池外海總磷和總氮含量的影響

張國涵，高 原

（昆明市環(huán)境監(jiān)測中心，云南昆明650228）

牛欄江-滇池補(bǔ)水工程對滇池外海總磷和總氮含量的影響

張國涵，高 原

（昆明市環(huán)境監(jiān)測中心，云南昆明650228）

根據(jù)2011—2014年滇池水質(zhì)監(jiān)測資料，分析了牛欄江—滇池補(bǔ)水工程實施前后滇池外海中總磷和總氮的變化趨勢及變化原因。結(jié)果表明：引牛欄江水入滇池后明顯地降低了滇池中總磷和總氮含量，減輕了滇池富營養(yǎng)化程度，從而有效改善了滇池的水質(zhì)。

牛欄江-滇池補(bǔ)水工程；滇池；總磷；總氮；影響

滇池位于昆明市城區(qū)西南面，屬長江流域金沙江水系，是云貴高原上湖面最大的淡水湖泊。滇池為南北向分布，湖體呈弓形，正常水位下平均水深4.4m，湖水面積約300km2，湖容12.9億m3。滇池水域分為草海、外海兩部分。外海位于滇池中南部，為滇池的主體，其唯一出口為海口中灘閘。

20世紀(jì)70年代以后，隨著昆明市城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，進(jìn)入滇池的生產(chǎn)和生活污水大量增加，導(dǎo)致滇池水體富營養(yǎng)化程度不斷加重，常年暴發(fā)藍(lán)藻，水質(zhì)逐年變差，嚴(yán)重影響了流域內(nèi)居民的用水及社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

為加快滇池的治理，改善流域水環(huán)境，昆明市政府相關(guān)部門在上級領(lǐng)導(dǎo)下，于2013年9月25日正式啟動了牛欄江—滇池補(bǔ)水工程。本文根據(jù)2011—2014年的水質(zhì)監(jiān)測資料，選擇兩個影響水體富營養(yǎng)化的重要指標(biāo)——總磷和總氮，分析牛欄江-滇池補(bǔ)水工程對滇池中總磷和總氮含量的影響。

1 滇池污染現(xiàn)狀及原因

根據(jù)近幾年的監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，滇池水質(zhì)整體為劣V類，主要污染類型為水體的重度富營養(yǎng)化，水體富營養(yǎng)化因子總磷和總氮長期居高不下，導(dǎo)致藍(lán)藻在夏季頻繁暴發(fā)，整個水域的水質(zhì)不斷惡化。污染原因主要有以下兩方面：

（1）盤龍江、寶象河等主要入湖河流將大部分含氮磷的污染物從滇池北部輸送進(jìn)入外海，而唯一出水口?？谥袨╅l位于滇池的西南側(cè)，污染物從入湖到出湖的路線較長，加之滇池水流緩慢，湖水滯留時間長，導(dǎo)致污染物積存在湖內(nèi)，水體污染不斷加重。

（2）隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，滇池流域內(nèi)人口劇增，氮磷含量較高的生活污水大量進(jìn)入座落于昆明市下游的滇池，水體的污染速度超過了治理速度，入湖污染物不斷積累，滇池水體富營養(yǎng)化的狀況難以改善。

2 牛欄江-滇池補(bǔ)水工程介紹

2.1 補(bǔ)水工程概況

牛欄江-滇池補(bǔ)水工程主要由德澤水庫水源樞紐工程、干河提水泵站工程及輸水線路工程組成。在德澤大橋上游4.2km的牛欄江干流上修建壩高142m、總庫容4.48億m3的德澤水庫；在距大壩17.3km的庫區(qū)建設(shè)裝機(jī)9.2萬kW、揚(yáng)程233m的干河提水泵站；建設(shè)總長為115.85km的輸水線路，由泵站提水送到輸水線路渠首，輸水線路落點在盤龍江松華壩水庫下游2.2km處，利用盤龍江河道輸水到滇池。

該工程于2013年9月25日實現(xiàn)通水，12月28日正式投入運(yùn)行，并于2014年5月15日暫停向滇池補(bǔ)水，轉(zhuǎn)而開展為期2～3個月的正常工程檢修。截至?xí)和r，工程已累計向滇池補(bǔ)水近2.16億m3，其中2013年9月23日—10月3日補(bǔ)水0.1億m3，12月28日—2014年5月15日補(bǔ)水2.06億m3。

2.2 引水水質(zhì)情況

工程水源地德澤水庫壩址斷面多年平均水質(zhì)狀況為CODMn1.7mg／L，TP 0.055mg／L，TN 0.76mg／L，其規(guī)劃水質(zhì)目標(biāo)為湖庫III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，目前除TP指標(biāo)略有超標(biāo)外，CODMn和TN均基本滿足其水質(zhì)保護(hù)要求［1］。

3 補(bǔ)水前后滇池外?？偭缀涂偟兓闆r及原因分析

3.1 總磷變化趨勢及原因分析

2011—2014年（共監(jiān)測48次），滇池外海8個點總磷監(jiān)測數(shù)據(jù)年平均值見表1，變化趨勢見圖1。由監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化圖可以看出，4年間，外海各點總磷含量年均值整體呈下降趨勢。2011—2012年，除滇池南1點的總磷含量年均值上升了0.006mg／L以外，其余7個點含量均下降，其中暉灣中和羅家營兩點下降比較明顯，分別降低了0.026mg／L和0.016mg／L，另外5個點降幅都不大，整體年均值同比上一年降低0.007mg／L，降幅為0.4%。2012—2013年，牛欄江補(bǔ)水入湖后，通過以清釋污進(jìn)行水體置換［2］，含磷污染物被稀釋；同時，引水入滇可以加大滇池的水體交換量，提高湖水流速，增加水力的沖刷率［3］，出湖水帶走了大量污染物，受雙重因素影響，8個監(jiān)測點總磷含量年均值均降低。其中，觀音山東1點變化最明顯，下降了0.046mg／L，降幅為25.3%；觀音山中、觀音山西和滇池南分別降低了0.017mg／L、0.014mg／L和0.013mg／L；其余4個點降幅不大，整體年均值同比上一年降低0.014mg／L，降幅為8.5%。2013—2014年，持續(xù)補(bǔ)水使得污染物進(jìn)一步稀釋，同時水循環(huán)的加快帶走了更多的污染物，提升了水體的自凈能力，8個點總磷年均值同比上年再次降低，且整體下降程度明顯高于以往兩年。其中，觀音山東、觀音山中和滇池南3點降幅較小，其余5點含量下降都比較明顯。下降最快的點為?？谖?，降低了0.028mg／L，降幅為19.0%。暉灣中和白魚口均比上年降低0.025mg／L，降幅分別為14.5%和15.5%，整體年均值同比上一年降低0.017mg／L，降幅為11.3%。

表1 2011—2014年滇池外海各點總磷含量年均值（mg／L）

對48個監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行同月份整體月均值對比，2011—2014年外海總磷含量月均值及變化趨勢圖分別見表2和圖2。由數(shù)據(jù)及變化趨勢圖可以看出，2013年9月25日開始補(bǔ)水后，由于引入的清潔水稀釋了污染物，同時促進(jìn)了水體循環(huán)帶走了大量污染物，9月份的總磷月平均值比8月份降低了0.060 mg／L，降幅為34.1%。由于補(bǔ)水工程加快了滇池水體的流動，促進(jìn)了沉積污染物轉(zhuǎn)移，9—12月，總磷含量產(chǎn)生了波動，但波動幅度比剛開始補(bǔ)水時小。2014年1月總磷含量月均值比2013年12月下降了0.063 mg／L，降幅為37.5%，達(dá)到了整個補(bǔ)水過程中的最大變化值。2014年2月含量月均值與1月份相差不大，3—7月總磷含量月均值產(chǎn)生了比較平穩(wěn)的波動，7月份的含量（0.171 mg／L）為全年最高。7—12月，除11月的含量比10月略有上升（上升0.002 mg／L）外，總磷含量一直呈下降趨勢，12月的含量達(dá)到了補(bǔ)水以來的最低值，為0.086 mg／L。

綜上可知，補(bǔ)水工程通過引牛欄江清潔水入滇，對滇池中總磷含量起到了稀釋作用，并通過加快滇池水循環(huán)排出了大量含磷污染物，有效地降低了水體中總磷的含量，改善了滇池水質(zhì)。

表2 2011—2014年滇池外海各月總磷月均值 （mg／L）

3.2 總氮變化趨勢及原因分析

2011—2014年（共監(jiān)測48次）滇池外海8個點總氮含量年均值見表3，變化趨勢見圖3。由數(shù)據(jù)及變化趨勢圖可知，2011—2014年，外海各監(jiān)測點的總氮含量年均值均呈下降趨勢。2011—2012年，各監(jiān)測點總氮含量下降趨勢均比較明顯，總氮含量整體下降了0.49 mg／L，整體降幅為18.83%，下降最大值為0.59mg／L（滇池南），最大降幅為21.54%（?？谖鳎?013年9月牛欄江補(bǔ)水入湖后，含氮污染物被稀釋，同時受湖泊進(jìn)出水量顯著增加影響，湖泊換水周期顯著縮短，水體的交換性能得到顯著增加，出湖水量大幅度增加帶走了大量污染物，各點總氮含量同比2012年均有所下降，總氮含量整體下降了0.09 mg／L，整體降幅為4.40%。2014年，持續(xù)補(bǔ)水使污染物進(jìn)一步稀釋，同時水循環(huán)的加快帶走了更多的含氮污染物，各點總氮含量同比2013年都明顯降低，且降幅均大于前一年，外?？偟w年均值下降了0.30 mg／L，降幅為14.8%。

表3 2011—2014年滇池外海各點總氮含量年均值（mg／L）

滇池外?？偟康脑戮狄姳?，月均值變化趨勢圖見圖4。2013年開始補(bǔ)水以后，由于總氮被稀釋，同時水循環(huán)加快、出水量增加攜帶了大量總氮，9月份的總氮月均值比8月份下降了0.9 mg／L，降幅為39.3%。由于水循環(huán)加快，沉積的總氮受水流沖擊會導(dǎo)致總氮產(chǎn)生一定的波動，10—12月總氮含量有所回升，到2014年1月和2月又逐步下降。2014年3月總氮含量回升達(dá)到2.44 mg／L，為補(bǔ)水以后的最大值。之后，除6月略有回升外，總氮含量一直下降至8月，并在8月達(dá)到補(bǔ)水以后的最低值（1.37 mg／L）。9—12月，總氮含量平穩(wěn)回升，但整體值低于以往3年?？梢钥闯觯a(bǔ)水工程補(bǔ)充的清潔水對總氮具有稀釋作用，同時水循環(huán)加快促進(jìn)了含氮污染物的轉(zhuǎn)移，使滇池外海各點總氮月均值產(chǎn)生平穩(wěn)波動，但整體總氮含量呈現(xiàn)下降趨勢。

綜上可知，補(bǔ)水工程實施以后，從牛欄江引入滇池的清潔水能夠有效稀釋總氮含量，同時水循環(huán)的加快能夠促進(jìn)含氮污染物的排出，滇池外海總氮含量整體降低，水質(zhì)得到了改善。

表4 2011—2014年滇池外海各月總氮含量月均值 （mg／L）

4 結(jié)論

牛欄江-滇池補(bǔ)水工程啟動以后，引入的清潔水通過水體置換對滇池中的總磷和總氮具有稀釋作用；同時，補(bǔ)水增加了滇池進(jìn)出水量，加快了湖泊自身水循環(huán)，通過縮短湖泊換水周期排出了大量的總磷和總氮。牛欄江補(bǔ)水滇池后，明顯地降低了總磷和總氮含量，減輕了滇池湖體的富營養(yǎng)化程度，能夠有效幫助滇池提升自凈能力，改善湖泊水質(zhì)。在以后的監(jiān)測過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)滇池中總磷、總氮監(jiān)測值升高時，可通過補(bǔ)水工程對滇池進(jìn)行供水來降低水體總磷和總氮含量，改善水體富營養(yǎng)化程度。

［1］徐天寶，馬巍，黃偉.牛欄江—滇池補(bǔ)水工程改善滇池水環(huán)境效果預(yù)測 ［C］／／中國環(huán)境科學(xué)年會學(xué)術(shù)年會論文集. 2013：2610-2615.

［2］陳欣，周云，顧世祥.牛欄江—滇池補(bǔ)水工程運(yùn)行調(diào)度管理研究［J］.中國水利，2013（20）：15-16.

［3］郭懷成，孫延楓.滇池水體富營養(yǎng)化特征分析及控制對策探討［J］.地理科學(xué)進(jìn)展，2002，21（5）：500-506.

Im pacts of W ater Supply Engineering from Niulanjiang River to W aihai of Dianchi Lake on the Content of Total Nitrogen and Total phosphorus

ZHANG Guo-han，GAO Yuan
（Kunming Center of Environmental Monitoring，Kunming Yunnan 650228，China）

The changes of the concentrations of total nitrogen and total phosphorus before and after the construction of the water supply engineering from Niulanjiang River to Waihai of Dianchi Lake was analyzed aswell as the reasons based on the water qualitymonitoring data from the year of 2011 to 2014.The results showed that the water from Niulanjiang River obviously decreased the concentrations of total nitrogen and total phosphorus and alleviated the eutrophication degree ofWaihia and improved the water quality of Dianchi Lake.

water supply engineering of Niulanjiang River to DianchiLake；Dianchi Lake；total phosphorus；total nitrogen；impact

X52

A

1673-9655（2015）05-0022-05

2015-03-17