長(zhǎng)江涪陵段磷時(shí)空分布特征研究

盧邦俊 方軍毅 鞠廷勇

（重慶市涪陵環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，重慶 408000）

長(zhǎng)江涪陵段磷時(shí)空分布特征研究

盧邦俊 方軍毅 鞠廷勇

（重慶市涪陵環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，重慶 408000）

文章重點(diǎn)研究了長(zhǎng)江涪陵段的磷（總磷和總?cè)芙庑粤祝┰诓煌?、不同斷面的分布?guī)律．研究表明，不同水期長(zhǎng)江總磷顯現(xiàn)的特征總體為枯水期和平水期明顯高于豐水期；長(zhǎng)江水質(zhì)中總磷以總?cè)芙庑粤诪橹?；受烏江水質(zhì)影響，在混合段存在水質(zhì)的分層現(xiàn)象，并提出了混合段的長(zhǎng)度；同時(shí)，長(zhǎng)江涪陵段的泥沙沉降也不明顯．

總磷；總?cè)芙庑粤?；時(shí)空分布特征

總磷是地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，尤其是三峽水庫(kù)175米蓄水正常運(yùn)行后，長(zhǎng)江中磷的分布特征可能發(fā)生了較大的變化．同時(shí)，近年來(lái)，受烏江上游來(lái)水影響，長(zhǎng)江、烏江重慶段總磷濃度一直維持較高水平．烏江在涪陵城區(qū)匯入長(zhǎng)江，本研究就是為了了解長(zhǎng)江涪陵段的磷（總磷和總?cè)芙庑粤祝┑臅r(shí)空分布規(guī)律及其原因．

1 材料與方法

1.1 樣品采集方法

2014年5月、8月、12月共采集三期水樣，每個(gè)水期連續(xù)監(jiān)測(cè)三天，分別代表平水期、豐水期及枯水期．長(zhǎng)江、烏江共設(shè)置七個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，分別是長(zhǎng)江上的鴨嘴石、長(zhǎng)江大橋、紅光橋、長(zhǎng)江三橋、清溪場(chǎng)、南沱以及烏江的麻柳嘴等，每個(gè)斷面分左、中、右三條垂線，每條垂線分別設(shè)表層（水面下0.5米）、1/2水深及底層（河底上0.5米）三個(gè)點(diǎn)，采樣斷面見(jiàn)圖1．

圖1 采樣斷面示意圖Fig.1 Sketch of investigation stations

1.2 樣品分析測(cè)試方法

水質(zhì)理化監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有水溫、pH、透明度、總磷和總?cè)芙庑粤椎?項(xiàng)．水溫用水溫度計(jì)法、pH采用玻璃電極法、透明度采用塞氏盤(pán)法、總磷和總?cè)芙庑粤撞捎勉f酸銨分光光度法[1]．

2 結(jié)果與分析

2.1 各個(gè)斷面內(nèi)總磷的分布特征

一般認(rèn)為，只有在深水水庫(kù)才會(huì)發(fā)生水質(zhì)的分層現(xiàn)象[2-4]，像三峽水庫(kù)這樣的河流型水庫(kù)也是不會(huì)發(fā)生分層現(xiàn)象的[5]．

從每天的監(jiān)測(cè)結(jié)果看，除長(zhǎng)江三橋外，各個(gè)斷面內(nèi)總磷濃度無(wú)顯著差異，長(zhǎng)江三橋斷面總磷濃度變化受烏江水質(zhì)影響明顯，而且不同的水期分布規(guī)律不一致，監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1~3．

表1 平水期長(zhǎng)江、烏江總磷監(jiān)測(cè)結(jié)果表Tab.1 Concentrations of total phosphorus in normal water season

表2 豐水期長(zhǎng)江、烏江總磷監(jiān)測(cè)結(jié)果表Tab.2 Concentrations of total phosphorus in flood season

表3 枯水期長(zhǎng)江、烏江總磷監(jiān)測(cè)結(jié)果表Tab.3 Concentrations of total phosphorus in dry season

從表1~3可以看出，在平水期，受烏江水質(zhì)影響，長(zhǎng)江三橋斷面中總磷含量呈現(xiàn)左低右高，上低下高的分布，我們認(rèn)為，這是由于烏江從長(zhǎng)江的右岸匯入，烏江總磷含量又明顯高于長(zhǎng)江，烏江水溫比長(zhǎng)江水溫低3~4 ℃，烏江水密度較大，相應(yīng)地在混合區(qū)域，由上到下、由左到右，烏江水質(zhì)含量由低到高，總磷濃度呈現(xiàn)左低右高，上低下高，部分江段呈現(xiàn)出分層現(xiàn)象．

在豐水期，長(zhǎng)江、烏江的流速均較快，混合作用更強(qiáng)，因此，在長(zhǎng)江三橋斷面總磷分布較為均勻，沒(méi)有發(fā)生明顯的分層現(xiàn)象．

在枯水期，長(zhǎng)江三橋斷面總磷含量呈現(xiàn)上低下高，而左中右分布較為均勻，這是由于長(zhǎng)江、烏江的流速較慢，同時(shí)又處于三峽水庫(kù)高蓄水位（174~175米），水力混合作用不明顯，烏江水溫高于長(zhǎng)江水溫1 ℃左右，烏江水密度較小，而烏江總磷含量又低于長(zhǎng)江，烏江水在混合后的表層含量較高，也發(fā)生了分層現(xiàn)象．

由于烏江匯入長(zhǎng)江后，在平水期和枯水期的長(zhǎng)江三橋斷面存在分布不均勻和分層現(xiàn)象，而到了清溪場(chǎng)，水質(zhì)基本均勻，因此，烏江與長(zhǎng)江的混合段并不長(zhǎng)，不超過(guò)10千米．

2.2 各斷面間磷的分布特征

2.2.1 各斷面間總磷的分布特征

由于各個(gè)斷面內(nèi)的總磷分布比較均勻（雖然長(zhǎng)江三橋斷面平水期、枯水期總磷濃度分布不均勻，但一個(gè)斷面有9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，算術(shù)平均值也基本可以代表斷面的平均濃度），因此，采用各個(gè)斷面的各個(gè)點(diǎn)位的算術(shù)平均值作為斷面總磷濃度值來(lái)比較各個(gè)斷面之間總磷濃度的變化情況，見(jiàn)圖2．

圖2 不同水期各斷面總磷分布圖Fig.2 Sketch of distribution of total phosphorus in different seasons

由圖2可以看出，長(zhǎng)江各個(gè)斷面水質(zhì)總磷濃度受烏江影響明顯，如果烏江總磷濃度高，則匯合后總磷濃度上升，反之亦然．兩江匯合前各斷面的總磷濃度基本穩(wěn)定，匯合均勻后總磷濃度也基本保持穩(wěn)定．不同水期長(zhǎng)江總磷顯現(xiàn)的特征總體為枯水期和平水期明顯高于豐水期，這可能是豐水期長(zhǎng)江流量較大（監(jiān)測(cè)期間，以可以參考的長(zhǎng)江寸灘斷面流量對(duì)比，豐水期是平水期及枯水期流量的五倍左右），稀釋作用更為明顯的原因，與文獻(xiàn)報(bào)道[5]一致，但與蓄水初期總磷的分布特征不一致[6]．

2.2.2 各斷面間總磷與總?cè)芙庑粤追植继卣?/p>

為了研究不同水期各斷面總?cè)芙庑粤缀涂偭椎姆植记闆r，同時(shí)也為了了解長(zhǎng)江涪陵段的泥沙沉降情況，我們分別測(cè)定了所有水樣中的總?cè)芙庑粤缀涂偭祝⑷∶總€(gè)斷面的算術(shù)平均值來(lái)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)．不同水期各斷面中總?cè)芙庑粤着c總磷的比值見(jiàn)表4．

表4 不同水期各斷面中總?cè)芙庑粤着c總磷的比值Tab. 4 Ratio of total dissolved phosphorus to total phosphorus

由表4可以看出，對(duì)于平水期和枯水期，由于長(zhǎng)江及烏江中泥沙含量均很低，所以，總?cè)芙庑粤着c總磷的比值較高，達(dá)到90%以上，且變化不明顯，說(shuō)明長(zhǎng)江涪陵段泥沙沉降不明顯．而對(duì)于豐水期，由于長(zhǎng)江水中泥沙含量高，總?cè)芙庑粤着c總磷的比值為56.9%~66.2%，與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[5]，此比值較為穩(wěn)定，且烏江匯入前沒(méi)有升高趨勢(shì)，在匯入后也沒(méi)有升高趨勢(shì)，說(shuō)明在豐水期涪陵段泥沙沉降不明顯，泥沙沉降明顯的江段在涪陵的下游，與文獻(xiàn)報(bào)道部分一致[7]．

3 結(jié) 論

3.1 在平水期和枯水期，烏江匯入長(zhǎng)江后，混合區(qū)域水質(zhì)存在較為明顯的分層現(xiàn)象，而在豐水期，水力混合作用很強(qiáng)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象．

3.2 烏江匯入長(zhǎng)江后，僅在長(zhǎng)江三橋斷面存在分布不均勻的現(xiàn)象，而到了清溪場(chǎng)，水質(zhì)基本均勻，因此，烏江與長(zhǎng)江的混合段并不長(zhǎng)，不超過(guò)10千米．

3.3 長(zhǎng)江各個(gè)斷面水質(zhì)總磷濃度受烏江影響明顯，如果烏江總磷濃度高，則匯合后總磷濃度上升，反之亦然．不同水期長(zhǎng)江總磷顯現(xiàn)的特征總體為枯水期和平水期明顯高于豐水期，這可能是豐水期長(zhǎng)江流量較大，稀釋作用更為明顯的原因．

3.4 對(duì)于平水期和枯水期，長(zhǎng)江中總?cè)芙庑粤着c總磷的比值均較高，達(dá)到90%以上．而對(duì)于豐水期，總?cè)芙庑粤着c總磷的比值為56.9%~66.2%，即三個(gè)水期長(zhǎng)江水質(zhì)中總磷均以總?cè)芙庑粤诪橹鳎L(zhǎng)江涪陵段的泥沙沉降不明顯，在泥沙含量高的豐水期，泥沙沉降明顯的江段在涪陵的下游．

[1]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

[2]董云仙，洪雪花，賀彬，等.云南省高原深水湖泊程海磷形態(tài)分布和變化[J].湖泊科學(xué)，2012，24（3）：341-346.

[3]黎文，吳豐昌，傅平青，等.貴州紅楓湖水體溶解有機(jī)質(zhì)的剖面特征和季節(jié)變化[J].環(huán)境科學(xué)，2006，27（10）：1979-1985.

[4]趙巧華，孫績(jī)?nèi)A，夏秋.兩季洱海、太湖表層混合層的深度變化特征及其機(jī)理分析[J].物理學(xué)報(bào)，2013，62（3）：527-535.

[5]冉祥濱.三峽水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)鹽分布特征與滯留效應(yīng)研究[D].青島：中國(guó)海洋大學(xué)，2009.

[6]張可.三峽水庫(kù)成庫(kù)后對(duì)典型污染物遷移與時(shí)空分布的影響[D].重慶：重慶大學(xué)，2008.

[7]郭宏博.三峽水庫(kù)硅的分布特征及其收支與循環(huán)[D].青島：中國(guó)海洋大學(xué)，2008.

（責(zé)任編輯：朱 丹）

A Study on Temporal-spatial Distribution Characteristics of Phosphorus in Fuling Sector

of Changjiang River
LU Bangjun FANG Junyi JU Tingyong (Chongqing Environmental Monitor Centre of Fuling District, Chongqing 408000)

Distribution characteristics of phosphorous (including total phosphorus and total dissolved phosphorus) in Fuling sector of the Changjiang River in different seasons were studied in this article. The result showed that total phosphorus in dry and normal rainy seasons was higher than that in flood seasons. Total dissolved phosphorus was the main component. Under the influence of the Wujiang River, stratification can be observed in outpouring sections in the Changjiang River. The length of outpouring section was also estimated. Sediment sinking was not obvious in Fuling sector of the Changjiang River.

total phosphorus; total dissolved phosphorus; temporal-spatial distribution characteristics

X8

A

1009-8135（2015）03-0001-03

2015-02-02

盧邦俊（1977-），男，河南新鄉(xiāng)人，重慶市涪陵環(huán)境監(jiān)測(cè)中心高級(jí)工程師，主要研究環(huán)境監(jiān)測(cè)．