2014—2018年滇池盤龍江水質變化特征

(昆明市環(huán)境監(jiān)測中心， 云南 昆明 650228)

引水調控工程作為減輕淺水湖泊水華災害和改善水質的應急措施，不僅對水體有稀釋沖刷作用，還能促進湖泊內部水體的流動，強化流域范圍內江、河、湖水系的連通性，從水利工程學角度為湖泊藻類水華控制的研究和應用提供了新的思路，成為1990年以來國際社會及眾多學者關注的焦點[1]。在滇池流域水污染綜合治理的“六大工程”中，外流域引水確定了從牛欄江引水補充滇池生態(tài)用水的方案，是緩解滇池流域內水資源匱乏、湖泊水動力交換不暢和湖水換水周期過長的重要舉措，通過從外流域引水入湖的方式促進滇池水生生態(tài)環(huán)境恢復。

2013年12月牛欄江引水工程正式投入運行，補水經盤龍江進入滇池。盤龍江是流入滇池的最大水系，主源起于嵩明縣梁王山北麓的喳啦箐白沙坡，在岔河嘴與右支甸尾河匯合后入松華壩水庫，松華壩以下進入滇池盆地，河段長26.53km，區(qū)間徑流面積142km2，多年平均徑流量0.53億m3，穿過昆明市主城區(qū)而流入滇池[2]。做為牛欄江引水工程進入滇池的通道，盤龍江水體環(huán)境質量的變化是對引水工程凈水效果的最好響應。本文基于2014—2018年水質監(jiān)測數據，對盤龍江水質TN、TP、NH3-N的濃度變化規(guī)律和趨勢進行分析，并以2013年為時間節(jié)點，對牛欄江引水工程實施前后盤龍江TN、TP和 NH3-N濃度變化進行了探討，以期為深入研究其水環(huán)境質量變化規(guī)律、防控其水質污染提供參考和依據。

1 材料與方法

2014—2018年每月對盤龍江進入滇池的入湖斷面嚴家村橋進行樣品采集分析。TP采用鉬銻抗分光光度法測定，NH3-N采用納氏試劑光度法測定，TN采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定。按照國家《GB3838-2002地表水環(huán)境質量標準》進行水質評價。用Excel 2016軟件進行數據處理，并做圖。

2 結果和討論

2.1 盤龍江水質年度變化特征

盤龍江TN 濃度在2014—2018年總體呈下降趨勢,波動范圍在2.99～4.18mg/L，TN濃度均超過Ⅴ類水標準，其中2014年濃度值最高，超過Ⅴ類水標準1.09倍；2015年濃度值最低，超過Ⅴ類水標準0.5倍；2016年濃度值有所上升，超過Ⅴ類水標準0.8倍；2017、2018年濃度值逐漸下降，分別超過Ⅴ類水標準0.7及0.6倍。

NH3-N濃度在2014—2018年總體呈下降趨勢, 波動范圍在 0.396～0.715mg/L，均達到Ⅱ類水標準。2017年最高，2015年最低，2015年較2014年平均濃度下降，2016—2017年有所上升，2018年逐漸下降。

TP濃度在2014—2018年總體呈下降趨勢, 波動范圍在0.081～0.139mg/L，水質類別達到Ⅱ類或Ⅲ類水標準，2014年最高，2015年最低，2016、2017年有所上升，2018年逐漸下降。雖然盤龍江水質TP在5a期間均達到了河道地表水Ⅲ類標準，但與湖庫標準還有一定的差距。從表1可以看出，TP達到河流水質Ⅱ類水標準(0.1mg/L)的時候，只達到了湖庫水質Ⅳ類水標準，按照湖庫水質標準，盤龍江水質2014、2016、2017、2018年為Ⅴ類、2015年為Ⅳ類。

表1 盤龍江2014—2018年水質結果及評價標準 (mg/L)

Daniel趨勢檢驗，即spearman秩相關系數法，用于衡量環(huán)境污染變化趨勢在統(tǒng)計上有無顯著性，以及監(jiān)測周期的年平均濃度值污染變化趨勢。《環(huán)境質量綜合分析技術導則》中對地表水水質、地下水水質、近岸海域海水水質等的多時段變化趨勢和變化程度分析都推薦使用Spearman秩相關系數法。它是一種非參數統(tǒng)計方法，是用秩相關系數檢驗二元定序變量間線性相關程度，適用于單因素小樣本數的相關檢驗。在各污染因子的變化趨勢、總體分布都呈未知狀態(tài)，且沒有確定值限的情況下，采用此法進行評價可以全面了解水質變化的發(fā)展趨勢，避免單因子評價法的一些不合理因素[3-5]。

從秩相關檢驗結果統(tǒng)計表可看出(表2)，2014—2018年盤龍江水TN、NH3-N、TP呈下降趨勢，但趨勢不顯著，說明盤龍江水氮磷指標水質較穩(wěn)定，隨著河道綜合整治，水質穩(wěn)步下降。

表2 2014—2018年秩相關檢驗結果統(tǒng)計

注：↓表示下降趨勢，↑表示上升趨勢；在檢驗中選取顯著性水平為0.05，查Spearman表，當N=5時Wp=0.900。

2.2 盤龍江水質月變化特征

盤龍江2014—2018年TN月均變化為1—3月緩慢下降，3月濃度值最低，4月開始上升，6月濃度達到最高，9月后開始下降(圖1)。2014—2018年監(jiān)測的60個月中，TN峰值分別出現在2014年9月、2015年7月、2016年6月、2017年7月、2018年6月，濃度值分別為8.33、4.67、5.79、5.86、5.8mg/L。60個月中，濃度值達到Ⅴ類水標準的月份僅占8.3%(圖2)。

NH3-N月變化為1—2月下降，2—6月基本穩(wěn)定，3、4月濃度值最低，7—9月呈上升趨勢，8月濃度達到最高，然后逐漸下降(圖1)。2014—2018年監(jiān)測的60個月中，NH3-N峰值分別出現在2014、2015年9月，2016、2017年8月，2018年9月，濃度值分別為2.22、0.986、2.66、1.48、0.96mg/L。60個月中，濃度值達到Ⅲ類水標準的月份占91.7%，僅有8.3%月份超過Ⅲ類水標準(圖3)。

TP月變化為1—2月下降，2月濃度值最低，3—10月波動上升，10月濃度達到最高，然后逐漸下降(圖1)。2014—2018年監(jiān)測的60個月中，TP峰值分別出現在2014年8月、2015年9月、2016年10月、2017年7月；2018年10月，濃度值分別為0.296、0.137、0.199、0.196、0.28mg/L。60個月中，濃度值達到河流Ⅲ類水標準的月份占95.0%，有5%濃度值高于河流Ⅲ類水標準，但以湖庫水質TP標準評價統(tǒng)計，僅有6.7%達到湖庫Ⅲ類水標準，46.7%達到湖庫Ⅳ類水標準(圖4)。

從以上結果分析可以看出TN濃度的高值主要集中在每年的6—9月，NH3-N濃度的高值主要集中在每年的7—9月，TP濃度的高值主要集中在每年的7—10月，TN、TP是盤龍江水質的主要污染物質。

2.3 盤龍江水質季節(jié)變化特征

根據昆明雨季旱季的劃分，將1—4月、11月、12月劃分為旱季，5—10月劃分為雨季。2014—2018年各年TN、NH3-N、TP濃度雨季、旱季的變化規(guī)律基本一致，總體呈現旱季低雨季高的季節(jié)變化特征。TN雨季平均濃度較旱季高48.8%，NH3-N雨季平均濃度較旱季高93.6%，TP雨季平均濃度較旱季高50.6%。

TN雨季平均濃度與旱季比較，2014年變化比較大，雨季濃度比旱季高165.5%，2015年高45.1%，2016—2018年變化較小，雨季平均濃度比旱季高16.5%、22.7%和33.1%。2014—2018年NH3-N雨季平均濃度較旱季分別高284.3%、98.5%、44.7%、88.7%、48.9%。2014年TP雨季平均濃度較旱季高74.3%，2015年高53.1%，2016年低2.7%，2017年高38.4%，2018年高109.6%。

2.4 牛欄江引水工程運行前后盤龍江氮、磷濃度變化

與牛欄江引水前( 2013年) 相比，牛欄江引水后( 2014—2018年) 盤龍江水質得到了很大改善，TN、NH3-N、TP濃度全年和季節(jié)均值均有不同程度的下降，其中TN濃度年均值較引水前(2013年)下降58.3%、TP濃度下降50.9%、NH3-N濃度下降72.9%。

3 結論與建議

盤龍江TN、NH3-N、TP濃度總體上有不同程度變好的趨勢，水質好轉的原因一是近年來加大了河道綜合整治力度，二是“牛欄江引水”工程發(fā)揮了積極作用，2014—2018年與2013年比較，TN、NH3-N、TP濃度年均值下降幅度為58.3%、50.9%、72.9%。2014—2018年水質總體比較穩(wěn)定，不能忽視的是，盤龍江水質TN 濃度基本一直處于劣Ⅴ類，盡管TN不作為河流考核指標之一，但卻是湖泊富營養(yǎng)化的重要評價考核指標，入湖河流較高的總氮濃度將直接影響滇池湖體水質；盤龍江TP濃度達到了河流水質Ⅲ類標準，但基本超過湖庫水質Ⅲ類標準，這些外源氮、磷的輸入仍將在長時間內對滇池的富營養(yǎng)化產生影響，作為滇池的主要入湖河流，TN、TP仍然是影響盤龍江水質的主要因子。

盤龍江水質TN、NH3-N、TP呈現了雨季濃度高于旱季的總體趨勢，主要原因是雨季時降雨徑流攜帶的地表污染物匯入影響了盤龍江水質，主要污染濃度值峰值集中出現在6—10月，因此應加強河道綜合整治，加大昆明城市的雨水收集、處理力度，特別是雨季削減進入盤龍江的污染物濃度。