魯朗河流域水質(zhì)狀況分析

樊志穎 丁慧慧 陳文盛 李江榮*

（1.西藏農(nóng)牧學(xué)院高原生態(tài)研究所，西藏 林芝 860000；2.西藏生態(tài)安全實驗室，西藏 林芝 860000；3.西藏林芝高山森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站，西藏 林芝 860000）

河流水質(zhì)受地形、氣候、植被和人類活動等因素多層次和多尺度綜合影響，其在時空分布上的差異性很大程度上影響著水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)。水質(zhì)時空分布特征是監(jiān)測和管理河流水質(zhì)有效手段，水質(zhì)評價的信息很大程度來自水質(zhì)時空特征研究[1-2]。通過對流域水質(zhì)時空變化特征研究，結(jié)合流域環(huán)境特征和水質(zhì)時空綜合分析，預(yù)測污染物變化趨勢，不僅能準確描述流域水質(zhì)狀況，同時能準確呈現(xiàn)出地域變異性和流域污染情況，為流域水質(zhì)長期保護與管理方案提供參考依據(jù)[3]。近20年來，我國江河流域經(jīng)濟快速發(fā)展和人口急劇增長，對其流域資源不斷開發(fā)，使環(huán)境遭到嚴重破壞，水質(zhì)狀況呈不斷下降趨勢，嚴重影響流域生態(tài)安全穩(wěn)定[4]。魯朗作為西藏“國際旅游小鎮(zhèn)”的標桿，是西藏第一批規(guī)劃的特色小鎮(zhèn)，其獨特的自然風(fēng)光和藏式文化吸引了無數(shù)游客前來觀光。作為特色旅游小鎮(zhèn)的魯朗，良好的生態(tài)環(huán)境是其可持續(xù)發(fā)展的必要條件[6-10]。魯朗河流域水質(zhì)狀況是其區(qū)域生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵性因子之一。

魯朗河流域（29°32′10.79″～29°57′12.84″N、94°33′49.35″～94°52′17.24″E）位于西藏自治區(qū)林芝市巴宜區(qū)，地處青藏高原東南部，念青唐古拉山脈東南翼的色季拉山麓。流域南北長[1]約為46.1km，東西寬約為32km，面積約為826.75km2，海拔從2 480～6 800m，海拔變化幅度為4 320m，318國道縱貫流域南北。氣候類型屬較典型的亞高山溫帶半濕潤氣候區(qū)，冬溫夏涼、干濕季分明。年平均氣溫-0.73℃，最高月（7月）平均氣溫9.23℃，最低月（1月）平均氣溫-13.98℃。年均降水量1 134.1mm，蒸發(fā)量544.0mm，6~9月為雨季。本文選取魯朗河流域河水為研究對象，設(shè)置共計9個采樣點，結(jié)合植被類型、人類活動和海拔等因素，將魯朗河分為3段，分析各段各樣點水質(zhì)理化指標，總結(jié)魯朗河流域水質(zhì)時空分布特征，并采用綜合水質(zhì)標識指數(shù)法對其水質(zhì)進行評價。以期為區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護（尤其是水環(huán)境保護）提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

綜合考慮魯朗河流域的植被群落類型、人類活動和海拔等因素，在魯朗河上游、中游和下游分別選取3個采樣點（共設(shè)置9個水樣采樣點）：灌從草甸采樣點、大陰坡采樣點和小陰坡采樣點分布在河流上游，并且都是林內(nèi)地表徑流，受人為影響極小；魯朗電站采樣點、魯朗水庫采樣點和扎西崗村采樣點分布在河流中游，且在魯朗鎮(zhèn)居民生活區(qū)內(nèi)，其水質(zhì)受人為影響較大；東久牧場采樣點、東久村采樣點和東久大橋采樣點分布在河流下游。采樣點分布覆蓋整個流域，具有良好的代表性。

在采樣點用“SEBA-多參數(shù)水質(zhì)分析”儀現(xiàn)場測定水溫、鹽度、水密度、電導(dǎo)率、溶解性固體總量（TDS）、pH、溶解氧（DO）、氯離子（Cl-）、鉀離子（K+）、鈣離子（Ca2+）、鈉離子（Na+）、葉綠素等部分水質(zhì)指標。

用準備好的干凈礦泉水瓶在采樣點用表層河水潤洗2～3次后，采集3瓶作為該樣點的樣品，放在保溫箱運回實驗室做理化指標的分析。

1.2 樣品測定方法

結(jié)合地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB3838-2002)以及《水和廢水監(jiān)測分析方法(第4版)》測定總磷（TP）、總氮（TN）、磷酸根離子（PO4

3-）、硫酸根離子（SO42-）、碳酸根離子（CO3

2-）、氨氮（NH4+-N）、化學(xué)需氧量（COD）。

1.3 評價方法

單因子水質(zhì)標識指數(shù)

單因子水質(zhì)標識指數(shù)是由整數(shù)位和二位或三位小數(shù)位組成，其結(jié)構(gòu)為：

式中：X1代表第i項水質(zhì)指標的水質(zhì)類別；X2代表監(jiān)測數(shù)據(jù)在X1類水質(zhì)變化區(qū)間中所處的位置；X3代表水質(zhì)類別與功能區(qū)劃設(shè)定類別的比較結(jié)果，視評價指標的污染程度，X3為一位或兩位有效數(shù)字。

綜合水質(zhì)標識指數(shù)法

綜合水質(zhì)標識指數(shù)法是以單因子水質(zhì)標識指數(shù)為基礎(chǔ)，對河流水質(zhì)進行綜合分析評價。綜合水質(zhì)標識指數(shù)都是由整數(shù)位和三位或四位小數(shù)位組成，其結(jié)構(gòu)為：

式中：m為參加綜合水質(zhì)評價的水質(zhì)單項指標的數(shù)目；P1′，P2′，Pn′分別為第1，2，n個水質(zhì)因子的單因子水質(zhì)指數(shù)，為對應(yīng)單因子水質(zhì)標識指數(shù)中的整數(shù)位和小數(shù)點后第1位（單因子水質(zhì)標識指數(shù)中的X1.X）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同河段水質(zhì)理化特征

2.1.1 pH、水密度

如圖1所示，魯朗河流域pH范圍在6.74～7.81，屬中性水；中游、下游pH值分別為7.58～8.19，7.81～8.08，屬弱堿性水；總體上看pH在不同河段變化不大。水密度在上游0.9992×103Kg/m3；在中下游，水密度小于上游，但中游和下游水密度變化不大分別為0.9986×103Kg/m3，0.9987×103Kg/m3。

圖1 魯朗和流域水密度和pH值

2.1.2 總氮、總磷

如圖2所示，魯朗河流域上游總磷含量0.15～0.52mg/L，總氮含量0.68～1.34mg/L；中游總磷含量0.19～0.50mg/L，總氮含量0.75～2.05mg/L，總氮含量較上游有所上升，總磷含量無明顯變化；下游總磷含量0.23～0.61mg/L，總氮含量2.02～2.38mg/L，兩者較之中游無明顯變化。

圖2 魯朗河流域水的總磷總氨含量

2.1.3 鉀離子、鈣離子、鈉離子

由圖3可知，魯朗河流域上游鉀離子含量0.76～1.08mg/L，鈣離子含量2.56～4.80mg/L，鈉離子含量1.65～2.92mg/L；中游鉀離子含量1.05～1.64mg/L，鈣離子含量4.47～7.77mg/L鈉離子含量2～3.57mg/L，三者含量較上游都有明顯上升；下游鉀離子含量1.22～5.65mg/L，鈣離子含量3.95～8.57mg/L，鈉離子含量2.57～7.73mg/L，較之中游，鈉離子和鉀離子明顯上升，鈣離子含量變化不大。

圖3 魯朗河流域水鉀離子、鈣離子、鈉離子的含量

2.1.4 化學(xué)需氧量、溶解氧

由圖4可知，魯朗河流域水的化學(xué)需氧量比較低，低于地表水環(huán)境質(zhì)量標準Ⅰ類水限值10mg/L?；瘜W(xué)需氧量最小值1.08mg/L出現(xiàn)在上游，最大值1.71mg/L出現(xiàn)在下游，化學(xué)需氧量從上游到下游，隨著海拔的降低逐漸升高。國家地表水環(huán)境質(zhì)量標準Ⅴ類水溶解氧限值為2mg/L，魯朗河流域水中溶解氧的含量均低于限值，最大值為1.71mg/L。

圖4 魯朗河流域水的化學(xué)需氧量和溶解氧

圖5 魯朗河流域水的電導(dǎo)率、鹽度、TDS

2.1.5 電導(dǎo)率、鹽度、TDS

魯朗河流域水中的電導(dǎo)率、鹽度、TDS從上游至下游逐漸升高，且變化趨勢基本一致。

2.2 不同河段水質(zhì)評價結(jié)果

通過表1可以看出，豐水期與枯水期魯朗河流域水的綜合水質(zhì)標識指數(shù)都在大于2小于3，表明魯朗河流域水質(zhì)為Ⅱ類水，不同地段人為干擾不同，導(dǎo)致綜合水質(zhì)標識指數(shù)有一定的差異，但都沒有導(dǎo)致水質(zhì)的惡化。豐水期綜合水質(zhì)標識指數(shù)都大于枯水期，說明在水量豐沛的時候，流域水質(zhì)會混雜著沿岸的一些不確定環(huán)境因素。

表1 不同河段水質(zhì)評價結(jié)果

3 結(jié)論

魯朗河流域是魯朗鎮(zhèn)重要的水源，承載著魯朗的經(jīng)濟與發(fā)展，我國河流水質(zhì)較好的大都在Ⅱ類水-Ⅲ類水，魯朗河流域水質(zhì)為Ⅱ類水，表明水質(zhì)良好，雖然魯朗是旅游城鎮(zhèn)，但隨著社會的發(fā)展，人們的環(huán)保意識逐步提高，魯朗流域的水沒有受到人為污染，有些地段的輕微污染可能是當?shù)匕傩辗拍粱蛏罨顒右鸬?，但在環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的承載力度上。