洱海水質(zhì)演變特征及主要影響因子分析

馬 巍，蘇建廣，楊 洋，蔣汝成，吳金海

（1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 水生態(tài)環(huán)境所，北京 100038；2.云南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，云南 昆明 650021）

1 研究背景

洱海是大理的母親湖，優(yōu)美的自然環(huán)境和水源條件不僅為大理白族人民的世代繁衍生息提供了安全保障，并孕育了優(yōu)秀的白族文化，留下了“大理古城”歷史文化遺跡和“云南印象”現(xiàn)代文化名片，已成為國(guó)內(nèi)外游客的打卡地。伴隨著近30年來(lái)旅游業(yè)和湖區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，流域水土資源的不合理開(kāi)發(fā)、洱海水生態(tài)系統(tǒng)逐步退化、湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程加快、洱海水質(zhì)不斷下降等問(wèn)題日益突出。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者針對(duì)洱海水質(zhì)、水體富營(yíng)養(yǎng)化演替及水生態(tài)系統(tǒng)退化等方面都進(jìn)行了大量的研究［1-5］，但在新時(shí)代治水新思路指引下，按照習(xí)總書(shū)記提出的十六字治水思路“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”，洱海保護(hù)治理“七大行動(dòng)”、“八大攻堅(jiān)戰(zhàn)”等措施在快速有序推進(jìn)和落實(shí)，近幾年洱海水質(zhì)也出現(xiàn)了一些積極和可喜的變化。洱海作為受人類活動(dòng)嚴(yán)重干擾的大型湖泊，影響因素眾多，水質(zhì)演變過(guò)程十分復(fù)雜，因此，本文結(jié)合近3年來(lái)洱海保護(hù)治理措施下的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及其環(huán)境背景條件，分析洱海水質(zhì)變化過(guò)程，識(shí)別影響洱海水環(huán)境演變的主要環(huán)境因素及其環(huán)境敏感程度，提出推進(jìn)洱海水質(zhì)持續(xù)性改善的對(duì)策措施，以期為洱海流域水環(huán)境綜合治理和湖泊水生態(tài)保護(hù)提供科學(xué)的技術(shù)支持。

2 研究區(qū)概況

洱海地處云南省大理白族自治州中心地帶，隸屬瀾滄江流域一級(jí)支流黑惠江的支流，是云南省的第二大高原淡水湖泊，是大理市和周邊鄉(xiāng)村居民的生產(chǎn)生活用水供給源地，屬國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)的水域之一。洱海形似耳狀，略呈狹長(zhǎng)形，南北長(zhǎng)42.5 km，東西寬5.9 km，湖岸線長(zhǎng)128 km，呈北北西一南南東向展布（見(jiàn)圖1）。洱海最高水位1966.00 m，對(duì)應(yīng)蓄水湖容29.59億m3，法定最低運(yùn)行水位1964.30 m，對(duì)應(yīng)湖容25.34億m3［6］。洱海最大湖泊水面積252 km2，最大水深21.3 m，平均水深10.6 m，流域面積2565 km2。

洱海流域?qū)賮啛釒Ц咴撅L(fēng)氣候區(qū)，多年平均氣溫15.1℃，年均降水量1060 mm，湖面年均蒸發(fā)量1208 mm。洱海水量補(bǔ)給主要為大氣降水和入湖徑流，環(huán)湖周邊主要入湖河流有29條（流域水系見(jiàn)圖1），其中北部為洱源和鄧川盆地，主要入湖河流有彌苴河、永安江、羅時(shí)江，入湖水量約占全湖比重為54.0%；西部為藏滇褶皺系，點(diǎn)蒼山屏列于洱海西岸，主要入湖河流有蒼山十八溪及棕樹(shù)河，入湖水量約占27.2%；東部有鳳尾箐、玉龍河、南村河、下和箐，入湖水量約占0.2%；南部入湖河流有波羅江、白塔河2條，入湖水量約占3.8%。湖周主要入湖溝渠有125條，大多分布在洱海西部蒼山區(qū)域，入湖水量約占14.8%。洱海有2個(gè)出口，分別是位于南部的西洱河及東南角的引洱入賓隧洞，其中西洱河多年平均出湖水量6.97億m3，引洱入賓隧洞自1994年建成以來(lái)多年平均引水量0.71億m3。

圖1 洱海流域水系圖

3 數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法

3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 水質(zhì)數(shù)據(jù)主要來(lái)自大理白族自治州環(huán)境監(jiān)測(cè)站、大理市環(huán)境監(jiān)測(cè)站龍龕、塔村、小關(guān)邑、湖心3、桃源5站2008—2019年逐月水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料和2018年洱海主要入湖河流逐月水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，水質(zhì)指標(biāo)主要包括化學(xué)需氧量（COD）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、總磷（TP）、總氮（TN）、氨氮（NH3-N）、透明度和葉綠素等。水量數(shù)據(jù)主要來(lái)自于大理白族自治州水文水資源局編制《洱海水資源監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)年報(bào)》，逐日降雨、蒸發(fā)資料及風(fēng)場(chǎng)資料主要來(lái)自于國(guó)家氣象局網(wǎng)站下載的大理州國(guó)控站數(shù)據(jù)。

3.2 研究方法

3.2.1 水質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)法 在水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中采用單因子評(píng)價(jià)，即取某一評(píng)價(jià)因子的多次監(jiān)測(cè)平均值，與該因子的標(biāo)準(zhǔn)值相比較，當(dāng)有一項(xiàng)指標(biāo)超過(guò)其水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)功能的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，就表示該水體已經(jīng)不能完全滿足該功能的要求。

3.2.2 綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法 在洱海湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)中，根據(jù)沈曉飛等［7］對(duì)《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》（SL 395-2007）中推薦的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法和《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法（試行）》（環(huán)辦［2011］22號(hào)）中推薦采用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法（TLI（∑））對(duì)比分析，結(jié)果表明，洱海水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)宜采用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法，其分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表1中的規(guī)定。

表1 湖泊（水庫(kù)）營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算公式為：

式中：TLI(Σ )為綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；TLI（j）為第j種營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；Wj為第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重。

3.2.3 徑流還原水量平衡法 根據(jù)洱海大關(guān)邑水位站的實(shí)測(cè)水位觀測(cè)資料、西洱河天生橋水文站和“引洱入賓”隧洞出湖流量資料、大理氣象站蒸發(fā)觀測(cè)資料，再結(jié)合洱海流域內(nèi)的工農(nóng)業(yè)用水資料等，按徑流還原水量平衡公式（式（2））還原得到洱海1960—2018年的天然和實(shí)際入湖徑流系列。流域內(nèi)人類活動(dòng)影響下各入湖河流和溝渠實(shí)際入湖水量按供-用-耗-排水量平衡公式（式（3））計(jì)算，洱海水量平衡按湖泊水量平衡公式（式（4））計(jì)算。

徑流還原水量平衡計(jì)算公式為：

式中：W天然為月入湖徑流及湖面產(chǎn)水總和；W出湖為月出湖總水量；ΔV為湖內(nèi)月蓄水變量（ΔV=V月末-V月初）；W蒸發(fā)為流域水面月蒸發(fā)損失量；W農(nóng)灌為流域月農(nóng)業(yè)灌溉耗水量；W工業(yè)為流域月工業(yè)凈耗水量；W生活為流域月生活凈耗水量；W引水為外流域月引水量；W濕地為流域濕地月凈耗水量。

實(shí)際入湖水量計(jì)算公式為：

式中：W入湖為各入湖河流和溝渠月實(shí)際入湖水量；W天然為各入湖河流和溝渠月天然徑流量；W供水為生產(chǎn)生活月供水量；W蒸發(fā)為入湖河流單元內(nèi)蓄水工程水面月蒸發(fā)損失量；W濕地為入湖河流單元內(nèi)濕地月消耗水量；W外排雨水為環(huán)湖截污工程月外排雨污水量；ΔV為入湖河流單元內(nèi)蓄水工程月蓄水變量；W回歸為生產(chǎn)生活用水月回歸水量。

洱海湖體水量平衡計(jì)算公式：

式中：ΔV為洱海月蓄水變量；W湖面降雨為洱海252 km2湖面月降雨水量；W湖面蒸發(fā)為洱海湖面月蒸發(fā)水量；W農(nóng)提為沿湖提水灌溉月供水量；W生活工業(yè)提為沿湖工業(yè)生活月供水量；W引洱入賓為引洱入賓月引水量；W西洱河出流為西洱河節(jié)制閘月出湖量。

4 洱海水質(zhì)年內(nèi)變化特點(diǎn)及年際演變特征

4.1 洱海水質(zhì)年內(nèi)變化特點(diǎn) 根據(jù)湖區(qū)各站點(diǎn)的逐月水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，2018年（平水年型）洱海湖區(qū)各主要水質(zhì)指標(biāo)（COD、CODMn、TP、TN）年均濃度分別為16.10 mg/L、3.75 mg/L、0.028 mg/L、0.62 mg/L，分屬Ⅲ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅲ類，洱海整體水質(zhì)類別為Ⅲ類。根據(jù)2018年洱海各指標(biāo)年內(nèi)變化過(guò)程（見(jiàn)圖（2）），COD、CODMn、TP 3指標(biāo)在1—5月、11月、12月均滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中的湖泊Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，年內(nèi)水質(zhì)超標(biāo)月份均集中在雨季（6—10月），主要受雨季降雨徑流攜帶大量面源負(fù)荷、農(nóng)田退水溝渠滯留的污染物隨初期雨水集中入湖和湖濱帶水生植物腐解過(guò)程中大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被釋放向水體［8］等綜合影響所致。

4.2 洱海水質(zhì)年際變化特征 2019年洱海湖區(qū)整體水質(zhì)類別為Ⅲ類，水質(zhì)類別控制指標(biāo)為COD和TN，NH3-N、CODMn、TP及一些重金屬指標(biāo)均滿足湖泊Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。從近12年洱海水質(zhì)變化過(guò)程（見(jiàn)圖3）來(lái)看，除NH3-N、透明度2項(xiàng)指標(biāo)外，2019年洱海的TP、TN、COD指標(biāo)濃度均較2008年有不同程度的升高，污染物濃度增幅分別為27.43%、62.80%、6.73%；從年際變化過(guò)程來(lái)看，TP、TN、COD 3指標(biāo)均呈現(xiàn)波動(dòng)式變化特點(diǎn)，其中COD指標(biāo)在2010年達(dá)到極大值（17.5 mg/L），隨后在2010—2015年期間呈逐年降低過(guò)程，2015年達(dá)到極小值（13.3 mg/L），隨后于2018年又出現(xiàn)極大值點(diǎn)（16.1 mg/L）；TP指標(biāo)在2016年出現(xiàn)極大值（0.029 mg/L），2016年之前洱海TP指標(biāo)濃度總體呈現(xiàn)逐年升高過(guò)程，自2017后洱海TP指標(biāo)濃度呈現(xiàn)快速下降的變化特點(diǎn)；TN指標(biāo)濃度在2019年達(dá)到極大值（0.63 mg/L），2009—2014年期間呈逐年降低過(guò)程，2014—2019年又出現(xiàn)逐年升高的變化特點(diǎn)。

洱海湖區(qū)各指標(biāo)水質(zhì)濃度變化過(guò)程呈現(xiàn)不同的變化特點(diǎn)，這不僅與洱海流域快速發(fā)展的湖區(qū)經(jīng)濟(jì)、旅游業(yè)、高原農(nóng)業(yè)種植等產(chǎn)污環(huán)節(jié)關(guān)系密切，而且受環(huán)湖截污、農(nóng)業(yè)面源污染治理、入湖污染物末端攔截及近期實(shí)施“搶救式”洱海保護(hù)治理舉措等影響，同時(shí)與流域水雨情條件、水污染治理措施、湖濱帶水生植物演替及其是否被及時(shí)收割等關(guān)系密切。

4.3 洱海水體富營(yíng)養(yǎng)化演變過(guò)程 2010—2019年期間洱海綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TLI）為38.8～43.1，均為中營(yíng)養(yǎng)水平。從近年來(lái)洱海的TLI年際變化過(guò)程來(lái)看（見(jiàn)圖4），自2014年起洱海的TLI呈逐年升高變化過(guò)程，其中2014—2017年期間水體富營(yíng)養(yǎng)化升高趨勢(shì)較為明顯（TLI年均增加1.1），2017—2019年期間洱海TLI升高的態(tài)勢(shì)明顯趨緩（TLI年均增加0.3），說(shuō)明自2016年起開(kāi)啟的“搶救式”保護(hù)洱海模式對(duì)減緩洱海水體富營(yíng)養(yǎng)化的演變進(jìn)程、保護(hù)洱海水質(zhì)是有效的，同時(shí)在水體富營(yíng)養(yǎng)化各評(píng)價(jià)指標(biāo)（CODMn、TP、TN、透明度和葉綠素a）中，葉綠素a是影響和控制洱海水體富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的決定性因素，并與TLI的年際變化特征基本一致（見(jiàn)圖4），因此利用水生植物治理富營(yíng)養(yǎng)化水體的機(jī)理機(jī)制［9］來(lái)抑制藻類的生長(zhǎng)與繁殖是近期盡快遏制洱海富營(yíng)養(yǎng)化水平逐步升高的重要舉措。

圖4 近年來(lái)洱海湖區(qū)富營(yíng)養(yǎng)演變變化過(guò)程

5 洱海水質(zhì)演變的主要影響因素分析

綜合2018年洱海水質(zhì)年內(nèi)變化特點(diǎn)、2008—2019年洱海水質(zhì)年際變化過(guò)程及水體富營(yíng)養(yǎng)演變趨勢(shì)，驅(qū)動(dòng)洱海水質(zhì)演變的主要影響因素主要包括流域水文情勢(shì)、面源負(fù)荷輸入、水資源條件約束、水生植被演替與水生植物收割管理等幾個(gè)方面。

5.1 流域水文情勢(shì)是影響洱海水質(zhì)年際波動(dòng)變化的關(guān)鍵因子 洱海流域干濕季節(jié)分明，旱季（12月至次年5月）降雨量?jī)H約占全年10%，約90%的入湖徑流都集中在6—11月，因此受雨情條件影響和控制的入湖徑流是洱海水質(zhì)年際變化的關(guān)鍵環(huán)境因子。根據(jù)水文還原分析和水量平衡計(jì)算，洱海1960—2018年多年平均天然徑流量為11.7億m3，扣除流域內(nèi)生產(chǎn)生活消耗及環(huán)湖截污工程外排水量2.47億m3，多年平均入湖水量6.88億m3，考慮湖面降雨后洱海多年平均入湖水量9.23億m3（年際變化過(guò)程見(jiàn)圖5），扣除湖面蒸發(fā)損失（多年平均3.13億m3）后洱海多年平均凈水資源量?jī)H為6.10億m3。

圖5 洱海1960—2018年陸地徑流及湖面降雨水量過(guò)程

從2008—2018年期間洱海流域入湖徑流與湖區(qū)整體水質(zhì)演變過(guò)程分析（以COD和TN為例，見(jiàn)圖6），如2008年為特豐水年（P=8%），2009、2010年為平水年，入湖水量較多，故2009—2010年期間洱海全湖的TN、COD濃度近年來(lái)最高；2011—2015年為連續(xù)枯水年，入湖水量較正常年份減少40%以上，降雨徑流攜帶的污染物大幅度減少，洱海的COD、TN濃度也呈逐年降低過(guò)程；2016—2018年流域來(lái)水屬正常年份，入湖水量較2011—2015年顯著增加導(dǎo)致洱海入湖污染物量明顯增多，故洱海湖區(qū)的COD、TN濃度亦呈逐年升高態(tài)勢(shì)，因此，流域水情條件影響下的入湖徑流是近年來(lái)洱海水質(zhì)年際變化的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子。

圖6 2008—2018年洱海水質(zhì)（COD、TN）與入湖水量年際變化過(guò)程關(guān)系

5.2 農(nóng)田面源負(fù)荷隨降雨徑流入湖是洱海整體水質(zhì)超標(biāo)的關(guān)鍵制約因素 從洱海水質(zhì)年內(nèi)變化過(guò)程來(lái)看（見(jiàn)圖2），洱海湖區(qū)氮磷及有機(jī)污染物來(lái)源以生活點(diǎn)源和面源為主，主要通過(guò)河流和農(nóng)灌排水溝渠在雨季（6—10月）集中入湖。如2018年洱海全年入湖的COD、TP、TN負(fù)荷量分別為10 919噸、131噸、1541噸（其年內(nèi)分布見(jiàn)圖7），其中雨季負(fù)荷約占79.0%～84.8%，非雨季節(jié)僅占15.2%～21.0%，農(nóng)田面源負(fù)荷隨降雨徑流入湖是近年來(lái)洱海湖區(qū)水質(zhì)6—10月嚴(yán)重超標(biāo)和年內(nèi)整體不達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)境因素。因此，針對(duì)點(diǎn)源實(shí)施環(huán)湖截污和尾水外排，針對(duì)農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)以減少化肥施用及水土流失中的肥效損失，針對(duì)農(nóng)村分散式點(diǎn)源建設(shè)柵格化糞池、生態(tài)塘庫(kù)系統(tǒng)以凈化水質(zhì)并回灌于農(nóng)田，并在農(nóng)業(yè)耕作區(qū)與湖濱帶銜接區(qū)建設(shè)生態(tài)調(diào)蓄帶，以攔截調(diào)蓄帶匯流區(qū)的初期雨污水并回用于農(nóng)田灌溉。這些水污染防治措施對(duì)控制點(diǎn)源入湖、減少農(nóng)田面源產(chǎn)生及氮磷流失、減少高濃度初期雨污水入湖均具有十分重要的作用，并將在洱海水質(zhì)演變過(guò)程中逐步顯現(xiàn)出來(lái)。

圖2 2018年洱海湖區(qū)整體水質(zhì)年內(nèi)變化過(guò)程

圖7 2018年洱海入湖污染負(fù)荷年內(nèi)分布過(guò)程

5.3 流域水資源量不足是制約洱海水質(zhì)持續(xù)性改善的重要因素 根據(jù)2018年洱海湖區(qū)17個(gè)常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)逐月水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料和洱海大關(guān)邑水位站逐日水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)得到湖區(qū)整體水質(zhì)（以COD、TP為代表）與洱海月均水位值間的相關(guān)關(guān)系（見(jiàn)圖8）。2018年洱海水位及湖區(qū)COD、TP濃度的最高值均出現(xiàn)在9月，湖區(qū)水位自10月份開(kāi)始下降，到5月份達(dá)到最低值，相應(yīng)的湖區(qū)水質(zhì)濃度也呈逐月降低過(guò)程；同時(shí)隨著雨季來(lái)臨，降雨徑流攜帶大量的農(nóng)田面源負(fù)荷及旱季溝渠積存的點(diǎn)源負(fù)荷入湖，6月份洱海水質(zhì)快速升高，7—9月湖區(qū)水質(zhì)維持在較高的濃度水平。由此說(shuō)明：洱海水位變化與湖泊水質(zhì)具有明顯的關(guān)聯(lián)性，在當(dāng)前流域水資源條件日益短缺的情勢(shì)下，攔蓄含有大量面源污染負(fù)荷的雨季來(lái)水只能維持湖泊水量的基本平衡，無(wú)法利用洱海4.25億m3的調(diào)蓄庫(kù)容來(lái)發(fā)揮其“蓄清排渾”功效，是影響當(dāng)前洱海水質(zhì)年內(nèi)大幅波動(dòng)變化和雨季水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)的重要因素。當(dāng)有外流域來(lái)水改善本區(qū)水資源條件下，減少汛（前）期初期雨污水和農(nóng)田面源負(fù)荷的攔蓄量，將流域內(nèi)6—7月份水質(zhì)較差的來(lái)水盡可能多地排出，攔蓄汛后期相對(duì)清潔的來(lái)水，并由外流域補(bǔ)水適當(dāng)補(bǔ)充本區(qū)水資源量不足的問(wèn)題，從而達(dá)到逐步改善雨季及汛后期的洱海水質(zhì)狀況，有利于促進(jìn)洱海水質(zhì)的持續(xù)性改善。

圖8 2018年洱海水質(zhì)與湖區(qū)水位變化響應(yīng)關(guān)系圖

5.4 水生植物演替對(duì)抑制洱海水體富營(yíng)養(yǎng)化演變并促進(jìn)洱海水生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)具有重要意義淺水湖泊水生植物的整個(gè)生命周期（生長(zhǎng)、衰亡、演替）都參與了湖泊生態(tài)系統(tǒng)生物地球化學(xué)循環(huán)［10］，在水生態(tài)系統(tǒng)牧食食物鏈中扮演著生產(chǎn)者角色，同時(shí)衰亡后為碎屑食物鏈提供有機(jī)質(zhì)［11］，而且水生植物在生長(zhǎng)過(guò)程中可以通過(guò)吸收、過(guò)濾、截留等作用，降低環(huán)境中的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物含量，減輕水體營(yíng)養(yǎng)鹽負(fù)荷［12］，因此水生植物在維持洱海水生態(tài)系統(tǒng)平衡、抑制洱海水體富營(yíng)養(yǎng)化演變并促進(jìn)洱海水生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)發(fā)揮著重要作用。

湖泊底部良好的光照是沉水植物賴以生長(zhǎng)的基本前提，并直接影響沉水植物在湖泊中的最大分布水深［13-14］。自1980年代末起日益頻繁的人類活動(dòng)加快了洱海水體富營(yíng)養(yǎng)化演替進(jìn)程，水體透明度下降對(duì)沉水植物造成了嚴(yán)重的弱光脅迫［15］，沉水植被分布面積亦由1980 s的40%下降至2016年的10%，沉水植物分布水深下限也由1980 s的9～10 m退化到6 m以內(nèi)。綜合其成因，洱海水體富營(yíng)養(yǎng)化和高水位運(yùn)行（特別是春季高水位）是驅(qū)動(dòng)沉水植被演替的主要因子［4］。因此，現(xiàn)階段應(yīng)在大幅度削減陸域點(diǎn)源、面源入湖污染負(fù)荷的基礎(chǔ)上，結(jié)合水資源條件汛前期盡可能多地將水質(zhì)相對(duì)較差的入湖水排出湖外、汛后期攔蓄相對(duì)清潔的入湖水并發(fā)揮洱海“蓄清排渾”功效的水質(zhì)改善需求，優(yōu)化洱海水位調(diào)控，在洱海水溫大于15℃后沉水植物開(kāi)始復(fù)蘇生長(zhǎng)的4—6月低水位（1964.30～1964.60 m）運(yùn)行，7—8月份水體相對(duì)較為渾濁、水體透明度明顯下降時(shí)段維持適當(dāng)?shù)退唬?964.60～1964.80 m）運(yùn)行有利于湖濱帶淺水區(qū)（3～6 m）沉水植物生長(zhǎng)，并為淺水區(qū)沉水植被向適度深水區(qū)（6～10 m）延展創(chuàng)造條件。通過(guò)2017—2018年4—7月適度的低水位調(diào)度實(shí)踐（水位變幅1964.26～1964.79 m）并結(jié)合適當(dāng)?shù)娜斯ば迯?fù)措施（栽種本地種水草），洱海水生植被恢復(fù)性增長(zhǎng)十分顯著，2018年分布面積達(dá)33.4 km2，占比為13.36%。

5.5 水生植被的收割管理是持續(xù)推進(jìn)洱海雨季水質(zhì)改善的重要影響因素 盡管水生植物在生長(zhǎng)過(guò)程中可以通過(guò)吸收、過(guò)濾、截留、富集等作用降低水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽負(fù)荷，但在富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中，過(guò)量繁殖的水生植物在冬天死亡到第二年回春時(shí)，如果未及時(shí)收割，死亡的水生植物腐爛分解釋放的各種營(yíng)養(yǎng)鹽物質(zhì)會(huì)加劇水體富營(yíng)養(yǎng)化程度。一般而言，植物腐解過(guò)程中大部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被釋放向水體，剩余部分隨植物殘?bào)w沉向水底，形成內(nèi)源污染［16］，因此，洱海湖濱帶水生植被自然修復(fù)后的收割管理十分重要，如近幾年洱海年內(nèi)水質(zhì)在5—6月期間會(huì)出現(xiàn)顯著的跳躍式升高，很大可能與過(guò)量繁殖的水生植物在冬天死亡后未及時(shí)收割關(guān)系密切。

以2018年為例，洱海湖區(qū)COD、TP 2指標(biāo)的整體水質(zhì)濃度分別由5月2日的14.13 mg/L、0.020 mg/L升高到6月4日的18.30 mg/L、0.033 mg/L，濃度增幅分別達(dá)29.5%、68.7%，對(duì)應(yīng)該期間洱海的平均水位及其蓄水量為1964.61 m、26.11億m3，洱海中COD、TP負(fù)荷增量分別達(dá)10887.9 t、33.9 t。經(jīng)水量平衡和洱海水環(huán)境數(shù)學(xué)模型［17］估算，該期間經(jīng)陸域和湖面降雨降塵入湖的COD、TP負(fù)荷分別約為624.30 t、8.64 t，僅分別約占該期間COD、TP負(fù)荷增量的5.73%、25.49%，其余增量均來(lái)自于湖體內(nèi)。由此可見(jiàn)引起2018年5—6月期間洱海湖區(qū)水質(zhì)整體顯著跳躍式升高的主要因素很可能是水生植物冬季死亡后隨著氣溫升高植物腐解后短期內(nèi)大量釋放、湖泊沉積內(nèi)源釋放和初期雨污水伴隨著農(nóng)田面源入湖的綜合作用結(jié)果。

6 結(jié)論

（1）通過(guò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，近年來(lái)洱海整體水質(zhì)類別為Ⅱ～Ⅲ類，屬中營(yíng)養(yǎng)水平，年內(nèi)水質(zhì)具有旱季較好、雨季超標(biāo)相對(duì)較重的變化特點(diǎn)，年際間波動(dòng)變化特征明顯，且洱海綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)呈逐年升高變化過(guò)程，主控因素為葉綠素為指示性指標(biāo)的浮游植物生物量。

（2）基于洱海水質(zhì)演變過(guò)程及其影響因素的驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析，農(nóng)業(yè)面源是影響洱海整體水質(zhì)達(dá)標(biāo)并導(dǎo)致雨季水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)境因子，而降雨徑流是洱海流域面源污染物入湖的主要驅(qū)動(dòng)力和載體，入湖徑流量及其年內(nèi)變化過(guò)程是影響洱海水質(zhì)年際趨勢(shì)性變化的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子，水資源短缺形勢(shì)下初期雨污水全部被攔蓄在湖體內(nèi)的水位調(diào)度方式不利于洱海水質(zhì)的持續(xù)性改善及水生植被和湖泊水生態(tài)系統(tǒng)的自然恢復(fù)，多年生水生植被在冬季死亡后未能及時(shí)收割可能對(duì)春夏之交洱海水質(zhì)跳躍式變化產(chǎn)生較大影響。

（3）經(jīng)計(jì)算分析，在外流域補(bǔ)水改善流域水資源條件的情況下，遵循“源頭治理-過(guò)程阻斷-末端攔截-水體水生態(tài)修復(fù)”的全過(guò)程治理思路［18］，強(qiáng)化農(nóng)田面源綜合治理與末端攔截和湖濱帶水生植被的科學(xué)收割管理，通過(guò)西洱河出湖流量調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)洱海年內(nèi)4—7月低水位（1964.30～1964.60 m）調(diào)度運(yùn)行可充分發(fā)揮洱海“蓄清排渾”功效、加快沉水植被的自然修復(fù)并促進(jìn)洱海水質(zhì)的可持續(xù)性改善。