2008一2022年異龍湖水質(zhì)變化特征研究

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-9655（2025）增-0039-05

0 引言

湖泊是重要的淡水儲(chǔ)存庫，是人類進(jìn)行生活生產(chǎn)的必要資源。異龍湖作為云南省重點(diǎn)高原湖泊之一，地處低緯高原地帶，位于云南省紅河哈尼族彝族自治州的石屏縣境內(nèi)。近20年城鎮(zhèn)化過程中，異龍湖面臨多種生態(tài)問題[1]。

本文以異龍湖2008一2022年水質(zhì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析6個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)：總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（ NH₄⁺-N ）、高錳酸鹽指數(shù)（ ΔI_Mn ）、化學(xué)需氧量（COD）和葉綠素a（Chl-a）濃度的變化特征，以期識(shí)別水質(zhì)指標(biāo)變化趨勢和長期水平，能夠?yàn)楫慅埡磥淼闹卫矸较?、治理重點(diǎn)和提出針對性污染防治措施提供理論依據(jù)。

1研究背景與方法

1.1研究區(qū)域概況

異龍湖（東經(jīng) 102^°28^′～102^°38^′ ，北緯 23^°28^′ 223^°42^′ ）位于云南省紅河哈尼族彝族自治州石屏縣境內(nèi)，屬于珠江水系，處于珠江、紅河兩個(gè)水系的分水嶺地帶。湖面面積 31km² ，流域面積 360.4km² ，正常蓄水位 1414.2m ，相應(yīng)水量 1.16×10⁸m³ ，最低運(yùn)行水位為 1412.67m ，對應(yīng)水量約為 0.69×10⁸m³ 平均水深 ：3.9m ，最大水深 ?5.7m^[1] 0

異龍湖地處低緯度高原，季風(fēng)氣候典型，屬亞熱帶高原季風(fēng)氣候類型，5一10月為雨季，多年平均降水量 919.9mm^[2] 。

年入湖水量約 0.84×10⁸m³ ，其中 59.83% 來自地表徑流， 15.59% 由地下水補(bǔ)給，湖面降水占比24.64%^[3] 。人湖河流主要有城河、城北河、城南河、龍港河、大水河、漁村河，這6條入湖河流控制流域面積占70%以上[4]。

1.2數(shù)據(jù)來源與分析方法

（1）水質(zhì)數(shù)據(jù)源自2008—2022年異龍湖水質(zhì)月報(bào)全湖均值數(shù)據(jù)；蓄水量數(shù)據(jù)源自云南省水利廳2008—2022年云南省水資源公報(bào)[5]

（2）本文參照《GB3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[6]，選取TN、TP、 NH₄⁺ -N、 I_Mn 、COD、Chl-a這6項(xiàng)具有代表性的水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析。

（3）依據(jù)《湖泊（水庫）富營養(yǎng)化評價(jià)方法及分級(jí)技術(shù)規(guī)定》[7]，采用富營養(yǎng)化綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)對異龍湖水體營養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行量化評估和等級(jí)劃分。

（4）采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)衡量兩個(gè)變量之間的相關(guān)性。

2結(jié)果與討論

2.1水質(zhì)年際變化分析

如圖1所示，異龍湖2009一2013年的多個(gè)污染物指標(biāo)達(dá)劣V類， TN 、TP、 I_Mn 、COD、Chl-a含量明顯高于其余年份，水體污染嚴(yán)重。2014—2022年主要污染物含量在大幅下降之后變化相對平穩(wěn)，其中2021年6個(gè)主要污染物含量均出現(xiàn)小幅度升高的趨勢。

2009一2013年受連續(xù)干旱影響，年均水位在1410.91～1413.77m ，月最小蓄水量僅 0.16×10⁸m³ （圖2），異龍湖濕地系統(tǒng)自凈能力衰退，導(dǎo)致水質(zhì)不斷惡化，污染物濃度較高，加上地下水超采嚴(yán)重，水動(dòng)力條件差，水體未得到完全置換[。2008一2012年，異龍湖的平均蓄水量呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢（圖2），水位下降超過 3m^[10] ，污染物蓄積，水質(zhì)急劇惡化。

2019年以來，異龍湖流域干旱少雨，水資源短缺，湖泊水位從最高運(yùn)行水位的 1414.17m 下降至 1412.88m ，由于2016年石屏首個(gè)異龍湖補(bǔ)水工程建成通水，在流域干旱情況下持續(xù)向異龍湖進(jìn)行補(bǔ)水，干旱期間主要污染物濃度小幅度增長，有效的減少了流域降水量減少帶來的不利影響。

2014年，蓄水量初步恢復(fù)（圖2），TN、TP、 I_Mn 、COD、Chl-a含量迅速下降，水質(zhì)大幅向好。2014年后TN、TP、 NH₄⁺. -N含量基本穩(wěn)定，ΔI_Mn 、COD含量呈現(xiàn)小幅度波動(dòng)下降趨勢，Chla含量呈現(xiàn)緩慢上升趨勢。整體而言，2014一2022年異龍湖水質(zhì)恢復(fù)，水質(zhì)在V類、劣V類之間波動(dòng)，2019一2020年保持V類水質(zhì)，其余年份均為劣V類。

2014年水質(zhì)大幅向好，污染物含量迅速下降的原因除了蓄水量的增加（圖2）以外，可能還與旱災(zāi)前后異龍湖采取的相關(guān)治理措施有關(guān)：2006年以來異龍湖實(shí)施小流域治理、生態(tài)養(yǎng)殖、退塘還湖、截污治污等項(xiàng)目；興建村莊環(huán)境整治控制工程、農(nóng)田污染控制工程、流域面山造林綠化控制工程等工程項(xiàng)目，使異龍湖周邊生態(tài)逐步得到恢復(fù)，有效控制了流域內(nèi)生活污染、農(nóng)業(yè)面源污染以及水土流失情況，城市生活垃圾、污水處理率均有所提升，沿湖村莊環(huán)境綜合整治成效明顯。2010年實(shí)施異龍湖恢復(fù)珠江水系源頭工程。自2014年起，石屏縣政府相繼頒布實(shí)施環(huán)保政策，旨在提升豆腐制品行業(yè)的環(huán)保準(zhǔn)入門檻。豆腐生產(chǎn)廢水富含氮化合物、糖類物質(zhì)及鹽分等成分，COD值嚴(yán)重超標(biāo)，其中豆制品加工廢水中COD濃度高達(dá) 4000mg/L （豆腐皮） ～13000mg/L （鮮豆腐）[11]，故在后續(xù)產(chǎn)業(yè)治理過程中建設(shè)豆腐產(chǎn)業(yè)園區(qū)，關(guān)停取締園區(qū)外家庭作坊2500余戶，把豆制品搬進(jìn)園區(qū)統(tǒng)一集中生產(chǎn)、統(tǒng)一產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、統(tǒng)一規(guī)范管理。

以旱災(zāi)過后的連續(xù)年份2014一2022年為評價(jià)期，計(jì)算Spearman秩相關(guān)系數(shù)。

由表1可知，2014一2022年，異龍湖的水質(zhì)呈波動(dòng)狀態(tài)，2019一2020年保持V類水質(zhì)，其余年份為劣V類。所選水質(zhì)指標(biāo)中COD、 I_Mn 與水質(zhì)在單側(cè)檢驗(yàn)顯著水平0.05的情況下呈明顯的相關(guān)性。

故影響異龍湖水質(zhì)的最關(guān)鍵因素是COD、I_Mn ，并且COD、 I_Mn 濃度均顯著下降。

2.2水質(zhì)年內(nèi)分析

2022年異龍湖的主要超標(biāo)污染指標(biāo)為COD、TN，主要污染指標(biāo)為 I_Mn 。故異龍湖目前主要超標(biāo)污染為COD，其次是TN、IMno

水質(zhì)指標(biāo)的時(shí)間變化趨勢分別呈現(xiàn)為：TN、TP、COD、Chl-a含量雨季高于旱季， NH₄⁺ -N含量旱季高于雨季， I_Mn 夏秋高于冬春（圖3）。

初步分析造成異龍湖水質(zhì)指標(biāo)呈現(xiàn)規(guī)律變化的原因如下：

（1）雨季期間隨雨水輸入湖泊的營養(yǎng)元素增多：異龍湖耕地中以水田為主，占流域總面積的14.53% ，水田及旱地等耕作植被集中分布于地形相對平緩且灌溉條件優(yōu)越的壩區(qū)地帶。在雨季期間未經(jīng)作物充分吸收的化肥就會(huì)隨水流入湖內(nèi)，同時(shí)雨季期間地表徑流增加，輸送更多的土壤顆粒和營養(yǎng)元素進(jìn)入水體，形成農(nóng)業(yè)面源污染，加之雨季流域內(nèi)產(chǎn)生的城鎮(zhèn)生活污水排入，造成雨季期間TN、TP、 I_Mn 、COD的上升。

（2）旱雨季溫度差異：異龍湖雨熱同期，夏秋時(shí)期為藍(lán)藻大量生長繁殖期，雨季水溫升高會(huì)促進(jìn)藻類生產(chǎn)，并且加速水中磷釋放，增加水體磷負(fù)荷[12]

對于 ΔI_Mn ，夏季水溫升高可能促進(jìn)藻類生長， 增加營養(yǎng)鹽的消耗和有機(jī)物的產(chǎn)生，從而影響 IMn，導(dǎo)致雨季期間IMn升高[13]

溫度是制約年內(nèi)Chl-a含量的主要因子之一，其可影響浮游生物的生長[14]，雨季期間小幅度的太陽輻射量增加對藍(lán)藻水華的暴發(fā)有促進(jìn)作用[1]，導(dǎo)致異龍湖Chl-a含量雨季高于旱季。

（3）藻類的生長周期：旱季 NH₄⁺ -N含量高于雨季可能與藍(lán)藻的生長周期有關(guān)。夏秋時(shí)期，藍(lán)藻進(jìn)入快速增殖期，通過吸收利用水中的 NH₄⁺. -N作為氮源進(jìn)行生長代謝，導(dǎo)致 NH₄⁺ -N含量降低；冬季藍(lán)藻等水生植物進(jìn)入衰亡期，經(jīng)過微生物分解作用大量的 NH₄⁺ -N被釋放，呈現(xiàn)旱季 NH₄⁺. -N含量升高[15]。

2.3綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)分析

以Chl-a為核心，結(jié)合TN、TP、SD、 I_Mn 共5個(gè)指標(biāo)，運(yùn)用2008一2022年全湖月均值數(shù)據(jù)運(yùn)用湖泊綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)進(jìn)行湖泊富營養(yǎng)化評價(jià)。

計(jì)算得到各評價(jià)指標(biāo)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。異龍湖的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變化范圍在42.83＼～151.62（圖4），根據(jù)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)分級(jí)，2008年指數(shù)在50上下波動(dòng)，處在中營養(yǎng)一輕度富營養(yǎng)之間狀態(tài)；2009—2013年指數(shù)快速上升，處于較高水平，多為重度富營養(yǎng)狀態(tài)；2014年異龍湖水質(zhì)大幅向好，處在輕度富營養(yǎng)一中度富營養(yǎng)之間狀態(tài)；2021—2022年總體在70上下波動(dòng)，多處在中度富營養(yǎng)一重度富營養(yǎng)之間狀態(tài)。

3結(jié)論

（1）異龍湖水質(zhì)特征：異龍湖2009—2013年的TN、TP、 ΔI_Mn 、COD、Chl-a含量明顯高于其余年份，2009一2013年持續(xù)干旱導(dǎo)致蓄水量銳減，水質(zhì)指標(biāo)突變，水質(zhì)大幅下降。旱災(zāi)過后，2014一2022年異龍湖的水質(zhì)在V類、劣V類波動(dòng)，主要為劣V類，通過異龍湖的多項(xiàng)治理工作COD、 I_Mn 的濃度值顯著下降，并且補(bǔ)水工程的實(shí)施有效的應(yīng)對了降水量減少對湖泊水質(zhì)的不利影響。但是異龍湖水質(zhì)現(xiàn)狀仍為劣V類，主要超標(biāo)污染指標(biāo)為COD，其次是TN、 I_Mn ，目前治理主要污染的工作仍然是重中之重。

（2）造成異龍湖水質(zhì)指標(biāo)呈現(xiàn)旱雨季規(guī)律變化的原因主要包括：雨季期間隨雨水輸入湖泊的營養(yǎng)元素增多；旱雨季溫度差異；藻類的生長周期；水體自凈能力的變化。

（3）綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變化情況：近年來異龍湖富營養(yǎng)化狀態(tài)呈緩慢上升趨勢，從中營養(yǎng)一輕度富營養(yǎng)發(fā)展到中度富營養(yǎng)一重度富營養(yǎng)，富營養(yǎng)化加劇。

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Research on the Characteristics of Water Quality Changes in Yilong Lake

LI Hong，LI Chu-han，YANG Zhu，TU Shu-yu，HUANG Yue （CollegeofEarthScience，YunnanUniversity，Kunming65oooo，China）

Abstract：ThemonthlywaterqualitydataofYilongLakefrom2O08to2O22wereanalyzedinthispaper，withthecharacterstics ofwaterqualitychangesbeingexploredandthe Spearmanrankcorrelationcoefficientbeingusedtodeterminethetrends nwater quality.Itwasfoundthatonananualscale，YilongLakewasaffectedbyprolongeddroughtfrom2O09to2013，leading toa deteriorationinwaterqualityithmultiplepollutantindicatorsreachingalevelworsethanGradeV.From2014toO22，significant reductions were observed in key pollutant indices，particularly in COD and I_Mn concentrations.However，the current water quality ofYilongLakeremainedworsethanGradeV，withCODbeingthemainpolutantindexexceedingthestandard，folowedbyTN and I_Mn .Seasonalvariations inwaterqualitywereatributedtochangesintemperature，diferencesinthetransportofsoilparticles andnutrientsetweendryndwetsasos，andtegrowthleofanobacteriaverallfterasigfcantimprovementater quality in2014，theeutrophicationstatusofYilongLakehadbeenobservedtoshowanincreasing trendinrecent years.

Keywords：water quality changes;influencing factors;YilongLake，Yunnan