中圖分類號:X52 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1673-9655(2025)增-0012-05
0 引言
滇池是云南九大湖泊之首,素有“高原明珠”之稱[1]。同時,作為長江上游和我國西南地區(qū)生態(tài)安全屏障的重要組成部分,對保障區(qū)域乃至全國生態(tài)安全具有重要作用[2]。2023年云南省開展水質(zhì)監(jiān)測的90個主要湖庫中(含重點高原湖泊),水質(zhì)符合I\~Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的有75個,占 83.3% 水質(zhì) N~V 類標(biāo)準(zhǔn)的有10個,占 11.4% ,滇池就是其中之一,滇池草海國控均值為V類、滇池外海國控均值為V類。“十四五”以來滇池水質(zhì)得到改善,草海水質(zhì)連續(xù)3年穩(wěn)定在V類(2021年為Ⅲ類),為30年來最好水平[3]。近年來,受人類活動和氣候變化等因素的影響,滇池流域水環(huán)境問題成因復(fù)雜,識別與診斷技術(shù)方法缺乏,導(dǎo)致治理管控缺少抓手、科學(xué)依據(jù)不足,水環(huán)境問題的精準(zhǔn)識別診斷仍面臨巨大挑戰(zhàn)。本文對滇池2020一2023年的水環(huán)境、水資源及氣象數(shù)據(jù)進行綜合分析,并結(jié)合實地調(diào)研結(jié)果,深入識別了當(dāng)前滇池流域面臨的主要挑戰(zhàn)。在此基礎(chǔ)上,提出了針對性的水環(huán)境保護與治理策略,旨在為滇池流域未來構(gòu)建水環(huán)境一水生態(tài)一水資源一體化綜合管理體系提供科學(xué)依據(jù)和實踐指導(dǎo)。
1材料與方法
1.1研究區(qū)概況
滇池位于昆明主城區(qū)南部,屬長江流域,為普渡河干流上的湖泊,也是昆明城市備用飲用水源地,具備防洪、調(diào)蓄、氣候調(diào)節(jié)等多種功能[2,4]。滇池流域面積 2920km2 ,正常高水位 1887.5m ,平均水深 :5.3m ,湖面面積 309.5km2 ,湖容 15.6Zm3 ,多年平均入湖徑流量9.7億 m3 ,湖面蒸發(fā)量4.41Zm3?[5-7] 。滇池分外海和草海,外海面積大、水深、湖容大,有28條主要河流注入,多年平均入湖徑流量 .9.03?Zm3 ;草海面積小、水淺、湖容小,有7條主要河流注入,多年平均入湖徑流量0.67億m。滇池流域?qū)俣囡L(fēng)地帶,主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng),海拔差異大,最高 2668m ,最低 1887.5m ,地形分山地丘陵、淤積平原和滇池盆地三個層次,可概括為“七山一水兩平原”。
1.2數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理
本文中滇池湖體的水質(zhì)數(shù)據(jù)源自云南省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心,遵循《GB3838一2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》作為評價標(biāo)準(zhǔn)。在滇池湖體內(nèi),共設(shè)置了10個國家控制的監(jiān)測點,其中包括草海的2個監(jiān)測點和外海的8個監(jiān)測點。此外,對主要流入湖泊的34條河流進行了監(jiān)測,涵蓋了37個監(jiān)測斷面,具體為草海的7條河流及其7個監(jiān)測斷面,以及外海的27條河流及其30個監(jiān)測斷面。氣象相關(guān)數(shù)據(jù)則來源于云南省氣候中心。本研究采用了全湖范圍內(nèi)的平均數(shù)據(jù),并運用算術(shù)平均法進行處理。數(shù)據(jù)的分析與可視化工作借助了EXCEL軟件完成。鑒于滇池在“十四五”期間水質(zhì)變化的實際情況,本文僅針對2020一2023年的數(shù)據(jù)進行了深入的相關(guān)性分析。
2結(jié)果與分析
2.1水環(huán)境狀況分析
2.1.1 湖體水質(zhì)狀況
2020一2023年滇池各水質(zhì)指標(biāo)值月際和年際變化波動較大,營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)呈小幅度增長趨勢,滇池外海主要超標(biāo)指標(biāo)為化學(xué)需氧量(COD),滇池草海主要超標(biāo)指標(biāo)為總磷(TP)。其中,滇池外海COD月均值在 20mg/L 上下波動,5-9月COD值比其他月份高。滇池流域補排水方式改變與藻類增殖對COD升高具有一定影響。年際變化COD值呈上升趨勢,“十四五”期間出現(xiàn)最高值 49mg/L ,超過V類標(biāo)準(zhǔn)限值( 9mg/L )1.22倍。截至2023年水體C0D值為 33mg/L ,與2020年持平。滇池草海TP月均值在 0.1mg/L 上下波動,5一9月TP值比其他月份高。由于牛欄江補水源不穩(wěn)定,是滇池草海年中時期總磷濃度異常升高的直接原因。年際變化TP值呈上升趨勢,“十四五”期間出現(xiàn)最高值 0.124mg/L ,超過IV類標(biāo)準(zhǔn)限值( 0.024mg/L )1.24倍。截至2023年水體TP值為 0.083mg/L ,比2020年( 0.069mg/L )濃度增長了約 20.29% (圖1)。
2.1.2 主要人湖河道水質(zhì)狀況
2023年滇池草海7條入湖河流中,水質(zhì)Ⅱ類的有4條,占比為 57.1% ;水質(zhì)Ⅲ類的有2條,占比為 28.6% ;水質(zhì)V類的有1條,占比為 14.3% 。與2022年同期比較,水質(zhì)優(yōu)良率上升了 14.3% 其中新河從V類好轉(zhuǎn)為Ⅲ類、烏龍河從Ⅲ類好轉(zhuǎn)為Ⅱ類外,其余河流水質(zhì)類別無變化。滇池外海27條入湖河流中,2條入湖河流因斷流未開展監(jiān)測,其余25條入湖河流中,水質(zhì)Ⅱ類的有7條,占比為 28.0% ;水質(zhì)Ⅲ類的有12條,占比為 48.0% 水質(zhì)V類的有4條,占比為 16.0% ;水質(zhì)V類的有2條,占比為 8.0% ,與2022年同期相比,水質(zhì)優(yōu)良率上升了 21.4% ,除寶象河、老寶象河從Ⅱ類下降為Ⅲ類,有14條河流類別均有不同程度的好轉(zhuǎn)。
圖1市主城區(qū)
2.2水環(huán)境突出問題
2.2.1氣候變化顯著,旱澇急轉(zhuǎn)特征突出
滇池流域2023年平均氣溫較常年偏高 1.2°C ,為有記錄以來最高,已連續(xù)5年偏高;一年四季均較常年偏高,均為有記錄以來同期最高。從季節(jié)分布來看,2022一2023年冬季較常年同期偏高0.5cC ,比2021—2022年同期偏高 0.6°C ;春季、夏季、秋季分別較常年同期偏高 1.6°C 、 0.9c 和1.3°C ,比2022年同期偏高 1.9°C 、 0.3°C 、 0.6°C ,均為有記錄以來同期最高。同時,流域2023年降水較常年偏少 1.8% ,位列九湖來水趨勢性減少的第八;一年四季中除夏季偏多外,冬、春、秋季均偏少,其中春季偏少 85% ,為有記錄以來同期最少。從季節(jié)分布來看,2022一2023年冬季較常年同期偏少 60.9% ,比2021—2022年同期偏少 66.0% ;春季偏少 85% ,比2022年同期偏少 88.8% ,為有記錄以來同期最少;夏季偏多26.3% ,比2022年同期偏多 44.2% 。
將滇池流域氣象指標(biāo)與湖體環(huán)境指標(biāo)進行Pearson相關(guān)系數(shù)分析發(fā)現(xiàn),氣溫與五日生化需氧量( BOD5 )、高錳酸鹽指數(shù)( IMn )、COD、TP、水溫、營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI)之間呈現(xiàn)顯著正相關(guān),與總氮(TN)、氨氮( NH4+-N )、透明度(SD)之間呈現(xiàn)顯著負相關(guān);降雨量與BOD5 、 ΔIMn 、COD、TP、水溫、TLI之間呈現(xiàn)顯著正相關(guān),與SD之間呈現(xiàn)顯著負相關(guān),表明氣候因素對滇池水質(zhì)狀況具有直接影響(表1)。具體表現(xiàn)為:在汛期期間,隨著降雨量的顯著增加,西壩河、船房河、大觀河等多條人滇河流的污染強度急劇攀升,成為影響滇池整體水質(zhì)的關(guān)鍵因素。另外,據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn),海河巫家壩段、廣普大溝漁村段、盤龍江金色大道段及撈魚河水質(zhì)凈化廠段等區(qū)域,在雨天存在大量未經(jīng)處理的污水直接排入河道的現(xiàn)象,加劇了水體污染。值得注意的是,盡管大青河上游明通河段、船房河上游蘭花溝段、視槽河上游海明河等區(qū)域已設(shè)置截污閘門;但在強降雨天氣下,污水溢流問題依然突出,導(dǎo)致未經(jīng)有效處理的污水隨洪水一同涌入滇池。這不僅增加了滇池水體的可生化物質(zhì)負荷,還直接推動了水體生化需氧量的上升,對滇池水生態(tài)系統(tǒng)健康構(gòu)成了威脅。
2.2.2牛欄江生態(tài)補水水質(zhì)與預(yù)期存在差距
2023年1一11月德澤水庫調(diào)水取水口TP濃度為Ⅲ類,均值 0.05mg/L ,與去年同期比較下降了 0.01mg/L 。2014年以來TP在Ⅲ類 :~N 類波動,2014—2018年為IV類,2019—2023年明顯好轉(zhuǎn)在Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值上下波動??偟獮榱覸類,2023年1—11月均值 4.51mg/L ,超V類標(biāo)準(zhǔn)限值1.255倍,2014年以來總氮濃度呈持續(xù)逐年上升趨勢(圖2、圖3)??偟笜?biāo)雖然不考核,但是持續(xù)補水造成的氮、磷營養(yǎng)鹽的輸入累積,對于滇池水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善是不利的。
2.2.3 2023年藻情加重
據(jù)統(tǒng)計,滇池2023年5一12月監(jiān)測到不同程度的藍藻水華面積數(shù)據(jù)54個,面積為 0.05~93.92km2 ,占湖體水面面積比例為 0.02%~30.15% 。其中2023年6月25日監(jiān)測到的為最大水華面積 93.92km2 ,達到國家重點湖庫水華Ⅲ級預(yù)警啟動閥值(全湖水華面積占水面面積比例( 20% , 40% )),啟動了Ⅲ級預(yù)警。從月份數(shù)據(jù)看,6月 0.24~93.92km2 ,10月 0.05~45.58km2 、11月 81.84km2 和12月0.09~43.22km2 藻情較為嚴重。
2.2.4 流域主要入湖河道整治不到位
按照云南省第二輪中央生態(tài)環(huán)境保護督察整改方案要求,滇池35條入湖河道應(yīng)于2023年底前達到水功能區(qū)劃考核目標(biāo)要求。但實際仍有6條未達到,其中廣普大溝、海河水功能區(qū)劃目標(biāo)為Ⅲ類,目前仍為V類。經(jīng)第三輪中央生態(tài)環(huán)境保護督察發(fā)現(xiàn),海河巫家壩段、廣普大溝漁村段、盤龍江金色大道段、撈魚河水質(zhì)凈化廠段,雨天均有大量污水直排河道。大青河上游明通河段、船房河上游蘭花溝段、枕槽河上游海明河等雖設(shè)有截污閘門,但雨天污水溢流情況突出。其中,明通河段截污閘門2022—2023年溢流70次,總時長達 1800h 。2024年5月19—22日,明通河段截污閘門累計溢流 37h 0造成明通河水質(zhì)急劇惡化,成為黑臭水體,COD、NH4+. -N濃度分別達 62mg/L 、 15.5mg/L ,分別超地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)2.1倍、14.5倍;大觀河因大量污水匯入,DO濃度從 5.6mg/L 降至 1.6mg/L ,水質(zhì)降為劣V類。同時,2024年6月調(diào)查發(fā)現(xiàn),昆明市主城區(qū)6月4一5日,經(jīng)歷了今年首場暴雨后(強降雨始于6月4日20時—5日2時,6h累計雨量超 40mm 的雨量站有27站次達大暴雨級別)。整體上滇池流域汛期污染強度升高的河流增多,除寶象河、馬料河、洛龍河、東大河歷次被通報的河流汛期污染強度依然突出外,西壩河、船房河、大觀河等汛期污染突顯,按歷年通報汛期強度排名情況,通報風(fēng)險較大。此外,從汛期污染強度空間分布來看,滇池流域北部、西部及南部汛期污染強度時空分布特征存在差異(表2)。北部城區(qū)河流汛期污染以生活污染指標(biāo) NH4+. -N為主,污染強度峰值由于河道閘壩調(diào)控影響,呈現(xiàn)滯后性特點,一般峰值出現(xiàn)在強降雨后10h左右。西部呈貢區(qū)、南部晉寧區(qū)河流汛期強度呈現(xiàn)復(fù)雜性特征,污染因子 NH4+ -N、TP、 IMn 均有涉及,時空分布無明顯規(guī)律,如:同處于呈貢區(qū)河流馬料河、洛龍河、撈魚河入汛以來出現(xiàn)強度最高值時間不完全統(tǒng)一,單次強降雨后峰值出現(xiàn)時間短,大約 4~5h 。
3結(jié)論與展望
隨著滇池保護治理進入到后半程,治理投入產(chǎn)出的邊際效益遞減問題日益突出,給未來滇池水環(huán)境的保護與治理帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。針對高原湖泊流域旱澇急轉(zhuǎn)導(dǎo)致汛期污染突出的問題,應(yīng)持續(xù)開展雨季汛期污染負荷調(diào)查研究,分析區(qū)域初期雨水、城鎮(zhèn)中水等再生水資源利用潛力,提高區(qū)域再生水循環(huán)利用率,研究滇池流域水質(zhì)凈化廠尾水補水科學(xué)調(diào)度方案。在此基礎(chǔ)上,加快構(gòu)建滇池流域區(qū)域再生水循環(huán)利用體系,推進雨洪資源化利用,力求在雨季合流污水溢流污染控制方面取得突破。此外,明確并量化重大治理工程或措施對滇池水環(huán)境改善的實際貢獻至關(guān)重要。這要求我們客觀評價牛欄江補水工程持續(xù)運行對滇池水質(zhì)提升的支撐效能,并預(yù)先規(guī)劃滇中引水工程實施后滇池流域的水資源優(yōu)化配置方案,確保補水工程能夠最大程度地發(fā)揮其對滇池保護治理的積極作用??傊?,在人類活動日益頻繁和氣候變化不斷加劇的背景下,滇池保護治理工作步入了全新的階段,面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。為應(yīng)對這些挑戰(zhàn),應(yīng)采取更加科學(xué)、系統(tǒng)且全面的措施,不斷優(yōu)化治理策略,提升治理效率與效益,為滇池水環(huán)境的持續(xù)改善與保護貢獻力量。
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Major problems, Countermeasures for Environmental Protection and Management of Lake Dianchi Under Climate Change
HU Wen, JIANG Jian-jian,DUAN Dian-rong (YunnanAcademyofEcological and Environmental Sciences,Yunnan KeyLaboratory for PollutionProcesses and Control of Plateau Lake-Watersheds,Kunming 650034,China)
Abstract:ThewaterqualityintheLakeDianchiBasinhasimprovedsignificantlyinrecentyears.However,duetolimitedwater resourcesandfragileecosystemsofunnanPlateauLakes,theprotectionoftheLakeDianchiBasinsillfacesgreatchallenges.This papermploysliteratureresearchfeldinvestigation,andmoitoringdatatosystematicalldagnosetheaterevironmentproblems intheLakeDianchiBasin.ThispapersystematicalyformulatesmajorproblemsandCountermeasuresforEnvironmentalProtection and ManagementofLake DianchiBasin,where isunderthe influence ofclimate changeand humanactivities Key words:Water environment; Climate change;Water resources; Protecting governance; Lake Dianchi