鄱阳湖水环境演变特征研究

毛战坡，周怀东，王世岩，刘 畅

（中国水利水电科学研究院 水环境研究所，北京 100038）

1 研究背景

鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊，位于长江中下游南岸，地理位置115°49′～116°46′E、28°24′～29°46′N，流域面积162 225km2，其中156 743km2位于江西省境内，占全流域的96.6%［1］。鄱阳湖纳赣江、抚河、信江、饶河和修水五水系以及博阳河、东河和西河诸河来水，经鄱阳湖调蓄后由湖口汇入长江。鄱阳湖自然地理特征是“高水是湖，低水似河，洪水一片，枯水一线”［2］。鄱阳湖水环境不仅仅对区域内生物多样性保护、长江洪水调蓄和长江水资源管理有极大的意义，对维系区域和国家生态安全都具有十分重要的作用［3-5］。

为了鄱阳湖湖区的社会、经济和环境的发展，江西省提出修建鄱阳湖生态水利枢纽工程［6］，以期保障湖区粮食安全、保障湖区人畜饮水安全、防治湖区血吸虫病流行，也是维持鄱阳湖水质的重要需求。鉴于修建水利枢纽工程，将可能改变鄱阳湖水动力学特征，影响鄱阳湖水质，因此，有必要研究鄱阳湖水质演变特征，包括水质、富营养化等，识别主要影响因素，为水利枢纽工程兴建提供技术支撑和参考依据。

2 评价方法

收集湖区主要断面的水质监测资料（2003—2008年），评价主要入湖河流（包括长江，考虑部分时期长江倒灌鄱阳湖影响湖口区域水质）［1］、湖泊水质现状和演变特征。评价断面包括赣江的外洲断面、抚河的李家渡断面、信江的梅港断面、饶河（昌江的古县渡断面、乐安河的石镇街断面）、修河的虬津断面、西河的石门街断面及博阳河的梓坊断面、长江的九江断面，以及鄱阳湖的康山、莲湖、青岚湖、蚌湖、蛤蟆石、都昌等断面（图1）。2008年作为湖区水质评价现状年，2003—2008年水质资料评价水质演变特征。

2.1 水质评价根据《江西省地表水（环境）功能区划》，鄱阳湖湖区分布的自然保护区、饮用水源保护区执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅱ—Ⅲ类水质标准，其余基本按照渔业及景观用水等二级功能区规划，基本执行Ⅲ类水质标准。水质评价指标包括pH、氨氮（NH3-N）、高锰酸盐指数（CODMn）、总磷（TP）、总氮（TN）等。利用上述断面（包括河流、湖泊）水质监测数据，根据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）和《江西省地表水（环境）功能区划》水质目标，采用单因子评价方法分别对河流、湖泊水质进行评价。

水质趋势分析反映水质随时间变化规律，由于水质资料中有数据常呈现非正态分布、序列中有漏测值、出现低于“检测限”值、季节性对河流水质有影响，以及河流流量与水质浓度相关等特点，使得水质序列趋势分析极为复杂［7］。季节性肯德尔检验是Mann-Kendall检验的推广，是一种非参数检验法，仅考虑数据相对排列非参数检验方法，具体的数学公式见相关参考文献［8］。

2.2 富营养化评价根据鄱阳湖的莲湖、康山、蛤蟆石、都昌、蚌湖等断面的透明度（SD）、叶绿素a（chla）、总磷（TP）、总氮（TD）、高锰酸盐指数（CODMn）等富营养化评价指标监测数据，采用综合营养状态指数法［9］，评价湖泊富营养化。

3 结果

3.1 水质评价2008年赣江、抚河、修河等河流入湖控制断面全年Ⅰ—Ⅲ类水质比例高于90%（图2），其中Ⅰ—Ⅱ类水质比例分别为58.8%、75.0%、92.3%，表明上述断面水质状况总体较好；其次为信江梅港断面，全年Ⅰ—Ⅲ类水质比例高于80%，其中Ⅰ—Ⅱ水质比例为33.3%；第三，乐安河的石镇街断面、长江的九江断面全年Ⅰ—Ⅲ类水质比例高于70%，其中石镇街断面Ⅰ—Ⅱ类水质比例为47.2%；湖口水质较差，全年Ⅰ—Ⅲ类水质比例低于70%，其中Ⅰ—Ⅱ类水质比例为7.7%。上述评价断面水质超标项目中，外洲断面为NH3-N，古县渡断面为NH3-N、CODMn、TP，石镇街断面为NH3-N、TP，梅港断面为TP等，李家渡断面为NH3-N，虬津断面为NH3-N，湖口断面主要为TP，九江断面为TN、TP。

鄱阳湖水质评价表明，全年水质类别中（图3），Ⅰ—Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ—Ⅴ类、劣Ⅴ类水质面积比例分别为43.0%、20.9%、36.0%、0.1%，主要超标项目为NH3-N、TP和CODMn。汛期水质要好于非汛期，其中汛期Ⅰ—Ⅲ类水质面积比例为99.3%，Ⅳ—劣Ⅴ水质面积比例为0.7%，主要超标项目为NH3-N、TP。非汛期Ⅰ—Ⅲ类水质面积、Ⅳ—劣Ⅴ水质面积比例分别为40.8%、59.2%，主要超标项目为NH3-N、TP等。

3.2 水质浓度变化趋势主要河流控制断面季节性肯达尔检验评价结果见表1。CODMn呈现高度显著上升或显著上升趋势的断面包括博阳河梓坊断面、乐安河石镇街断面、信江梅港断面，高度显著下降趋势的包括长江九江断面。NH3-N呈现高度显著上升或显著上升趋势的断面包括潦河万家埠断面、赣江外洲断面，TN呈现高度显著上升或显著上升趋势的断面包括抚河李家渡断面、修河虬津断面，高度显著下降趋势的包括长江九江断面。TP呈现高度显著上升或显著上升趋势的包括乐安河石镇街断面、长江九江断面、湖口断面。上述断面水质变化主要与区域水体的污染影响因素有关，信江梅港断面位于鹰潭市城区下游，受城镇生活和工业污水排放影响；饶河石镇街断面位于乐平市城区下游，受城镇生活和工业园企业污水排放（排污量较大）的影响，古县渡断面位于景德镇市城区下游，受城镇生活和工业污水排放的影响。

表1 主要河流控制断面水质浓度肯达尔检验变化趋势

鄱阳湖湖区主要断面季节性肯达尔检验表明（表2），CODMn、NH3-N、TN均呈现无明显升降趋势。TP呈现高度显著上升或显著上升趋势的断面包括都昌断面、棠荫断面，其余断面无明显升降趋势等。CODMn浓度中值呈现出蛤蟆石断面最大，都昌断面、康山断面最小，NH3-N浓度中值呈现出鄱阳断面最大，星子断面最小；TN浓度中值呈现出鄱阳断面最大，瓢山断面最小；TP浓度中值呈现出鄱阳断面、都昌断面、康山断面最大，瓢山断面、棠荫断面、星子断面最小。上述断面水质变化趋势主要与水域影响因素关系密切，其中鄱阳水域水质主要受昌江、乐安河来水及鄱阳县城工业废水、生活污水的影响；康山水域水质主要受抚河、信江西支来水影响；棠荫水域水质受龙口、康山来水及附近渔民生产、生活污水影响；都昌水域水质受都昌县城工业废水、生活污水影响；星子水域水质受星子县城工业、生活污水的影响。由于上述影响因素的不断变化，使得区域水质浓度呈现不同变化特征。

表2 湖区主要控制断面水质浓度肯达尔检验变化趋势

3.3 富营养化评价结果根据2008年鄱阳湖的莲湖、康山、蛤蟆石、都昌、蚌湖等断面富营养化评价指标，鄱阳湖富营养化评价结果见表3。2008年鄱阳湖整体处于中营养-轻度富营养化状态，靠近主要入湖河流河口的湖区水域处于轻度富营养化状态，靠近出湖区域的水域呈现中营养状态。

表3 鄱阳湖2008年富营养化评价结果

3.4 鄱阳湖水环境演变趋势20世纪80年代，江西省经济结构以农业生产为主体，工业较落后，废污水排放量也相对较少［1］，鄱阳湖水质以Ⅰ—Ⅱ类水为主，全年水质Ⅰ—Ⅱ类水面积比例平均为85%（图4），Ⅲ类水面积比例平均为14.9%，主要水质超标项目为NH3-N。12月—次年3月（枯水期）水质Ⅰ—Ⅱ类水面积比例平均为75%（图5），Ⅲ类水面积比例平均为19.3%，主要超标项目为NH3-N。4—8月（丰水期）Ⅰ—Ⅱ类水面积比例平均为93.7%，Ⅲ类水面积比例平均为6.3%（图6）。20世纪90年代至2002年间，湖区水域水质仍以Ⅰ—Ⅱ类水为主，全年水质Ⅰ—Ⅱ类水面积比例平均为70%，Ⅲ类水面积比例平均为29.9%，主要超标项目为NH3-N和TP。12月—次年3月（枯水期）水质Ⅰ—Ⅱ类水面积比例平均为67.9%，Ⅲ类水面积比例平均为30.1%，主要超标项目为NH3-N、TP。4—8月（丰水期）Ⅰ—Ⅱ类水面积比例平均为75.5%，Ⅲ类水面积比例平均为23.5%，劣Ⅴ类水面积比例为0.1%，主要超标项目为溶解氧（DO）。2003—2008年，全年水质Ⅰ—Ⅱ类水面积比例平均为46.5%；Ⅲ类水面积比例平均为26.3%，Ⅲ类以下水面积平均比例为27.2%，主要超标项目TP、NH3-N。12月—次年3月（枯水期）水质Ⅰ—Ⅱ类水面积比例平均为41.6%，Ⅲ类水面积比例平均为24.0%，Ⅲ类以下水面积平均比例为34.4%，主要超标污染物为TP、NH3-N。4—8月（丰水期）水质Ⅰ—Ⅱ类水面积比例平均为54.5%，Ⅲ类水面积比例平均为33.6%，Ⅲ类以下水面积平均比例为11.9%，主要超标污染物为TP、NH3-N。

根据鄱阳湖2003—2008年的富营养化评价指标监测数据，湖泊富营养化评价结果见表4。

表4 鄱阳湖2003—2008年富营养化评价

可以看出，除2004年鄱阳湖呈现轻度富营养化状态，其余年份鄱阳湖呈现中营养状态，富营养化无明显变化趋势。

湖泊水环境变化主要与流域社会、经济发展关系密切，随着流域社会、经济的不断发展，流域污染物排放量呈现增加趋势（包括城市生活污水、厂矿企业工业废水、农业非点源等）。根据《江西省水资源公报》、《中国统计年鉴》、《中国环境统计年鉴》、《鄱阳湖生态安全保障方案研究》等，2000—2008年期间全省废污水排放量平均每年约以0.48×108t速度递增，化学需氧量、氨氮排放量平均每年分别以1.2×104t、0.13×104t的速度递增。全省耕地化肥施用量（折纯量）由1990年的355.8kg/hm2增加到2007年的618kg/hm2，平均每公顷耕地每年增加化肥15.4kg。耕地农药施用量由1990年的15.5kg/hm2增加到2007年的41.4kg/hm2，平均每公顷耕地每年增加1.53kg。

随着鄱阳湖环湖区的社会经济发展及产业布局及进程加速，在流域现有污染源（包括点源、非点源）尚未得到有效控制的前提下，鄱阳湖水质面临严峻的形式，需要全面采取流域污染源综合控制措施，以及积极实施循环经济和生态工业园等产业发展模式，减少流域污染物排放量，保护鄱阳湖水质和维持区域生态系统良性循环。

4 结论

根据鄱阳湖湖区主要水质监测断面资料，主要河流、湖泊的水质评价得到以下结论：（1）赣江、抚河、修河等河流控制断面水质状况总体较好，Ⅰ—Ⅲ类水质比例高于90%，湖口断面水质较差，Ⅳ类及以下水质比例高于30%，主要超标污染物为TP、NH3-N等；（2）鄱阳湖水质总体较好，呈现出汛期Ⅰ—Ⅲ类水面积比例＞全年＞非汛期，主要超标水质指标包括NH3-N、总TP等。整体处于中营养-轻度富营养化状态，靠近主要入湖河流河口的湖区水域主要处于轻度富营养化状态，靠近出湖区域的水域呈现中营养状态；（3）随着鄱阳湖流域社会和经济的不断发展，湖区部分河流、湖泊水质断面污染物浓度增加，湖泊Ⅰ—Ⅱ类水面积比例呈下降趋势，但是富营养化状态无明显变化趋势。为保护鄱阳湖水质，需要加快流域污染源控制和调整经济发展模式，减少流域污染物排放。

［1］《鄱阳湖研究》编委会.鄱阳湖研究［M］.上海：上海科学技术出版社，1988.

［2］朱海虹，张本，等.鄱阳湖［M］.合肥：中国科学技术大学出版社，1997.

［3］刘信中，樊三宝，胡斌华.江西南矶山湿地自然保护区综合考察［M］.北京：中国林业出版社，2006.

［4］吴英豪，纪伟涛.江西鄱阳湖国家级自然保护区研究［M］.北京：中国林业出版社，2002.

［5］林波，刘燕芳.鄱阳湖水质污染对湿地生态系统生态功能的影响［J］.地质灾害与环境保护，2004（9）：21-25.

［6］许继军，陈进，黄思平.鄱阳湖洪水资源潜力与利用途径探讨［J］.水利学报，2009，40（4）：474-481.

［7］江涛，张晓磊，陈晓宏，等.东江中上游主要控制断面水质变化特征［J］.湖泊科学，2009，21（6）：873-878.

［8］彭文启，张祥伟.现代水环境质量评价理论与方法［M］.北京：化学工业出版社，2005.

［9］金向灿.湖泊富营养化调查规范（第二版）［M］.北京：中国环境科学出版社，1990.