2014—2018年滇池盘龙江水质变化特征

(昆明市环境监测中心， 云南 昆明 650228)

引水调控工程作为减轻浅水湖泊水华灾害和改善水质的应急措施，不仅对水体有稀释冲刷作用，还能促进湖泊内部水体的流动，强化流域范围内江、河、湖水系的连通性，从水利工程学角度为湖泊藻类水华控制的研究和应用提供了新的思路，成为1990年以来国际社会及众多学者关注的焦点[1]。在滇池流域水污染综合治理的“六大工程”中，外流域引水确定了从牛栏江引水补充滇池生态用水的方案，是缓解滇池流域内水资源匮乏、湖泊水动力交换不畅和湖水换水周期过长的重要举措，通过从外流域引水入湖的方式促进滇池水生生态环境恢复。

2013年12月牛栏江引水工程正式投入运行，补水经盘龙江进入滇池。盘龙江是流入滇池的最大水系，主源起于嵩明县梁王山北麓的喳啦箐白沙坡，在岔河嘴与右支甸尾河汇合后入松华坝水库，松华坝以下进入滇池盆地，河段长26.53km，区间径流面积142km2，多年平均径流量0.53亿m3，穿过昆明市主城区而流入滇池[2]。做为牛栏江引水工程进入滇池的通道，盘龙江水体环境质量的变化是对引水工程净水效果的最好响应。本文基于2014—2018年水质监测数据，对盘龙江水质TN、TP、NH3-N的浓度变化规律和趋势进行分析，并以2013年为时间节点，对牛栏江引水工程实施前后盘龙江TN、TP和 NH3-N浓度变化进行了探讨，以期为深入研究其水环境质量变化规律、防控其水质污染提供参考和依据。

1 材料与方法

2014—2018年每月对盘龙江进入滇池的入湖断面严家村桥进行样品采集分析。TP采用钼锑抗分光光度法测定，NH3-N采用纳氏试剂光度法测定，TN采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定。按照国家《GB3838-2002地表水环境质量标准》进行水质评价。用Excel 2016软件进行数据处理，并做图。

2 结果和讨论

2.1 盘龙江水质年度变化特征

盘龙江TN 浓度在2014—2018年总体呈下降趋势,波动范围在2.99～4.18mg/L，TN浓度均超过Ⅴ类水标准，其中2014年浓度值最高，超过Ⅴ类水标准1.09倍；2015年浓度值最低，超过Ⅴ类水标准0.5倍；2016年浓度值有所上升，超过Ⅴ类水标准0.8倍；2017、2018年浓度值逐渐下降，分别超过Ⅴ类水标准0.7及0.6倍。

NH3-N浓度在2014—2018年总体呈下降趋势, 波动范围在 0.396～0.715mg/L，均达到Ⅱ类水标准。2017年最高，2015年最低，2015年较2014年平均浓度下降，2016—2017年有所上升，2018年逐渐下降。

TP浓度在2014—2018年总体呈下降趋势, 波动范围在0.081～0.139mg/L，水质类别达到Ⅱ类或Ⅲ类水标准，2014年最高，2015年最低，2016、2017年有所上升，2018年逐渐下降。虽然盘龙江水质TP在5a期间均达到了河道地表水Ⅲ类标准，但与湖库标准还有一定的差距。从表1可以看出，TP达到河流水质Ⅱ类水标准(0.1mg/L)的时候，只达到了湖库水质Ⅳ类水标准，按照湖库水质标准，盘龙江水质2014、2016、2017、2018年为Ⅴ类、2015年为Ⅳ类。

表1 盘龙江2014—2018年水质结果及评价标准 (mg/L)

Daniel趋势检验，即spearman秩相关系数法，用于衡量环境污染变化趋势在统计上有无显著性，以及监测周期的年平均浓度值污染变化趋势。《环境质量综合分析技术导则》中对地表水水质、地下水水质、近岸海域海水水质等的多时段变化趋势和变化程度分析都推荐使用Spearman秩相关系数法。它是一种非参数统计方法，是用秩相关系数检验二元定序变量间线性相关程度，适用于单因素小样本数的相关检验。在各污染因子的变化趋势、总体分布都呈未知状态，且没有确定值限的情况下，采用此法进行评价可以全面了解水质变化的发展趋势，避免单因子评价法的一些不合理因素[3-5]。

从秩相关检验结果统计表可看出(表2)，2014—2018年盘龙江水TN、NH3-N、TP呈下降趋势，但趋势不显著，说明盘龙江水氮磷指标水质较稳定，随着河道综合整治，水质稳步下降。

表2 2014—2018年秩相关检验结果统计

注：↓表示下降趋势，↑表示上升趋势；在检验中选取显著性水平为0.05，查Spearman表，当N=5时Wp=0.900。

2.2 盘龙江水质月变化特征

盘龙江2014—2018年TN月均变化为1—3月缓慢下降，3月浓度值最低，4月开始上升，6月浓度达到最高，9月后开始下降(图1)。2014—2018年监测的60个月中，TN峰值分别出现在2014年9月、2015年7月、2016年6月、2017年7月、2018年6月，浓度值分别为8.33、4.67、5.79、5.86、5.8mg/L。60个月中，浓度值达到Ⅴ类水标准的月份仅占8.3%(图2)。

NH3-N月变化为1—2月下降，2—6月基本稳定，3、4月浓度值最低，7—9月呈上升趋势，8月浓度达到最高，然后逐渐下降(图1)。2014—2018年监测的60个月中，NH3-N峰值分别出现在2014、2015年9月，2016、2017年8月，2018年9月，浓度值分别为2.22、0.986、2.66、1.48、0.96mg/L。60个月中，浓度值达到Ⅲ类水标准的月份占91.7%，仅有8.3%月份超过Ⅲ类水标准(图3)。

TP月变化为1—2月下降，2月浓度值最低，3—10月波动上升，10月浓度达到最高，然后逐渐下降(图1)。2014—2018年监测的60个月中，TP峰值分别出现在2014年8月、2015年9月、2016年10月、2017年7月；2018年10月，浓度值分别为0.296、0.137、0.199、0.196、0.28mg/L。60个月中，浓度值达到河流Ⅲ类水标准的月份占95.0%，有5%浓度值高于河流Ⅲ类水标准，但以湖库水质TP标准评价统计，仅有6.7%达到湖库Ⅲ类水标准，46.7%达到湖库Ⅳ类水标准(图4)。

从以上结果分析可以看出TN浓度的高值主要集中在每年的6—9月，NH3-N浓度的高值主要集中在每年的7—9月，TP浓度的高值主要集中在每年的7—10月，TN、TP是盘龙江水质的主要污染物质。

2.3 盘龙江水质季节变化特征

根据昆明雨季旱季的划分，将1—4月、11月、12月划分为旱季，5—10月划分为雨季。2014—2018年各年TN、NH3-N、TP浓度雨季、旱季的变化规律基本一致，总体呈现旱季低雨季高的季节变化特征。TN雨季平均浓度较旱季高48.8%，NH3-N雨季平均浓度较旱季高93.6%，TP雨季平均浓度较旱季高50.6%。

TN雨季平均浓度与旱季比较，2014年变化比较大，雨季浓度比旱季高165.5%，2015年高45.1%，2016—2018年变化较小，雨季平均浓度比旱季高16.5%、22.7%和33.1%。2014—2018年NH3-N雨季平均浓度较旱季分别高284.3%、98.5%、44.7%、88.7%、48.9%。2014年TP雨季平均浓度较旱季高74.3%，2015年高53.1%，2016年低2.7%，2017年高38.4%，2018年高109.6%。

2.4 牛栏江引水工程运行前后盘龙江氮、磷浓度变化

与牛栏江引水前( 2013年) 相比，牛栏江引水后( 2014—2018年) 盘龙江水质得到了很大改善，TN、NH3-N、TP浓度全年和季节均值均有不同程度的下降，其中TN浓度年均值较引水前(2013年)下降58.3%、TP浓度下降50.9%、NH3-N浓度下降72.9%。

3 结论与建议

盘龙江TN、NH3-N、TP浓度总体上有不同程度变好的趋势，水质好转的原因一是近年来加大了河道综合整治力度，二是“牛栏江引水”工程发挥了积极作用，2014—2018年与2013年比较，TN、NH3-N、TP浓度年均值下降幅度为58.3%、50.9%、72.9%。2014—2018年水质总体比较稳定，不能忽视的是，盘龙江水质TN 浓度基本一直处于劣Ⅴ类，尽管TN不作为河流考核指标之一，但却是湖泊富营养化的重要评价考核指标，入湖河流较高的总氮浓度将直接影响滇池湖体水质；盘龙江TP浓度达到了河流水质Ⅲ类标准，但基本超过湖库水质Ⅲ类标准，这些外源氮、磷的输入仍将在长时间内对滇池的富营养化产生影响，作为滇池的主要入湖河流，TN、TP仍然是影响盘龙江水质的主要因子。

盘龙江水质TN、NH3-N、TP呈现了雨季浓度高于旱季的总体趋势，主要原因是雨季时降雨径流携带的地表污染物汇入影响了盘龙江水质，主要污染浓度值峰值集中出现在6—10月，因此应加强河道综合整治，加大昆明城市的雨水收集、处理力度，特别是雨季削减进入盘龙江的污染物浓度。