2001一2018年滇池总磷出入湖通量变化与源汇效应

磷的外源输入与底泥源汇变化是湖泊富营养化形成的重要原因,解析磷出入湖关键过程及其平衡变化对湖泊环境治理具有重要意义。本研究针对滇池外海出入湖磷通量变化问题,融合水文水质观测数据和HBV水文模型模拟数据,使用LOADEST负荷统计模型解析了20012018年滇池外海入湖河流、大气沉降和出湖河流的磷通量变化特征,评估了湖体总磷的源汇效应及其影响因素。结果表明:①20012018年滇池外海入湖磷通量年际间波动范围大,在118~700 t/a之间,多年平均入湖磷通量为280.61 t/a,其中河流平均输入251.97 t/a,大气沉降平均输入28.64 t/a,在研究的气象水文因子中,入湖磷通量主要影响因素是入湖流量和调水量,其次是降水;②滇池外海年均出湖总磷通量42.25 t/a,在8~84 t/a之间波动,出湖通量变化主要受入湖流量与调水量的影响,其次是气温;③在年和月的时间尺度上,滇池外海均表现为磷的环境汇,多年平均磷滞留量为238.36 t/a,但在部分年份(2009、2018年)逐日尺度上存在源效应。针对滇池外海常年表现磷的环境汇问题,调水工程对降低磷的滞留率有显著作用,但仍无法有效解决磷在湖泊中富集的问题。滇池外海持续的磷汇效应将增加湖泊未来水生态安全风险。

滇池外海透明度变化及其影响因子

根据2019年滇池外海水体透明度及其它理化因子的季节监测结果,分析了水体透明度变化特征,对影响水体透明度的若干参数开展了相关性分析和多元逐步回归分析。结果表明,2019年滇池水体透明度变化范围为20.00~53.00 cm,平均值为37.27 cm,旱季(冬季和春季)水体透明度显著高于雨季。全年影响外海水体透明度的最主要因子是总磷和悬浮物,旱季影响外海水体透明度的主要因子是总磷,雨季则是总氮。

滇池外海环湖湿地现状调查研究

为摸清滇池外海环湖湿地的建设与管理情况,进一步促进湿地生态环境功能的发挥,通过查阅资料、卫星影像解译、实地调查、样品采集等方式,对滇池外海环湖湿地的面积、水资源条件、植物资源状况、鸟类资源状况、人为干扰情况等进行了调查与分析。结果显示:外海环湖湿地还存在来水不足、水体交换不充分、过度强调景观化、外来入侵物种未得到有效防控、人为干扰过大、未按要求划定鸟类保育区等问题,影响湿地生态环境功能的发挥。针对存在的问题,提出了湿地引水、布水系统优化提升改造,优化植物配置,强化外来入侵物种防控,封闭部分游览道路,设立鸟类保育区等措施。研究结果能为滇池外海环湖湿地的管理维护与优化提升工作提供科学参考。

滇池外海蓝藻水华爆发反演及规律探讨

气象条件和营养盐浓度一直被认为是导致蓝藻水华爆发的两个重要因素。通过滇池外海Chla浓度时空分异性分析,得出晖湾中测点最易爆发蓝藻水华且爆发时间集中在每年6—9月。同时,采用基于缺失数据多重插补的EMB算法将气象条件和蓝藻水华爆发的不完全数据集进行反演,建立了滇池外海2004—2008年4—10月完整的气象、营养盐及蓝藻爆发的基础数据集,解决了表观蓝藻水华爆发研究中观测数据缺失的问题。据此,探讨了滇池外海晖湾中测点Chla、TN和TP与蓝藻水华爆发关系,进而提出了控制滇池外海蓝藻水华的一种新思路。

牛栏江—滇池补水工程对滇池外海的水环境改善效果研究

利用牛栏江-滇池补水工程运行前后的水质实测资料,对滇池外海的水环境改善效果进行研究。选取TP、TN、NH_3-N、COD_(Mn)、Chl-a、SD等主要水环境指标,从指标浓度变化、水质类别变化、指标向好率变化和极大值变化等方面分析牛栏江-滇池补水工程对滇池外海的水环境改善效果。结果表明,牛栏江-滇池补水工程运行后,滇池外海各监测站点的TP、TN、NH_3-N、COD_(Mn)、Chl-a、SD及营养状态指数均优于调水前,富营养化水平明显好转,水环境改善成效显著。

2017年滇池外海水质异常下降原因及对策

2017年滇池外海水质由GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类降为劣Ⅴ类,特别是6—8月主要水质指标总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(CODCr)及叶绿素a(Chla)浓度异常上升。引起滇池外海水质异常下降的根本原因:首先,2017年6—8月流域降水量较上年同期增加81%,为1999年以来同期降水量之最,异常降水使外海北部3条主要入湖河流宝象河、盘龙江、金汁河输入TN、TP污染负荷量较上年同期分别增加50%和59%,导致外海北部水质指标异常升高。其次,因为截污体系雨季混合污水溢流严重,造成污水处理厂污水收集率下降,昆明市第二、第三、第四、第九污水处理厂雨季进水CODCr、TN及TP平均浓度分别比旱季降低15%、15%和20%;第十污水处理厂雨季进水CODCr、TN和TP平均浓度分别降低16%、19%和8%。此外,2017年牛栏江补水量较上年减少50%,而补水水质NH3-N、TP、TN浓度分别上升75.2%、51.1%、40.2%,补水对外海水质改善作用降低。由此提出滇池外海水质稳定提升的对策:推进截污系统效能核查,进一步完善污水收集系统,着力提高污水收集效率;优化流域已建调蓄池的运行,提高对雨污混合水的调蓄作用;通过优化运行、加强监管及雨季联合调度,提高污水厂处理效率,促进污染负荷削减与减排;加强牛栏江补水水源区的保护与治理,提升补水的环境效率。

AAssessment of the spatial-temporal eutrophic character in the Lake Dianchi

Water-quality deterioration and eutrophication of the Lake Dianchi have acquired more and more attention in the last few decades. In this paper, the spatial and temporal eutrophication status of the Lake Dianchi was assessed. The comprehensive trophic state index was chosen to assess the trophic status of the Lake Dianchi in the past 13 years. The result reveals that the trophic condition of Caohai is more serious than that of Waihai. Most of time Caohai was in extremely hypereutrophic state from 1988 to 2000. The trophic condition of Waihai had a worsening tendency from 1988 to 2000. Waihai was in eutrophic state before 1995, but it got in a hypereutrophic state after 1995. It was pointed out that TN and TP were the two biggest contributors of CTSIM in both Caohai and Waihai.

滇池外海总磷含量时空变化趋势研究

通过秩相关系数法,结合Pearson相关系数、标准偏差等参数以及图表分析方法,对滇池外海2011—2016年8个点位总磷含量时空变化趋势进行了研究,得出了滇池外海总磷含量时空变化趋势,即总磷含量随时间变化呈现出逐步下降的趋势,在空间分布上离散程度较小、分布较均匀。同时由7个点位的Pearson相关系数计算结果得知:滇池外海不同点位总磷污染物变化的相关性较高,初步推断滇池外海总磷污染物具有相同的来源。

滇池水质及营养状态时空变化特征

滇池富营养化严重,蓝藻水华时有发生。滇池的污染治理受到各级政府的高度重视,尤其是近10 a治理工作取得明显成效。利用滇池近10 a (2011~2020年)国控水质监测断面的月度水质数据,研究了滇池水质的时空变化特征。结果表明:滇池草海水域,叶绿素a(Chl-a)、总磷(TP)、总氮(TN)的浓度范围分别为0.002~1.012,0.030~0.718,0.20~9.97 mg/L;外海水域,Chl-a、TP、TN的浓度范围分别为0.003~0.589,0.015~0.491,0.35~9.70 mg/L。滇池Chl-a浓度与五日生化需氧量(BOD;)及TP等指标显著相关。基于水质特征的聚类分析表明,滇池10个监测点位分为草海、外海2个类群,草海水质状况显著劣于外海。草海水域TP呈现持续下降趋势,TN在2011~2017年之间呈现波动下降趋势,而2018~2020年之间TN浓度波动上升,综合营养状态指数(trophic level index, TLI)在2016~2020年较2011~2015年显著下降。外海水域TP呈现持续下降趋势,TN总体波动下降;TLI在2011~2016年之间呈现逐年下降趋势,2017~2020年之间呈现先下降后上升的趋势。总体上,近10 a滇池水质逐步改善,综合营养状态总体下降,但近年TN有上升趋势,Chl-a浓度仍较高,建议采取措施在TP控制的基础上协同控氮,并推进滇池水生生态系统结构与功能恢复。

基于主成分分析的滇池外海综合评价及变化趋势研究

以滇池外海2008~2019年的8个监测断面12年的年均监测数据为研究对象,选用主成分分析法提取包含绝大部分信息的主成分,分析影响水质的主要指标,计算得到包含所有水质指标信息的综合得分值,根据综合得分值对滇池外海水质的时空变化进行综合评估,并研究滇池外海的变化规律及变化趋势。结果表明:滇池外海水质主要以富营养化及有机污染为主,根据其主成分法综合得分,滇池外海水质呈现从北到南逐渐好转的空间分布特征;2008~2019年8个监测断面的综合得分值总体呈从高到低逐渐降低的趋势,表明各监测断面的水质污染有逐年逐渐减轻趋势;2008~2019年水质的变化趋势表现为水质污染逐渐减轻,水质呈现好转的趋势。

滇池外海表层沉积物重金属赋存形态及污染评价

为探究滇池外海湖区表层沉积物重金属(As、Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn)污染状态,对13个采样点沉积物中重金属全量浓度与赋存形态进行了测定,利用污染系数(CF)、次生相污染系数(SPCF)和富集系数(EF)法对重金属污染进行了评估。结果表明,沉积物中重金属全量浓度存在明显的空间差异(p<0.05)。As、Cr和Ni以残渣态为主(平均质量分数为70%~76%);As、Cd、Pb和Zn的可提取态质量浓度平均分别为6.82、1.22、38.88、104.52 mg/kg,分别占全量质量浓度的24%、94%、61%和55%,与背景沉积物相比均明显增加。CF、SPCF和EF评价结果均显示Cd、As、Pb和Zn是主要的污染元素,但基于EF估算的人为污染输入的重金属浓度高于基于CF和SPCF估算的结果。