牛栏江-滇池补水工程对滇池外海总磷和总氮含量的影响

张国涵，高 原

（昆明市环境监测中心，云南昆明650228）

牛栏江-滇池补水工程对滇池外海总磷和总氮含量的影响

张国涵，高 原

（昆明市环境监测中心，云南昆明650228）

根据2011—2014年滇池水质监测资料，分析了牛栏江—滇池补水工程实施前后滇池外海中总磷和总氮的变化趋势及变化原因。结果表明：引牛栏江水入滇池后明显地降低了滇池中总磷和总氮含量，减轻了滇池富营养化程度，从而有效改善了滇池的水质。

牛栏江-滇池补水工程；滇池；总磷；总氮；影响

滇池位于昆明市城区西南面，属长江流域金沙江水系，是云贵高原上湖面最大的淡水湖泊。滇池为南北向分布，湖体呈弓形，正常水位下平均水深4.4m，湖水面积约300km2，湖容12.9亿m3。滇池水域分为草海、外海两部分。外海位于滇池中南部，为滇池的主体，其唯一出口为海口中滩闸。

20世纪70年代以后，随着昆明市城镇化进程加快和经济的发展，进入滇池的生产和生活污水大量增加，导致滇池水体富营养化程度不断加重，常年暴发蓝藻，水质逐年变差，严重影响了流域内居民的用水及社会经济的发展。

为加快滇池的治理，改善流域水环境，昆明市政府相关部门在上级领导下，于2013年9月25日正式启动了牛栏江—滇池补水工程。本文根据2011—2014年的水质监测资料，选择两个影响水体富营养化的重要指标——总磷和总氮，分析牛栏江-滇池补水工程对滇池中总磷和总氮含量的影响。

1 滇池污染现状及原因

根据近几年的监测数据可知，滇池水质整体为劣V类，主要污染类型为水体的重度富营养化，水体富营养化因子总磷和总氮长期居高不下，导致蓝藻在夏季频繁暴发，整个水域的水质不断恶化。污染原因主要有以下两方面：

（1）盘龙江、宝象河等主要入湖河流将大部分含氮磷的污染物从滇池北部输送进入外海，而唯一出水口海口中滩闸位于滇池的西南侧，污染物从入湖到出湖的路线较长，加之滇池水流缓慢，湖水滞留时间长，导致污染物积存在湖内，水体污染不断加重。

（2）随着城镇化进程的加快，滇池流域内人口剧增，氮磷含量较高的生活污水大量进入座落于昆明市下游的滇池，水体的污染速度超过了治理速度，入湖污染物不断积累，滇池水体富营养化的状况难以改善。

2 牛栏江-滇池补水工程介绍

2.1 补水工程概况

牛栏江-滇池补水工程主要由德泽水库水源枢纽工程、干河提水泵站工程及输水线路工程组成。在德泽大桥上游4.2km的牛栏江干流上修建坝高142m、总库容4.48亿m3的德泽水库；在距大坝17.3km的库区建设装机9.2万kW、扬程233m的干河提水泵站；建设总长为115.85km的输水线路，由泵站提水送到输水线路渠首，输水线路落点在盘龙江松华坝水库下游2.2km处，利用盘龙江河道输水到滇池。

该工程于2013年9月25日实现通水，12月28日正式投入运行，并于2014年5月15日暂停向滇池补水，转而开展为期2～3个月的正常工程检修。截至暂停时，工程已累计向滇池补水近2.16亿m3，其中2013年9月23日—10月3日补水0.1亿m3，12月28日—2014年5月15日补水2.06亿m3。

2.2 引水水质情况

工程水源地德泽水库坝址断面多年平均水质状况为CODMn1.7mg／L，TP 0.055mg／L，TN 0.76mg／L，其规划水质目标为湖库III类水质标准，目前除TP指标略有超标外，CODMn和TN均基本满足其水质保护要求［1］。

3 补水前后滇池外海总磷和总氮变化情况及原因分析

3.1 总磷变化趋势及原因分析

2011—2014年（共监测48次），滇池外海8个点总磷监测数据年平均值见表1，变化趋势见图1。由监测数据及变化图可以看出，4年间，外海各点总磷含量年均值整体呈下降趋势。2011—2012年，除滇池南1点的总磷含量年均值上升了0.006mg／L以外，其余7个点含量均下降，其中晖湾中和罗家营两点下降比较明显，分别降低了0.026mg／L和0.016mg／L，另外5个点降幅都不大，整体年均值同比上一年降低0.007mg／L，降幅为0.4%。2012—2013年，牛栏江补水入湖后，通过以清释污进行水体置换［2］，含磷污染物被稀释；同时，引水入滇可以加大滇池的水体交换量，提高湖水流速，增加水力的冲刷率［3］，出湖水带走了大量污染物，受双重因素影响，8个监测点总磷含量年均值均降低。其中，观音山东1点变化最明显，下降了0.046mg／L，降幅为25.3%；观音山中、观音山西和滇池南分别降低了0.017mg／L、0.014mg／L和0.013mg／L；其余4个点降幅不大，整体年均值同比上一年降低0.014mg／L，降幅为8.5%。2013—2014年，持续补水使得污染物进一步稀释，同时水循环的加快带走了更多的污染物，提升了水体的自净能力，8个点总磷年均值同比上年再次降低，且整体下降程度明显高于以往两年。其中，观音山东、观音山中和滇池南3点降幅较小，其余5点含量下降都比较明显。下降最快的点为海口西，降低了0.028mg／L，降幅为19.0%。晖湾中和白鱼口均比上年降低0.025mg／L，降幅分别为14.5%和15.5%，整体年均值同比上一年降低0.017mg／L，降幅为11.3%。

表1 2011—2014年滇池外海各点总磷含量年均值（mg／L）

对48个监测数据进行同月份整体月均值对比，2011—2014年外海总磷含量月均值及变化趋势图分别见表2和图2。由数据及变化趋势图可以看出，2013年9月25日开始补水后，由于引入的清洁水稀释了污染物，同时促进了水体循环带走了大量污染物，9月份的总磷月平均值比8月份降低了0.060 mg／L，降幅为34.1%。由于补水工程加快了滇池水体的流动，促进了沉积污染物转移，9—12月，总磷含量产生了波动，但波动幅度比刚开始补水时小。2014年1月总磷含量月均值比2013年12月下降了0.063 mg／L，降幅为37.5%，达到了整个补水过程中的最大变化值。2014年2月含量月均值与1月份相差不大，3—7月总磷含量月均值产生了比较平稳的波动，7月份的含量（0.171 mg／L）为全年最高。7—12月，除11月的含量比10月略有上升（上升0.002 mg／L）外，总磷含量一直呈下降趋势，12月的含量达到了补水以来的最低值，为0.086 mg／L。

综上可知，补水工程通过引牛栏江清洁水入滇，对滇池中总磷含量起到了稀释作用，并通过加快滇池水循环排出了大量含磷污染物，有效地降低了水体中总磷的含量，改善了滇池水质。

表2 2011—2014年滇池外海各月总磷月均值 （mg／L）

3.2 总氮变化趋势及原因分析

2011—2014年（共监测48次）滇池外海8个点总氮含量年均值见表3，变化趋势见图3。由数据及变化趋势图可知，2011—2014年，外海各监测点的总氮含量年均值均呈下降趋势。2011—2012年，各监测点总氮含量下降趋势均比较明显，总氮含量整体下降了0.49 mg／L，整体降幅为18.83%，下降最大值为0.59mg／L（滇池南），最大降幅为21.54%（海口西）。2013年9月牛栏江补水入湖后，含氮污染物被稀释，同时受湖泊进出水量显著增加影响，湖泊换水周期显著缩短，水体的交换性能得到显著增加，出湖水量大幅度增加带走了大量污染物，各点总氮含量同比2012年均有所下降，总氮含量整体下降了0.09 mg／L，整体降幅为4.40%。2014年，持续补水使污染物进一步稀释，同时水循环的加快带走了更多的含氮污染物，各点总氮含量同比2013年都明显降低，且降幅均大于前一年，外海总氮整体年均值下降了0.30 mg／L，降幅为14.8%。

表3 2011—2014年滇池外海各点总氮含量年均值（mg／L）

滇池外海总氮含量的月均值见表4，月均值变化趋势图见图4。2013年开始补水以后，由于总氮被稀释，同时水循环加快、出水量增加携带了大量总氮，9月份的总氮月均值比8月份下降了0.9 mg／L，降幅为39.3%。由于水循环加快，沉积的总氮受水流冲击会导致总氮产生一定的波动，10—12月总氮含量有所回升，到2014年1月和2月又逐步下降。2014年3月总氮含量回升达到2.44 mg／L，为补水以后的最大值。之后，除6月略有回升外，总氮含量一直下降至8月，并在8月达到补水以后的最低值（1.37 mg／L）。9—12月，总氮含量平稳回升，但整体值低于以往3年。可以看出，补水工程补充的清洁水对总氮具有稀释作用，同时水循环加快促进了含氮污染物的转移，使滇池外海各点总氮月均值产生平稳波动，但整体总氮含量呈现下降趋势。

综上可知，补水工程实施以后，从牛栏江引入滇池的清洁水能够有效稀释总氮含量，同时水循环的加快能够促进含氮污染物的排出，滇池外海总氮含量整体降低，水质得到了改善。

表4 2011—2014年滇池外海各月总氮含量月均值 （mg／L）

4 结论

牛栏江-滇池补水工程启动以后，引入的清洁水通过水体置换对滇池中的总磷和总氮具有稀释作用；同时，补水增加了滇池进出水量，加快了湖泊自身水循环，通过缩短湖泊换水周期排出了大量的总磷和总氮。牛栏江补水滇池后，明显地降低了总磷和总氮含量，减轻了滇池湖体的富营养化程度，能够有效帮助滇池提升自净能力，改善湖泊水质。在以后的监测过程中，当发现滇池中总磷、总氮监测值升高时，可通过补水工程对滇池进行供水来降低水体总磷和总氮含量，改善水体富营养化程度。

［1］徐天宝，马巍，黄伟.牛栏江—滇池补水工程改善滇池水环境效果预测 ［C］／／中国环境科学年会学术年会论文集. 2013：2610-2615.

［2］陈欣，周云，顾世祥.牛栏江—滇池补水工程运行调度管理研究［J］.中国水利，2013（20）：15-16.

［3］郭怀成，孙延枫.滇池水体富营养化特征分析及控制对策探讨［J］.地理科学进展，2002，21（5）：500-506.

Im pacts of W ater Supply Engineering from Niulanjiang River to W aihai of Dianchi Lake on the Content of Total Nitrogen and Total phosphorus

ZHANG Guo-han，GAO Yuan
（Kunming Center of Environmental Monitoring，Kunming Yunnan 650228，China）

The changes of the concentrations of total nitrogen and total phosphorus before and after the construction of the water supply engineering from Niulanjiang River to Waihai of Dianchi Lake was analyzed aswell as the reasons based on the water qualitymonitoring data from the year of 2011 to 2014.The results showed that the water from Niulanjiang River obviously decreased the concentrations of total nitrogen and total phosphorus and alleviated the eutrophication degree ofWaihia and improved the water quality of Dianchi Lake.

water supply engineering of Niulanjiang River to DianchiLake；Dianchi Lake；total phosphorus；total nitrogen；impact

X52

A

1673-9655（2015）05-0022-05

2015-03-17