金沙江流域－丽江段水环境质量时空变化趋势及保护思路

木晓丽

（云南省生态环境厅驻丽江市生态环境监测站，云南 丽江 674100）

0 引言

金沙江丽江段从丽江市玉龙县塔城乡入境，至华坪县石龙坝镇腊乌渡出境，全长615 km，占金沙江全长2308 km的四分之一，占金沙江云南段1560 km的约二分之一。丽江市金沙江上段水系流域面积16592.7 km2，占全市流域面积的80.7%。年平均径流量1541.9 m3/s，年平均过境水量440亿m3。长江流域金沙江水系在丽江境内包括金沙江干流和新主河、金庄河、冲江河、黑白水河、五郎河、马过河、新庄河等金沙江的一级支流和众多二级支流。除部分河段有部分融雪水补给外，都属于雨水补给的高原河流类型。金沙江流域是长江经济带的上游生态屏障，促进金沙江流域全面发展，让“绿色”成为丽江发展的底色，使“绿水青山”产生巨大生态效益、经济效益和社会效益，让绿水青山与金山银山相得益彰，确保“一江清水”流出丽江，对于整个长江流域有着重要的意义。本文对2011—2020年金沙江流域（丽江段）水质情况变化趋势和2019—2020年金沙江干流（丽江段）时空变化趋势进行分析研究，以期为金沙江流域丽江段保护提供科学依据。

1 2011—2020年金沙江流域丽江段监测基本情况

1.1 断面设置情况

2011—2020年丽江境内金沙江干流持续开展监测的断面有3个，自上游而下分别是新华、金江桥和观音岩大桥，同时一级支流中的冲江河、漾弓江、五郎河、马过河和新庄河金沙江持续开展监测。2019年9月起金沙江干流丽江段水质监测断面由3个增加为6个，自上游而下由新华、金江桥和观音岩大桥增加为新华、老八课、五孙庙、金江桥、临江箐和观音岩大桥。金沙江流域丽江段水质监测断面图见图1。

图1 金沙江流域丽江段水质监测断面图

1.2 评价因子

2011—2020年丽江境内金沙江干流断面和5个一级支流水质分析直接以2011—2020年丽江市环境质量公报公开水质类别进行分析评价。

2019—2020年丽江境内金沙江干流时空变化趋势分析选用评价因子是《地表水环境质量评价方法》(试行)中规定的21项指标中除pH和溶解氧以外的19个指标。

1.3 评价分析方法

1.3.1 内梅罗污染指数法

目前地表水环境监测数据评价分析方法较多，有单因子评价法、单因子水质标识指数法、综合水质标识指数法、单因子污染指数法、综合污染指数法、模糊综合评价法、灰度聚类法、BP神经网络评价法等，适合的评价分析方法对监测数据的应用有着重要的影响[1-6]。其中内梅罗污染指数法既能突出污染指数最大因子对总体水质的作用，又能总体反映水体污染性质和程度，是目前国内外常用的综合污染指数计算方法[7-8]。

内梅罗污染指数计算按照公式（1）、（2）、（3）进行计算：

式中：C—i指标的监测结果；S—i指标评价因子的标准值（金沙江干流丽江段水功能类别为Ⅱ类，采用《GB 3838-2002地表水环境质量标准》中的Ⅱ类标准值）；Pave—评价因子污染指数平均值；Pmax—评价因子污染指数最大值；P—内梅罗污染指数。

采用内梅罗污染指数法对金沙江丽江段多个断面的水质情况进行评价，客观地呈现了金沙江丽江段水质情况及水质变化趋势，以期对金沙江流域（丽江段）流域的水资源保护和合理利用提供科学依据。

1.3.2 Spearman秩相关系数法

Spearman秩相关系数是一种无参数（与分布无关）检验方法，用于度量变量之间联系的强弱。在没有重复数据的情况下，如果一个变量是另外一个变量的严格单调函数则Spearman秩相关系数就是+1或-1，称变量完全Spearman秩相关，由于Spearman秩相关系数法对于分析的数据分布情况要求较低，故被普遍应用于相关分析中，由于地表水监测数据分布情况较复杂，故选用Spearman秩相关系数法进行地表水环境质量时空变化相关性分析。

Spearman秩相关系数按照公式（4）、（5）进行计算：

式中：di—秩次差；Xi、Yi—排序后的序号；n—变量中数据的个数；R—Spearman秩相关系数。

2 2011—2020年金沙江流域（丽江段）水质情况变化趋势

根据2011—2020年丽江市环境质量公报公开的地表水相关监测结果，选择金沙江干流3个断面（自上游而下为新华、金江桥和观音岩大桥）和5个一级支流（冲江河、漾弓江、五郎河、马过河和新庄河）进行水质分析，由于一级支流的断面名称或位置在10年间有所变化，选用最下游断面表示其河流水质。根据水功能区划，金沙江干流丽江段水质要求为《GB 3838-2002地表水环境质量标准》Ⅱ类，对金沙江3个干流断面和5个一级支流断面的水质达Ⅱ类及以上的比例进行分析，其比例随年度变化情况见图2。2011—2020年Ⅱ类及以上断面在2011年和2012年的比例最低为37.5%，在2016年、2017年、2018年和2020年比例最高为87.5%。对其随年度变化进行spearman秩相关系数法分析，其相关系数为0.837，相关性显著，说明2011—2020年金沙江流域（丽江段）水质成变好趋势。

图2 2011—2020年金沙江流域-丽江段达Ⅱ类及以上断面（河流）比例变化趋势

应用spearman秩相关系数法分析的金沙江3个干流断面和5个一级支流的水质随年度变化趋势，如图3所示。根据Spearman秩相关分析结果可见，漾弓江水质呈一定的变差趋势，其余河流（断面）水质均呈变好趋势，其中冲江河、马过河和丽江市出境断面金沙江观音岩大桥水质明显好转。

图3 2011—2020年金沙江流域-丽江段秩相关系数统计

3 2019—2020年金沙江干流（丽江段）时空变化趋势

3.1 2019—2020年金沙江干流（丽江段）自上而下水变化情况

对金沙江干流丽江段6个断面2019年和2020年年均值进行内梅罗污染指数计算分析，其变化趋势见图4。根据计算分析发现金沙江丽江段6个监测断面内梅罗污染指数均＜0.6，说明金沙江丽江段水质能满足水质要求；且根据图3发现，在这 6个断面中金江桥和观音岩大桥水质较好，老八课和临江箐水质较差，新华和五孙庙水质居中，且这个规律在2019年和2020年都一致。

图4 2019年和2020年金沙江丽江段干流断面水质变化情况

应用spearman秩相关系数法分析对6个断面2019年和2020年内梅罗污染指数自上游至下游的相关性分析，2019年相关系数为-0.429，2020年相关系数为0.029，可见2019年金沙江丽江段水质自上游至下游有变好趋势，但其变化趋势不显著，2020年金沙江丽江段水质自上游至下游几乎无变化。

3.2 2020年金沙江干流（丽江段）逐月水质变化趋势

2020年各月各断面内梅罗污染指数分布情况见图5，发现仅有老八课和临江箐出现了＞0.6的月份，且其余断面＜0.3的比例均超过50%。

图5 2020年逐月各断面内梅罗污染指数分布情况

2020年金沙江干流（丽江段）6个断面各月份内梅罗污染指数分布情况见图6，发现各断面各月内梅罗污染指数分布在0.2～0.7，内梅罗污染指数＞0.5的比例在3月和4月最大，在8月和12月较多，在1月、6月、7月和11月无＞0.5的情况。

图6 2020年金沙江干流（丽江段）6个断面各月份内梅罗污染指数分布情况

取6个断面水质监测结果平均值计算金沙江干流丽江段内梅罗污染指数，金沙江干流丽江段内梅罗污染指数随月份变化见图7，发现3月、8月和12月较上月明显上升，水质变差，4—7月和9—11月较呈下降趋势，水质有所好转。

图7 金沙江干流丽江段内梅罗污染指数随月份变化

3.3 各断面与上游断面水质变化关系分析

对各断面与上游断面2020年各月内梅罗污染指数变化趋势进行Spearman秩相关分析，其相关系数见图8。发现金江桥、临江箐和观音岩大桥与其上游断面水质变化趋势一致，五孙庙与其上游断面变化趋势相反，但所有的变化趋势一致和相反都不是显著的，丽江段金沙江各干流断面水质与上游干流断面水质均无显著性相关，说明金沙江水质受到各级支流影响较大。

图8 2020年金沙江干流断面临近上下游秩相关系数统计

4 结论

（1）2011—2020年金沙江流域（丽江段）水质情况变化趋势结果表明金沙江流域（丽江段）整体水质成变好趋势，除漾弓江外其余河流（断面）水质均呈变好趋势，且相关性显著的冲江河、马过河和丽江市出境断面金沙江观音岩大桥水质明显好转，漾弓江水质呈一定的变差趋势。

（2）2019—2020年金沙江干流（丽江段）自上而下水变化情况能满足水质要求，老八课和临江箐水质较其余断面差，2019年金沙江丽江段水质自上游至下游有变好趋势，2020年金沙江丽江段水质自上游至下游几乎无变化。2020年金沙江干流（丽江段）整体及各断面水质随月份波动变化，其中3月和8月水质变差，6月和11月水质变好的趋势是一致的。各断面与上游断面水质变化关系分析结果表明丽江段金沙江各干流断面水质与上游干流断面水质均无显著性相关，说明金沙江水质受到各级支流影响较大。

5 保护建议

（1）目前金沙江丽江段水质能满足其功能区要求，且有一定变好趋势，但是老八课断面和临江箐断面水质较其他断面相比，内梅罗污染指数较高，水质情况较差，同时越往下游受相邻上游断面影响越大，说明各支流的影响在不断积累。金沙江流域-丽江段保护仍面临严峻的压力，特别是老八课和临江箐断面涉及区域，要重点加强区域污染源调查，做好污染防治工作。

（2）根据分析发现金沙江丽江段一级支流中漾弓江近10年呈水质下降的趋势，漾弓江流域的水污染防治是保护金沙江丽江段的重中之重。

（3）完善生态环境质量监测网络，加强监测数据的分析和综合运用，为环境管理提供科学依据，并以此为基础切实加强环境监管执法。加大重点区域环境巡查、监管力度，强化重点行业环境风险隐患管控，确保重点区域、重点行业环境监管不留空白。