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2.1 已有资料分析及前期调查

2.1.1 2017年湖体水质状况分析

根据玉溪市环境监测站 2017年 1月至 12月的监测数据,2017年星云湖水质总体为劣Ⅴ类水平,全湖平均年均值主要超标指标为总磷和pH,还有部分月份存在化学需氧量超标的情况。三者的值均表现出随雨季到来显著升高的趋势,并于同年第四季度开始下降,且pH相较总磷和化学需氧量的逐月变化特征存在一定的滞后。

1.总磷

2017年,星云湖总磷浓度全湖平均逐月值介于 0.11~0.35mg/L,其中最高值出现在 7月,最低值出现在 2月至 4月。全年有 8个月总磷浓度超过Ⅴ类水平,超标月份主要集中在降水期(1月、5月至 11月)。全湖各点位总磷浓度逐月变化趋势基本相同,2017年全年均呈雨季显著较高的特征(见图 2-1)。

图 2-1 星云湖各点位总磷浓度逐月变化趋势(2017年)

2.pH

图 2-2 星云湖各点位pH逐月变化趋势(2017年)

3.化学需氧量

2017年,星云湖化学需氧量全湖平均逐月值介于 27.17~42.57mg/L,其中最高值出现在 9月,最低值出现在 3月。全湖各点位化学需氧量逐月变化趋势基本相同,2017年全年总体呈现先上升直至 10月逐月下降的趋势,其中 9月及 10月全湖均值超过Ⅴ类标准限值,其余月份在Ⅳ至Ⅴ类水平范围之间波动。此外,湖心点位月均值相对低于李家湾点位和螺蛳铺点位(见图 2-3)。

图 2-3 星云湖各点位化学需氧量逐月变化趋势(2017年)

4.总氮

2017年,星云湖总氮浓度全湖平均逐月值介于 0.93~2.23mg/L,其中最高值出现在 1月,最低值出现在 11月。全湖各点位总氮浓度逐月变化趋势基本相同,全年仅有 1月总氮浓度超过Ⅴ类水平,整体呈逐月下降的变化趋势。其中李家湾点位在 2017年 2月亦超过Ⅴ类水平,且总氮浓度相对略高于其他点位(见图 2-4)。

图 2-4 星云湖各点位总氮逐月变化趋势(2017年)

2.1.2 2017年主要入湖河流水质状况分析

星云湖 8条设有监测断面的入湖河流分别为东西大河、大街河、渔村河、大庄河、学河、周德营河、螺蛳铺河和大龙潭河。其中 3条水量相对较大的入湖河流(东西大河、渔村河、大街河)规划基准年(即 2017年)水质总体为劣Ⅴ类水平,年均值主要超标指标分别为氨氮(东西大河和大街河)、总磷(东西大河和大街河)和化学需氧量(渔村河)。其中东西大河和大街河的氨氮高于渔村河,3条河氨氮均无显著季节规律;大街河总磷总体呈现旱季高于雨季的趋势,且浓度显著高于东西大河和渔村河;渔村河化学需氧量总体呈现先上升并于 6月逐月下降的趋势,且上半年浓度显示相近,显著高于东西大河和大街河。

2017年 1月至 3月,周德营河和螺蛳铺河为断流状态;2017年 1月至 4月,大龙潭河为断流状态。2017年大庄河和螺蛳铺河水质总体为劣Ⅴ类水平,年均值主要超标指标分别氨氮(大庄河)、总磷(大庄河和螺蛳铺河),学河、周德营河、大龙潭河均未超过Ⅴ类水平。

1.氨氮

如图 2-5甲所示,2017年,东西大河、渔村河和大街河氨氮浓度逐月值分别介于 0.86~6.33mg/L、0.41~2.88mg/L和 0.74~7.32mg/L之间,其中最高值分别出现在 1月(渔村河和大街河)和 6月(东西大河),最低值分别出现在2月(东西大河和大街河)和 6月(渔村河)。东西大河全年有 5个月氨氮浓度超过Ⅴ类水平,分别为 1月、4月、6月、8月和 11月;渔村河仅有 1月份氨氮浓度超过Ⅴ类水平;大街河全年有 8个月氨氮浓度超过Ⅴ类水平,主要集中在下半年。

如图 2-5乙所示,2017年,大庄河、学河、周德营河、螺蛳铺河和大龙潭河氨氮浓度逐月值分别介于 1.85~10.90mg/L、0.29~1.65mg/L、0.18~1.89mg/L、0.18~5.87mg/L和 0.21~1.13mg/L之间,其中最高值分别出现在3月(大庄河)、8月(学河)、5月(周德营河)、8月(螺蛳铺河)和 8月(大龙潭河),最低值分别出现在 4月(螺蛳铺河)、8月(大庄河)、10月(周德营河)、11月(学河)和 12月(大龙潭河)。大庄河全年仅有 8月份氨氮浓度未超过Ⅴ类水平;螺蛳铺河有 2个月氨氮浓度超过Ⅴ类水平,分别为 5月和 8月;学河、周德营河和大龙潭河氨氮浓度全年均达到Ⅴ类水平(见图 2-6)。

图 2-5 星云湖入湖河流氨氮逐月变化趋势(2017年)

2.化学需氧量

如图 2-6甲所示,2017年,东西大河、渔村河和大街河化学需氧量浓度逐月值分别介于 17~30mg/L、18~78mg/L和 22~52mg/L之间,其中最高值分别出现在 8月(东西大河)和 5月(渔村河和大街河),最低值分别出现在 10月至11月(东西大河)、10月(渔村河和大街河)。东西大河氨氮浓度全年均未超过Ⅴ类水平;渔村河全年有 5个月氨氮浓度超过Ⅴ类水平,主要集中在上半年,为 2月至 6月;大街河全年有 2个月氨氮浓度超过Ⅴ类水平,分别为 5月和 8月。

如图 2-6乙所示,大庄河、学河、周德营河、螺蛳铺河和大龙潭河化学需氧量浓度逐月值分别介于 18~112mg/L、6~24mg/L、14~32mg/L、14~43mg/L和12~28mg/L之间,其中最高值分别出现在 2月(学河)、5月(大庄河)、5月(周德营河)、5月(螺蛳铺河)、5月(大龙潭河)、6月(螺蛳铺河)、6月与10月(大龙潭河)、8月(学河),最低值分别出现在 10月(大庄河)、12月(周德营河)。大庄河全年有 3个月化学需氧量浓度超过Ⅴ类水平,为 5月至 7月;螺蛳铺河仅有 5月份化学需氧量浓度超过Ⅴ类水平;学河、周德营河和大龙潭河化学需氧量浓度全年均达到Ⅴ类水平。

图 2-6 星云湖入湖河流化学需氧量逐月变化趋势(2017年)

3.总磷

如图 2-7甲所示,2017年,东西大河、渔村河和大街河总磷浓度逐月值分别介于 0.306~0.827mg/L、0.222~0.648mg/L和 0.435~1.690mg/L之间,其中最高值分别出现在 4月(渔村河)、6月(东西大河)、11月(大街河),最低值分别出现在1月(东西大河)、3月(大街河)、12月(渔村河)。东西大河全年有 7个月总磷浓度超过Ⅴ类水平,分别为 4月至 6月、8月和 10月至 12月;渔村河有 4个月总磷浓度超过Ⅴ类水平,为 4月至 7月;大街河全年各月总磷浓度均超过Ⅴ类水平。

如图 2-7乙所示,大庄河、学河、周德营河、螺蛳铺河和大龙潭河总磷浓度逐月值分别介于 0.229~1.420mg/L、0.182~0.359mg/L、0.104~0.436mg/L、0.204~1.420mg/L和 0.040~0.315mg/L之间,其中最高值分别出现在 5月(大庄河)、5月(学河)、5月(大龙潭河)、6月(周德营河)、7月(螺蛳铺河),最低值分别出现在 2月(学河)、5月(螺蛳铺河)、8月(大庄河)、8月(周德营河)、8月(大龙潭河)。大庄河全年有 2个月总磷浓度未超过Ⅴ类水平,为7月至 8月;周德营河全年仅有 6月份总磷浓度超过Ⅴ类水平;螺蛳铺河全年仅有 5月份总磷未超过Ⅴ类水平;学河和大龙潭河总磷浓度全年均达到Ⅴ类水平。

图 2-7 星云湖入湖河流总磷逐月变化趋势(2017年)

4.总氮

如图 2-8甲所示,2017年,东西大河、渔村河和大街河总氮浓度逐月值分别介于 3.76~11.76mg/L、1.54~6.54mg/L和 6.09~11.54mg/L之间,其中最高值分别出现在 1月(东西大河)、1月(渔村河)和 1月(大街河),最低值分别出现在 2月(东西大河)、3月(大街河)和 6月(渔村河)。

如图 2-8乙所示,2017年,大庄河、学河、周德营河、螺蛳铺河和大龙潭河总氮浓度逐月值介于 6.13~17.47mg/L、2.21~14.24mg/L、1.07~13.81mg/L、4.81~21.04mg/L和 0.64~10.54mg/L之间,其中最高值分别出现在 7月(学河)、7月(周德营河)、7月(大龙潭河)、8月(大庄河)和 11月(螺蛳铺河),最低值分别出现在 4月(大庄河)、5月(大龙潭河)、9月(周德营河)、9月(螺蛳铺河)、12月(学河)。

图 2-8 星云湖入湖河流总氮逐月变化趋势(2017年)

2.1.3 前期调查

通过 2017年 10月、2018年 4月、6月和 8月对《星云湖污染底泥疏浚及处置工程可行性研究报告》中湖体分区情况以及流域入湖河流的前期调查,确定研究实施过程中连续观测时的调查对象、调查点位、调查指标、调查频次等现场调查研究要素,并初步了解星云湖流域环境特征状况(见图 2-9)。

图 2-9 星云湖疏浚分区图

1.湖体水质及水环境条件状况

在 2017年 10月、2018年 4月和 2018年 6月的前期调查中,星云湖湖体各区域水温介于 18.0℃ ~22.3℃,不同湖区以及不同水层的空间差异相对较小,时间上呈现相对显著的季节性变化。

各湖区高锰酸盐指数介于 5.14~10.00mg/L,处于Ⅲ类与Ⅳ类标准水平之间;溶解氧浓度介于 3.90~9.20mg/L,处于Ⅰ类至Ⅳ类标准水平之间;叶绿素a浓度介于 27.50~210.00mg/m 3 ,呈现显著的时空差异。

在营养盐方面,各湖区总磷浓度介于 0.060~0.923mg/L,处于Ⅳ类至劣Ⅴ类标准水平之间,磷酸盐浓度介于 0.036~0.256mg/L。各湖区总氮浓度介于0.499~2.206mg/L,处于Ⅱ类至劣Ⅴ类标准水平之间,氨氮浓度介于 0.186~0.635mg/L,处于Ⅱ类与Ⅲ类标准水平之间,硝酸盐氮浓度介于 0.169~0.955mg/L。各指标均呈现不同程度的包括南北湖区、不同水层的空间差异,还存在局部湖区累计现象,同时季节性变化亦较为显著。

2.湖体沉积物营养盐状况

在 2018年 4月的前期调查中,星云湖全湖表层沉积物总氮含量介于 2.81~6.31g/kg,其中,除西部中心湖区外,其余湖区含量差距相对较小,均维持在较高水平,北部湖区表层沉积物总氮含量明显高于南部湖区。星云湖全湖表层沉积物总磷含量介于 2.43~3.52g/kg,其中东南部湖区总磷含量明显高于其他湖区,与总氮类似,全湖表层沉积物总磷含量均处于较高水平。

3.湖体浮游植物状况

在 2017年 10月与 2018年 4月的前期调查中,星云湖湖体表层浮游植物共鉴定计 5大门类 38种属,其中蓝藻门藻类种属 8个,绿藻门藻类种属 21个,裸藻门藻类种属 1个,硅藻门藻类种属 7个,甲藻门藻类种属 1个。

星云湖优势种是铜绿微囊藻,约占藻类生物量的 90%以上,属于典型的铜绿微囊藻水华。其中,蓝藻门优势种是铜绿微囊藻;绿藻门优势种是椭圆卵囊藻、椭圆小球藻、单角盘星藻、空球藻等,并未形成绝对优势种群;硅藻门优势种是直链藻;裸藻门只有一种裸藻;甲藻门只有一种飞燕角甲藻。

空间尺度方面,北部湖区以及出流改道出水口藻细胞浓度较低,南部湖区以及西南湖区藻细胞浓度较高,水华灾害相对严重。初步判断星云湖水华程度降为中等程度水华。

4.主要入湖河道状况

2018年 6月和 8月,研究组针对星云湖流域主要入湖河流开展初步观测分析。观测对象主要包括渔村河、周官河、小街河、大街河、大庄河、旧州河、大寨河、螺蛳铺河、东西大河、周德营河、学河、大龙潭河以及出湖口。根据两期调查结果可知,除出湖口外,各条主要入湖河流均可在距入湖口不同纵深距离处得到相对规整的河道断面。

2018年 6月与 8月,各条主要入湖河流水文状态差异较大。其中东西大河断面最宽且流量最大,螺蛳铺河基本处于断流状态。大街河与旧州河因河道整治以及调蓄工作等因素,在不同时段内会呈现水流静止状态。星云湖出湖水流先进入小型蓄水塘库,再由其出口进入有覆盖的河道。

各条主要入湖河流水质以及营养盐水平情况差异较大,且呈现较显著的时间变化特征。2018年 6月与 8月,各条主要入湖河流总氮浓度基本处于劣Ⅴ类标准水平,总磷浓度除周德营河与大龙潭河,其余河流基本处于Ⅲ至劣Ⅴ类标准水平,且 2018年 6月各条主要入湖河流氮磷浓度相对整体高于 8月。其中周官河氮磷负荷相对最高,2018年 6月总氮浓度达到 24.218mg/L,溶解态总氮浓度为19.936mg/L,氨氮浓度为 18.892mg/L,硝酸盐氮浓度为 4.735mg/L。同期周官河总磷浓度达到 2.817mg/L,溶解态总磷浓度为 0.901mg/L,磷酸盐浓度为0.427mg/L。

5.地下水状况

星云湖流域基本全面实现自来水供应与使用,水井取水很少,为了了解地下水状况,研究组针对星云湖流域不同方位现存水井中的 4处,于 2018年 6月与 8月开展了初步观测分析。观测对象分别位于星云湖东岸的路居镇、北岸的中渔村、西北岸的三家村以及西南岸的下大河咀村(星云湖南部为江川区城区,研究组经实地调查及走访,区域内未发现水井)。

根据两期调查结果可知,在 2018年 6月与 8月的前期调查中,各处水井水位相对稳定,但地下水营养盐和水质水平时空差异极为显著,以氮负荷为例,6月各水井水体中氮负荷显著高于 8月。其中三家村水井水体中磷负荷相对较高,2018年 8月总磷浓度达到 0.412mg/L,溶解态总磷浓度为 0.160mg/L,磷酸盐浓度为 0.074mg/L;路居镇水井水体中氮负荷相对较高,2018年 6月总氮浓度达到12.502mg/L,溶解态总氮浓度为 11.686mg/L,氨氮浓度为 0.033mg/L,硝酸盐氮为 11.450mg/L。

2.1.4 第二阶段调查方案

根据前期调查结果,星云湖湖体水质与浮游植物生物量水平、主要入湖河流水质水文状况以及近湖区域地下水状况等均存在显著的时空差异,湖体沉积物赋存氮磷营养盐含量较高。

根据《水污染防治行动计划》以及《云南省水污染防治工作方案》,按照玉溪市政府的工作部署及要求,为更好地适应星云湖保护治理形势的变化,确保星云湖提前达到消除劣V类的水质目标,更好地满足星云湖水体达标三年行动精准治理所必需的基础调查和研究需要,结合《星云湖污染底泥疏浚及处置工程可行性研究报告》以及相关文献资料,分析星云湖已有的研究工作和前期调查成果,并通过在星云湖开展(包括周边/沿岸植被、土壤等自然特征和农业、排污等人类干扰活动特征等)前期实地考察,研究组于项目实施过程中对星云湖流域开展第二阶段连续调查观测并实施具体方案。

1.湖体水质及水生态状况调查

通过对《星云湖污染底泥疏浚及处置工程可行性研究报告》中湖体分区进行考量,并分析前期调查结果,研究组在星云湖湖体均匀布设 10个采样点位(见表 2-1及图 2-10)。

针对上述观测点位,研究组于 2018年 10月至 2019年 12月,分表层水体(水面以下 0.5m)和底层水体(底泥以上 0.5m)进行样品采集并分析水质指标,指标主要包括水温、pH、溶解氧、总磷、溶解态总磷、磷酸盐、总氮、溶解态总氮、氨氮、硝酸盐氮、高锰酸盐指数和叶绿素a等,调查频率每月一次,以分析星云湖湖体水质的时空分布特征。由于星云湖为浅水湖泊,且全湖透明度相对较低,因此研究组同步获取各点位表层浮游植物样品并分析数据信息,调查频率每月一次,以分析星云湖湖体浮游植物季节性变化以及水平尺度的空间分布特征。此外,研究组针对各点位表层沉积物获取总氮和总磷营养盐浓度,调查频率每年一次,以分析星云湖全湖沉积物营养盐分布情况。

表 2-1 星云湖采样点位坐标

另一方面,针对星云湖湖体水生植物,研究组于 2018年 11月和 2019年 9月开展了全湖范围的调查观测,以分析星云湖水生植物种类和沉水、漂浮和挺水植物群落与分布特征,形成星云湖水域维管束植物名录。

图 2-10 星云湖湖体调查点位

2.入湖河道水文水质状况调查

通过分析前期调查结果,部分入湖河流处于断流或水文条件静止状态,但结合河流所处的地理位置及可能存在的污染受纳情况,研究组在星云湖流域渔村河、大街河、东西大河、周官河、小街河、大庄河、旧州河、大寨河、螺蛳铺河、周德营河、学河、大龙潭河共 12个主要入湖河道近湖相对平整处及出湖口布设了采样点位,调查观测断面位置坐标见表 2-2。

针对上述调查观测点位,研究组于 2018年 10月至 2019年 12月采集样品并分析水质指标,水质指标包括总氮、溶解态总氮、氨氮、硝酸盐氮、总磷、溶解态总磷、磷酸盐、化学需氧量、总悬浮物等。同步测定断面水文情况,计算流量信息,调查频率每月一次,以分析星云湖主要入湖河流水质变化特征以及污染负荷入湖情况。

表 2-2 主要入湖河流观测断面坐标

3.湖周井水状况调查

通过分析前期调查结果,研究组在星云湖东岸路居镇、北岸江城镇中渔村、西北岸前卫镇三家村以及西南岸前卫镇下大河咀村现存水井中的 4处布设了采样点位,调查观测位置坐标见表 2-3。

表 2-3 观测水井的位置坐标

针对上述调查观测点位,研究组于 2018年 10月至 2019年 12月采集样品并分析水质指标,水质指标包括总氮、溶解态总氮、氨氮、硝酸盐氮、总磷、溶解态总磷、磷酸盐等。同步测定水位状况,调查频率每月一次,以分析星云湖各方位浅层地下水水质状况。 O60XSDfa9/QIi+1RJeJe/y1/2yYPSs4PWWiQLMrf9LLs+OwumnyuxVi+Ke91AJYS

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