三峽水庫(kù)2003～2017年水質(zhì)變化特征及成因分析

王順天，雷俊山，賈海燕，楊傳國(guó)

(1.長(zhǎng)江水資源保護(hù)科學(xué)研究所，湖北 武漢 430051； 2.河海大學(xué) 水文水資源學(xué)院，江蘇 南京 210098)

三峽工程是我國(guó)重大水利樞紐工程，水庫(kù)水質(zhì)受到社會(huì)各界的關(guān)注。三峽水庫(kù)自2003年首次蓄水，水庫(kù)水位先后經(jīng)歷了135，156 m和175 m高程的變化。隨著水庫(kù)蓄水位不斷升高，水文情勢(shì)發(fā)生重大改變，原有生境由河道生境變?yōu)樗畮?kù)生境[1]。三峽水庫(kù)175 m蓄水至今時(shí)間較短，水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)尚處于演變階段，生物群落尚未穩(wěn)定至頂級(jí)群落，水庫(kù)水環(huán)境也不斷發(fā)生變化[2]。水庫(kù)淹沒(méi)引起土地資源減少，土地資源承載力降低，農(nóng)戶維持原有收入水平可能增加農(nóng)藥化肥等施用量，降雨后產(chǎn)生的面源污染可能對(duì)水庫(kù)水質(zhì)產(chǎn)生影響[3-4]。此外，庫(kù)區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，GDP的增長(zhǎng)可能以資源消耗和污染物排放為代價(jià)[5]。政府對(duì)庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境保護(hù)十分關(guān)注，發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)采取措施加大污染治理力度，防止水環(huán)境惡化。因而三峽水庫(kù)蓄水后水質(zhì)特征演變的研究及其成因的分析對(duì)三峽水庫(kù)水質(zhì)的改善和水環(huán)境的保護(hù)具有重要意義。

近年來(lái)，圍繞三峽水庫(kù)水質(zhì)問(wèn)題的研究也有很多。主要集中在：① 蓄水對(duì)水庫(kù)水質(zhì)的影響。針對(duì)三峽水庫(kù)蓄水前后和不同蓄水位下干支流水質(zhì)的變化做了深入的研究，指出干流水質(zhì)較蓄水前略有好轉(zhuǎn)，支流水質(zhì)因水動(dòng)力條件的改變逐漸惡化[6-8]。② 蓄水后水動(dòng)力條件的改變對(duì)水質(zhì)的影響。研究了蓄水后支流庫(kù)灣水動(dòng)力條件變化對(duì)水質(zhì)特征的影響，認(rèn)為水庫(kù)蓄水造成庫(kù)灣水體流速減緩，自凈能力降低，且干流高營(yíng)養(yǎng)水體攜帶大量營(yíng)養(yǎng)鹽進(jìn)入支流庫(kù)灣，致使庫(kù)灣水體惡化，水華頻發(fā)[9-10]。③ 水質(zhì)模型對(duì)水質(zhì)情況和污染來(lái)源的預(yù)測(cè)和分析。針對(duì)復(fù)雜的非點(diǎn)源污染輸出，主要應(yīng)用輸出系數(shù)模型和統(tǒng)計(jì)回歸模型兩大類對(duì)非點(diǎn)源污染負(fù)荷進(jìn)行量化分析[11]。運(yùn)用ARIMA模型[12]、EFDC模型[13]和WebGIS[14]等對(duì)水質(zhì)情況及其變化趨勢(shì)進(jìn)行了研究和分析，并提出相應(yīng)的治理措施。④ 污染物來(lái)源分析。分析不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的污染指標(biāo)(如總磷、高錳酸鹽指數(shù)和氨氮)的污染來(lái)源和治理效果，認(rèn)為政府在工業(yè)點(diǎn)源污染控制方面做出了大量的工作，效果顯著，而農(nóng)業(yè)面源和城鎮(zhèn)生活產(chǎn)生的污染對(duì)水體造成的影響在不斷加大[15-16]。

對(duì)于三峽水庫(kù)水質(zhì)問(wèn)題，上述研究已經(jīng)很豐富了，但是關(guān)于三峽水庫(kù)2003年蓄水初期至今水質(zhì)特征及變化趨勢(shì)的分析研究較少。本文利用三峽水庫(kù)干支流8個(gè)代表斷面2003～2017年水質(zhì)監(jiān)測(cè)月數(shù)據(jù)(監(jiān)測(cè)指標(biāo)有高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷)，對(duì)三峽水庫(kù)蓄水以來(lái)水庫(kù)水質(zhì)演變特征及2015～2017年水質(zhì)現(xiàn)狀和年內(nèi)水期特征進(jìn)行了分析，并探討了經(jīng)濟(jì)發(fā)展、工業(yè)污染排放、農(nóng)業(yè)面源污染等對(duì)水庫(kù)水質(zhì)變化的影響，更有助于全面認(rèn)識(shí)水庫(kù)水質(zhì)特征演變規(guī)律及庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和污染源支流控制對(duì)水庫(kù)水質(zhì)的影響。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 區(qū)域概況

三峽水庫(kù)位于東經(jīng)105°44′～111°39′，北緯28°32′～31°44′的長(zhǎng)江流域腹心地帶，水庫(kù)起于宜昌三斗坪，回水末端至江津市花紅堡，地跨湖北省西部和重慶市中東部，水庫(kù)面積1 084 km2。三峽水庫(kù)2003年開(kāi)始正式蓄水，蓄水階段水位變化如表1所列。三峽庫(kù)區(qū)屬于濕潤(rùn)亞熱帶季風(fēng)氣候，雨季分明，6～9月降雨居多為豐水期，4～5月和10～11月為平水期，12月至次年3月降雨較少為枯水期。庫(kù)區(qū)內(nèi)土壤自然肥力較高，多低山丘陵，耕地大多為坡耕地和梯田，分布在長(zhǎng)江干支流兩岸。

表1 三峽水庫(kù)蓄水位變化階段Tab.1 Stages of water level change in the Three Gorges Reservoir

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文收集了水庫(kù)干流寸灘、清溪場(chǎng)、沱口、奉節(jié)、官渡口和太平溪6個(gè)斷面，支流臨江門(mén)和武隆2個(gè)斷面2003年蓄水以來(lái)的水質(zhì)數(shù)據(jù)。并選取針對(duì)高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷等水質(zhì)月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、污水處理狀況、城鎮(zhèn)排污量、工業(yè)廢水排放量、農(nóng)藥和化肥施用量和流失量等因素進(jìn)行了成因分析。水庫(kù)干、支流斷面位置如圖1所示。斷面水質(zhì)數(shù)據(jù)來(lái)自長(zhǎng)江流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，庫(kù)區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及污水處理、工業(yè)廢水排放、城鎮(zhèn)排污、農(nóng)藥和化肥施用及流失狀況數(shù)據(jù)來(lái)自歷年《長(zhǎng)江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)公報(bào)》。

圖1 三峽水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面位置示意Fig.1 Water quality monitoring sections position in the Three Gorges Reservoir

1.3 研究方法

1.3.1水質(zhì)評(píng)價(jià)

水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，三峽水庫(kù)干流具有河道特征，總磷的評(píng)價(jià)按照河流標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。支流水流較緩，具有湖庫(kù)特征，總磷按照湖庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方法主要根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法》(試行)進(jìn)行，水質(zhì)類別評(píng)價(jià)根據(jù)實(shí)測(cè)濃度值與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值對(duì)比確定，單項(xiàng)水質(zhì)項(xiàng)目濃度超過(guò)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值則為超標(biāo)項(xiàng)目(總氮不參評(píng))。

1.3.2水質(zhì)趨勢(shì)分析

常用的水質(zhì)趨勢(shì)研究方法主要分為參數(shù)檢驗(yàn)法和非參數(shù)檢驗(yàn)法。參數(shù)檢驗(yàn)法，如spearman秩相關(guān)檢驗(yàn)法[17]檢驗(yàn)效率高，但對(duì)條件要求嚴(yán)格，不能避免數(shù)據(jù)季節(jié)性、非正態(tài)、漏測(cè)等帶來(lái)的影響。季節(jié)性Kendall法是一種典型非參數(shù)檢驗(yàn)法，該方法對(duì)數(shù)據(jù)條件要求不高，能避免參數(shù)檢驗(yàn)法因數(shù)據(jù)本身帶來(lái)的誤差[18-19]。因此本文選用季節(jié)性Kendall法進(jìn)行三峽水庫(kù)水質(zhì)趨勢(shì)的分析，其計(jì)算公式如下。

設(shè)有n年12個(gè)月的平均水質(zhì)觀測(cè)資料Xij，則第i月水質(zhì)系列比較后的正負(fù)號(hào)之和Si為

(1)

(2)

在樣本不具趨勢(shì)性的假設(shè)下，12個(gè)月S的均值和方差為

(3)

(4)

若函數(shù)的隨機(jī)變量是互不相關(guān)的，那么兩者的協(xié)方差就為零。

Kendall發(fā)現(xiàn)，當(dāng)n>10時(shí)，S趨勢(shì)檢驗(yàn)也服從正態(tài)分布，并且標(biāo)準(zhǔn)方差Z為

(5)

2 結(jié)果與分析

2.1 水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀及水期變化

2.1.1水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀

三峽水庫(kù)干流庫(kù)尾寸灘斷面和庫(kù)中清溪場(chǎng)斷面以Ⅱ～Ⅳ類水為主，超標(biāo)水質(zhì)占比分別為19.45%和25.01%，主要超標(biāo)項(xiàng)目為總磷和高錳酸鹽指數(shù)。庫(kù)中沱口、奉節(jié)斷面和庫(kù)首官渡口、太平溪斷面以Ⅱ～Ⅲ類水為主，越靠近庫(kù)首Ⅱ類水質(zhì)占比越高。支流嘉陵江代表斷面臨江門(mén)和烏江武隆斷面超標(biāo)嚴(yán)重，臨江門(mén)斷面以Ⅲ～Ⅴ類水為主，武隆斷面以Ⅳ～劣Ⅴ類水為主，主要超標(biāo)項(xiàng)目為總磷(見(jiàn)表2)。

表2 三峽水庫(kù)各斷面2015～2017年水質(zhì)類別統(tǒng)計(jì)特征Tab.2 Statistical characteristics of water quality in the Three Gorges Reservoir from 2015 to 2017 %

2.1.2水庫(kù)水期特征

基于2015～2017年三峽水庫(kù)水質(zhì)數(shù)據(jù)分析高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷水期特征。高錳酸鹽指數(shù)濃度受降雨影響較大，各斷面均呈現(xiàn)豐水期(6～9月)大于平水期(4～5月和10～11月)和枯水期(12月至次年3月)的特征(見(jiàn)圖2)。豐水期高錳酸鹽指數(shù)濃度較高，可能主要受城市面源污染和農(nóng)業(yè)面源污染的影響。三峽庫(kù)區(qū)部分城鎮(zhèn)尚未實(shí)施雨污分流，排污管道在枯、平水期積累大量的泥沙和污染物，豐水期隨水流傾瀉至水庫(kù)，造成高錳酸鹽指數(shù)濃度升高[20-21]。三峽庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)種植以柑橘為主，且受氣候影響，柑橘主要分布在水庫(kù)正常蓄水位以上鄰近區(qū)域，施用的農(nóng)藥、化肥等在降雨后流失迅速進(jìn)入水庫(kù)，引起高錳酸鹽指數(shù)升高[22]。從年均值濃度變化可知，干流斷面從庫(kù)尾寸灘斷面到庫(kù)首太平溪斷面高錳酸鹽指數(shù)呈沿程下降的趨勢(shì)。監(jiān)測(cè)斷面中，支流斷面臨江門(mén)的高錳酸鹽指數(shù)濃度最高，為2.64 mg/L,武隆斷面較低，為1.35 mg/L。

圖2 2015～2017年各斷面高錳酸鹽指數(shù)濃度水期變化特征Fig.2 Variation characteristics of permanganate index concentration during 2015～2017

氨氮濃度呈現(xiàn)平、枯水期大于豐水期的特征，但不同水期間氨氮濃度差異不大且一直維持在Ⅰ～Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以下(見(jiàn)圖3)。

圖3 2015～2017年各斷面氨氮濃度水期變化特征Fig.3 Characteristics of ammonia-nitrogen concentration during 2015～2017

工業(yè)點(diǎn)源污染和生活排污可能是枯水期氨氮濃度相對(duì)較高的原因，枯水期水庫(kù)上游斷面生態(tài)流量較少，污染物濃度相對(duì)較高。三峽庫(kù)區(qū)重慶段化工產(chǎn)業(yè)和原有的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致該區(qū)域污染負(fù)荷高[23]。水庫(kù)干流氨氮濃度年均值沿程呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，庫(kù)中斷面沱口、奉節(jié)濃度較高，分別為0.18 mg/L和0.19 mg/L，支流斷面臨江門(mén)氨氮濃度最高，年均值為0.20 mg/L。175 m蓄水后，耕地資源緊張，庫(kù)區(qū)消落帶面積增加，部分農(nóng)民在消落帶耕種，導(dǎo)致庫(kù)中段氨氮污染負(fù)荷較高[24]。嘉陵江流域內(nèi)農(nóng)村人口比例高，大部分農(nóng)村沒(méi)有污水管網(wǎng)和垃圾處理系統(tǒng)，污水直接排入河道，造成地表水嚴(yán)重污染[25]。

寸灘、清溪場(chǎng)和沱口斷面豐水期和枯水期總磷濃度差異不大，庫(kù)中奉節(jié)斷面至庫(kù)首太平溪斷面，總磷濃度豐水期大于平、枯水期的特征顯著(見(jiàn)圖4)。奉節(jié)區(qū)和庫(kù)區(qū)湖北段農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，移民后，農(nóng)民主要依靠增加化肥農(nóng)藥使用量提高單位耕地產(chǎn)值，降雨徑流攜帶著大量污染物匯入河流，引起豐水期總磷濃度高于枯水期[10]。支流斷面武隆總磷受降雨影響較大，表現(xiàn)為：豐水期>平水期>枯水期，且濃度均值最高為0.22 mg/L，這和烏江上游磷礦的生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)有關(guān)，在河邊堆砌的大量磷石膏經(jīng)雨水沖淋，以溶解態(tài)磷的形式進(jìn)入烏江，對(duì)烏江中、下游水質(zhì)造成嚴(yán)重影響[26]。

圖4 2015～2017年各斷面總磷濃度水期變化特征Fig.4 Characteristics of total phosphorus water phase changes in during 2015～2017

可見(jiàn)降水對(duì)水庫(kù)水質(zhì)影響顯著，降雨徑流帶來(lái)的面源污染和生態(tài)流量的減少是造成水質(zhì)變差的主要原因。隨著城市化進(jìn)程的加快，城鎮(zhèn)生活污水排放和生活垃圾堆放對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生的影響會(huì)日益顯著，現(xiàn)在應(yīng)該加大面源污染的治理和控制，尤其是對(duì)于新興城市，雨污分流、垃圾分類處理等措施是十分必要的。

2.2 水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

2.2.1蓄水以來(lái)水庫(kù)水質(zhì)類別特征

依據(jù)水庫(kù)蓄水位變化將時(shí)間序列劃分為4個(gè)階段，統(tǒng)計(jì)2003～2017年三峽水庫(kù)各斷面每月的水質(zhì)類別所占比例。自蓄水以來(lái)三峽水庫(kù)監(jiān)測(cè)斷面Ⅱ～Ⅳ類水質(zhì)占比始終大于80%，隨著156 m水位的實(shí)現(xiàn)，主要表現(xiàn)為Ⅰ～Ⅱ類水質(zhì)占比增加，其他類別水質(zhì)類別占比減少。相較于156 m水位運(yùn)行期，175 m水位運(yùn)行期和水質(zhì)現(xiàn)狀年超標(biāo)水質(zhì)占比隨時(shí)間逐漸減少，主要表現(xiàn)為Ⅰ、Ⅳ類水占比的減少，Ⅲ類水占比的增加，Ⅰ、Ⅳ類水占比分別減少了5.21%和3.6%，Ⅲ類水占比增加了10.42%(見(jiàn)表3)。

表3 2003～2017年水質(zhì)類別統(tǒng)計(jì)特征Tab.3 Statistical characteristics of water quality categories during 2003～2017 %

2.2.2趨勢(shì)檢驗(yàn)結(jié)果分析

運(yùn)用季節(jié)性Kendall法對(duì)三峽水庫(kù)2003～2017年水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分析(見(jiàn)表4)。結(jié)果表明，自水庫(kù)蓄水以來(lái)，主要環(huán)境因子濃度呈下降趨勢(shì)，水庫(kù)水質(zhì)趨于好轉(zhuǎn)。在蓄水期，高錳酸鹽指數(shù)濃度下降幅度為武隆>清溪場(chǎng)>奉節(jié)>沱口>臨江門(mén)>寸灘>官渡口>太平溪。可以看出支流斷面和庫(kù)中斷面下降幅度較大，其中武隆和清溪場(chǎng)下降幅度達(dá)到-0.143 mg/(L·a)和-0.091 mg/(L·a)。因?yàn)槿龒{水庫(kù)蓄水初期，水庫(kù)周邊城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)的遷移，減緩了庫(kù)區(qū)內(nèi)污染負(fù)荷的排放[27]。相較于蓄水期，運(yùn)行期水庫(kù)各斷面高錳酸鹽指數(shù)濃度下降幅度減小，顯著下降斷面減少，年均值變化范圍為1.14～3.02 mg/L，屬Ⅰ～Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，如圖5(a)所示。

2003～2009年氨氮濃度下降幅度為奉節(jié)>太平溪>沱口>寸灘>清溪場(chǎng)>官渡口>臨江門(mén)>武隆。可以看出靠近庫(kù)首的代表斷面的下降幅度較大，其中奉節(jié)和太平溪下降幅度達(dá)到-0.199 mg/(L·a)和-0.186 mg/(L·a)(見(jiàn)表4)。 可以從水庫(kù)蓄水后的水文條件變化理解，三峽水庫(kù)蓄水以來(lái)，干流水面變寬，流速減緩，更有利于泥沙的沉降，致使易附于泥沙上污染物的濃度也隨之降低，且越靠近庫(kù)首的斷面澄清作用越強(qiáng)[28]。相較于蓄水期，運(yùn)行期氨氮濃度變化相對(duì)穩(wěn)定，寸灘斷面和清溪場(chǎng)斷面下降幅度增大，分別為-0.227 mg/(L·a)和-0.192 mg/(L·a)，主要表現(xiàn)為2014～2017年氨氮濃度下降趨勢(shì)顯著，年均濃度由2014年的0.11 mg/L降至2017年的0.04 mg/L，這與庫(kù)區(qū)內(nèi)水污染防治力度的加大有關(guān)。奉節(jié)斷面和沱口斷面濃度下降幅度減小，濃度變化在0.06～0.21 mg/L之間，2015～2017年，奉節(jié)和沱口斷面也出現(xiàn)了下降趨勢(shì)，如圖5(b)所示。

在水庫(kù)蓄水階段，只有庫(kù)首官渡口和太平溪斷面呈現(xiàn)為顯著下降的趨勢(shì)，下降幅度分別為-0.114 mg/(L·a)和-0.030 mg/(L·a)，其余斷面變化趨勢(shì)不顯著。在運(yùn)行期，總磷濃度顯著下降的斷面增多，總磷下降幅度為武隆>官渡口>清溪場(chǎng)>寸灘>太平溪，武隆斷面下降幅度達(dá)到了-0.150 mg/(L·a)(見(jiàn)表4)。武隆斷面總磷濃度年際變化起伏不定且始終高于其他斷面，2014～2017年武隆斷面總磷濃度也呈現(xiàn)出穩(wěn)定下降的趨勢(shì)，如圖5(c)所示。2015年貴州省依據(jù) 《貴州省烏江流域水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》對(duì)烏江流域總磷嚴(yán)重超標(biāo)問(wèn)題采取一系列措施：建設(shè)生態(tài)沉降壩，定期清理富含磷氟的底泥，減少磷的內(nèi)源污染[29]。庫(kù)首斷面官渡口和太平溪受水庫(kù)蓄水影響較大，77%的總磷隨泥沙沉積庫(kù)底[30]。位于重慶主城區(qū)的寸灘和清溪場(chǎng)斷面下降趨勢(shì)顯著，可能是因?yàn)橹貞c主城區(qū)污水處理設(shè)施及配套管網(wǎng)的建設(shè)的加強(qiáng)和雨污分流改造力度的加大，城區(qū)污水收集處理率的提升，大大減少了城鎮(zhèn)生活污水排放帶來(lái)的污染[31]。

圖5 2003～2017年三峽水庫(kù)的水質(zhì)指標(biāo)年均特征Fig.5 Annual average characteristics of water quality indicators in the Three Gorges Reservoir during 2003～2017

表4 季節(jié)性Kendall法的計(jì)算結(jié)果Tab.4 Calculation results of the seasonal Kendall method

3 討 論

三峽水庫(kù)自蓄水以來(lái)，水庫(kù)水質(zhì)趨于好轉(zhuǎn)，這與黃玥[32]、卓海華[33]的研究結(jié)果一致。從庫(kù)區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和排污來(lái)看，三峽庫(kù)區(qū)近15 a經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，尤其是重慶河段GDP從2003年的1 463.59億元增長(zhǎng)到2016年的6 901.17億元(見(jiàn)圖6)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，庫(kù)區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)污水排放量急劇上升，從2014～2015年的污水排放情況可以看出：重慶城鎮(zhèn)污水排放量1 a增長(zhǎng)了約3.98億t(見(jiàn)圖7)，污染負(fù)荷大大增加。

圖6 2003～2016年三峽庫(kù)區(qū)GDP年均特征Fig.6 Annual average GDP characteristics of the Three Gorges reservoir area from 2003 to 2016

圖7 2003～2015年三峽庫(kù)區(qū)城鎮(zhèn)污水排放情況Fig.7 Urban sewage discharge in the Three Gorges reservoir area from 2003 to 2015

隨著庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，污染負(fù)荷加大的同時(shí)，污染治理力度也有所增強(qiáng)。為治理流域污染，國(guó)家在十一五和十二五期間實(shí)施了《三峽庫(kù)區(qū)及其上游流域水污染防治規(guī)劃》，針對(duì)三峽庫(kù)區(qū)污染防治措施作出了改進(jìn)[34]。2006年以后，國(guó)家加大了對(duì)化工企業(yè)的整治和污水處理廠的建設(shè)。庫(kù)區(qū)內(nèi)污水處理廠的數(shù)量不斷增多，尤其是2014～2016年污水處理廠的數(shù)量更是增長(zhǎng)了一倍(見(jiàn)圖8)，減小了庫(kù)區(qū)內(nèi)排污負(fù)荷。2015年，國(guó)家發(fā)布了《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，狠抓工業(yè)污染防治、強(qiáng)化城鎮(zhèn)生活污染治理、推進(jìn)農(nóng)村農(nóng)業(yè)污染防治等措施，更是為水質(zhì)污染防治和改善作出了巨大貢獻(xiàn)。

三峽庫(kù)區(qū)工業(yè)廢水排放情況和化肥農(nóng)藥施用情況表明，庫(kù)區(qū)工業(yè)排污和農(nóng)業(yè)污染防治效果顯著。工業(yè)廢水COD排放量從2006年的8.11萬(wàn)t降低至2016年的1.08萬(wàn)t，工業(yè)廢水氨氮排放量從2006年的0.64萬(wàn)t降低至2016年的0.08萬(wàn)t(見(jiàn)圖9)。工業(yè)廢水處理成效顯著，工業(yè)廢水中高錳酸鹽指數(shù)、氨氮含量和水庫(kù)高錳酸鹽指數(shù)和氨氮都呈下降趨勢(shì),可見(jiàn)水庫(kù)中高錳酸鹽指數(shù)和氨氮濃度與工業(yè)廢水排放控制密切相關(guān)。根據(jù)調(diào)查研究，在工業(yè)污染得到基本控制的同時(shí)，三峽庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染對(duì)水體造成的污染日益嚴(yán)重[15]，庫(kù)區(qū)內(nèi)存在重氮磷，輕鉀肥的現(xiàn)象且有機(jī)磷農(nóng)藥使用率和流失率都較高，是氮磷流失成為水體污染源的重要原因[35]，2004～2010年化肥和農(nóng)藥的使用、流失量起伏不定，2011年農(nóng)業(yè)部推進(jìn)科學(xué)用肥后，化肥和農(nóng)藥的使用、流失量呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)(見(jiàn)圖10)，這和水庫(kù)總磷濃度的趨勢(shì)變化相對(duì)應(yīng)，總磷濃度下降趨勢(shì)和化肥農(nóng)藥使用流失量的減小有關(guān)。

圖9 2003～2016年三峽庫(kù)區(qū)工業(yè)廢水COD和氨氮的排放情況Fig.9 COD and ammonia nitrogen emissions from industrial wastewater in the Three Gorges reservoir area from 2003 to 2016

圖10 2004～2016年三峽庫(kù)區(qū)化肥農(nóng)藥的使用和流失情況Fig.10 Use and loss of chemical fertilizers and pesticides in the Three Gorges reservoir area from 2004 to 2016

4 結(jié) 論

(1) 2015～2017年間，水庫(kù)干流水質(zhì)以Ⅱ～Ⅲ類為主且沿程趨好；支流嘉陵江和烏江水質(zhì)超標(biāo)嚴(yán)重，以Ⅳ～劣Ⅴ類水質(zhì)為主，主要超標(biāo)項(xiàng)目為總磷。

(2) 2015～2017年水質(zhì)水期特征分析表明：高錳酸鹽指數(shù)呈現(xiàn)豐水期大于平、枯水期的特征；氨氮濃度呈現(xiàn)平、枯水期大于豐水期的特征，但不同水期間濃度差異不大；總磷濃度靠近庫(kù)首的斷面和武隆斷面呈現(xiàn)豐水期大于平、枯水期的特征，其余斷面豐枯水期總磷濃度差異不大。

(3) 2003～2017年，三峽水庫(kù)水質(zhì)以Ⅱ～Ⅳ類水為主， Ⅰ類和Ⅳ類水比例有所減少，Ⅲ類水的比例增加。

(4) 2003～2017年水質(zhì)季節(jié)性Kendall法分析表明：三峽水庫(kù)蓄水以來(lái)，高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷濃度呈下降趨勢(shì)。高錳酸鹽指數(shù)和氨氮濃度2003～2009年下降幅度較大，可見(jiàn)蓄水對(duì)高錳酸鹽指數(shù)和氨氮濃度有影響。總磷濃度在2010～2017年下降幅度較大，這和2011年后化肥農(nóng)藥施用量減小有關(guān)。