金沙江流域－麗江段水環(huán)境質(zhì)量時(shí)空變化趨勢及保護(hù)思路

木曉麗

（云南省生態(tài)環(huán)境廳駐麗江市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，云南 麗江 674100）

0 引言

金沙江麗江段從麗江市玉龍縣塔城鄉(xiāng)入境，至華坪縣石龍壩鎮(zhèn)臘烏渡出境，全長615 km，占金沙江全長2308 km的四分之一，占金沙江云南段1560 km的約二分之一。麗江市金沙江上段水系流域面積16592.7 km2，占全市流域面積的80.7%。年平均徑流量1541.9 m3/s，年平均過境水量440億m3。長江流域金沙江水系在麗江境內(nèi)包括金沙江干流和新主河、金莊河、沖江河、黑白水河、五郎河、馬過河、新莊河等金沙江的一級支流和眾多二級支流。除部分河段有部分融雪水補(bǔ)給外，都屬于雨水補(bǔ)給的高原河流類型。金沙江流域是長江經(jīng)濟(jì)帶的上游生態(tài)屏障，促進(jìn)金沙江流域全面發(fā)展，讓“綠色”成為麗江發(fā)展的底色，使“綠水青山”產(chǎn)生巨大生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，讓綠水青山與金山銀山相得益彰，確?！耙唤逅绷鞒鳆惤?，對于整個(gè)長江流域有著重要的意義。本文對2011—2020年金沙江流域（麗江段）水質(zhì)情況變化趨勢和2019—2020年金沙江干流（麗江段）時(shí)空變化趨勢進(jìn)行分析研究，以期為金沙江流域麗江段保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 2011—2020年金沙江流域麗江段監(jiān)測基本情況

1.1 斷面設(shè)置情況

2011—2020年麗江境內(nèi)金沙江干流持續(xù)開展監(jiān)測的斷面有3個(gè)，自上游而下分別是新華、金江橋和觀音巖大橋，同時(shí)一級支流中的沖江河、漾弓江、五郎河、馬過河和新莊河金沙江持續(xù)開展監(jiān)測。2019年9月起金沙江干流麗江段水質(zhì)監(jiān)測斷面由3個(gè)增加為6個(gè)，自上游而下由新華、金江橋和觀音巖大橋增加為新華、老八課、五孫廟、金江橋、臨江箐和觀音巖大橋。金沙江流域麗江段水質(zhì)監(jiān)測斷面圖見圖1。

圖1 金沙江流域麗江段水質(zhì)監(jiān)測斷面圖

1.2 評價(jià)因子

2011—2020年麗江境內(nèi)金沙江干流斷面和5個(gè)一級支流水質(zhì)分析直接以2011—2020年麗江市環(huán)境質(zhì)量公報(bào)公開水質(zhì)類別進(jìn)行分析評價(jià)。

2019—2020年麗江境內(nèi)金沙江干流時(shí)空變化趨勢分析選用評價(jià)因子是《地表水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)方法》(試行)中規(guī)定的21項(xiàng)指標(biāo)中除pH和溶解氧以外的19個(gè)指標(biāo)。

1.3 評價(jià)分析方法

1.3.1 內(nèi)梅羅污染指數(shù)法

目前地表水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)評價(jià)分析方法較多，有單因子評價(jià)法、單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法、單因子污染指數(shù)法、綜合污染指數(shù)法、模糊綜合評價(jià)法、灰度聚類法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價(jià)法等，適合的評價(jià)分析方法對監(jiān)測數(shù)據(jù)的應(yīng)用有著重要的影響[1-6]。其中內(nèi)梅羅污染指數(shù)法既能突出污染指數(shù)最大因子對總體水質(zhì)的作用，又能總體反映水體污染性質(zhì)和程度，是目前國內(nèi)外常用的綜合污染指數(shù)計(jì)算方法[7-8]。

內(nèi)梅羅污染指數(shù)計(jì)算按照公式（1）、（2）、（3）進(jìn)行計(jì)算：

式中：C—i指標(biāo)的監(jiān)測結(jié)果；S—i指標(biāo)評價(jià)因子的標(biāo)準(zhǔn)值（金沙江干流麗江段水功能類別為Ⅱ類，采用《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)值）；Pave—評價(jià)因子污染指數(shù)平均值；Pmax—評價(jià)因子污染指數(shù)最大值；P—內(nèi)梅羅污染指數(shù)。

采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法對金沙江麗江段多個(gè)斷面的水質(zhì)情況進(jìn)行評價(jià)，客觀地呈現(xiàn)了金沙江麗江段水質(zhì)情況及水質(zhì)變化趨勢，以期對金沙江流域（麗江段）流域的水資源保護(hù)和合理利用提供科學(xué)依據(jù)。

1.3.2 Spearman秩相關(guān)系數(shù)法

Spearman秩相關(guān)系數(shù)是一種無參數(shù)（與分布無關(guān)）檢驗(yàn)方法，用于度量變量之間聯(lián)系的強(qiáng)弱。在沒有重復(fù)數(shù)據(jù)的情況下，如果一個(gè)變量是另外一個(gè)變量的嚴(yán)格單調(diào)函數(shù)則Spearman秩相關(guān)系數(shù)就是+1或-1，稱變量完全Spearman秩相關(guān)，由于Spearman秩相關(guān)系數(shù)法對于分析的數(shù)據(jù)分布情況要求較低，故被普遍應(yīng)用于相關(guān)分析中，由于地表水監(jiān)測數(shù)據(jù)分布情況較復(fù)雜，故選用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行地表水環(huán)境質(zhì)量時(shí)空變化相關(guān)性分析。

Spearman秩相關(guān)系數(shù)按照公式（4）、（5）進(jìn)行計(jì)算：

式中：di—秩次差；Xi、Yi—排序后的序號；n—變量中數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)；R—Spearman秩相關(guān)系數(shù)。

2 2011—2020年金沙江流域（麗江段）水質(zhì)情況變化趨勢

根據(jù)2011—2020年麗江市環(huán)境質(zhì)量公報(bào)公開的地表水相關(guān)監(jiān)測結(jié)果，選擇金沙江干流3個(gè)斷面（自上游而下為新華、金江橋和觀音巖大橋）和5個(gè)一級支流（沖江河、漾弓江、五郎河、馬過河和新莊河）進(jìn)行水質(zhì)分析，由于一級支流的斷面名稱或位置在10年間有所變化，選用最下游斷面表示其河流水質(zhì)。根據(jù)水功能區(qū)劃，金沙江干流麗江段水質(zhì)要求為《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類，對金沙江3個(gè)干流斷面和5個(gè)一級支流斷面的水質(zhì)達(dá)Ⅱ類及以上的比例進(jìn)行分析，其比例隨年度變化情況見圖2。2011—2020年Ⅱ類及以上斷面在2011年和2012年的比例最低為37.5%，在2016年、2017年、2018年和2020年比例最高為87.5%。對其隨年度變化進(jìn)行spearman秩相關(guān)系數(shù)法分析，其相關(guān)系數(shù)為0.837，相關(guān)性顯著，說明2011—2020年金沙江流域（麗江段）水質(zhì)成變好趨勢。

圖2 2011—2020年金沙江流域-麗江段達(dá)Ⅱ類及以上斷面（河流）比例變化趨勢

應(yīng)用spearman秩相關(guān)系數(shù)法分析的金沙江3個(gè)干流斷面和5個(gè)一級支流的水質(zhì)隨年度變化趨勢，如圖3所示。根據(jù)Spearman秩相關(guān)分析結(jié)果可見，漾弓江水質(zhì)呈一定的變差趨勢，其余河流（斷面）水質(zhì)均呈變好趨勢，其中沖江河、馬過河和麗江市出境斷面金沙江觀音巖大橋水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)。

圖3 2011—2020年金沙江流域-麗江段秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)

3 2019—2020年金沙江干流（麗江段）時(shí)空變化趨勢

3.1 2019—2020年金沙江干流（麗江段）自上而下水變化情況

對金沙江干流麗江段6個(gè)斷面2019年和2020年年均值進(jìn)行內(nèi)梅羅污染指數(shù)計(jì)算分析，其變化趨勢見圖4。根據(jù)計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)金沙江麗江段6個(gè)監(jiān)測斷面內(nèi)梅羅污染指數(shù)均＜0.6，說明金沙江麗江段水質(zhì)能滿足水質(zhì)要求；且根據(jù)圖3發(fā)現(xiàn)，在這 6個(gè)斷面中金江橋和觀音巖大橋水質(zhì)較好，老八課和臨江箐水質(zhì)較差，新華和五孫廟水質(zhì)居中，且這個(gè)規(guī)律在2019年和2020年都一致。

圖4 2019年和2020年金沙江麗江段干流斷面水質(zhì)變化情況

應(yīng)用spearman秩相關(guān)系數(shù)法分析對6個(gè)斷面2019年和2020年內(nèi)梅羅污染指數(shù)自上游至下游的相關(guān)性分析，2019年相關(guān)系數(shù)為-0.429，2020年相關(guān)系數(shù)為0.029，可見2019年金沙江麗江段水質(zhì)自上游至下游有變好趨勢，但其變化趨勢不顯著，2020年金沙江麗江段水質(zhì)自上游至下游幾乎無變化。

3.2 2020年金沙江干流（麗江段）逐月水質(zhì)變化趨勢

2020年各月各斷面內(nèi)梅羅污染指數(shù)分布情況見圖5，發(fā)現(xiàn)僅有老八課和臨江箐出現(xiàn)了＞0.6的月份，且其余斷面＜0.3的比例均超過50%。

圖5 2020年逐月各斷面內(nèi)梅羅污染指數(shù)分布情況

2020年金沙江干流（麗江段）6個(gè)斷面各月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)分布情況見圖6，發(fā)現(xiàn)各斷面各月內(nèi)梅羅污染指數(shù)分布在0.2～0.7，內(nèi)梅羅污染指數(shù)＞0.5的比例在3月和4月最大，在8月和12月較多，在1月、6月、7月和11月無＞0.5的情況。

圖6 2020年金沙江干流（麗江段）6個(gè)斷面各月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)分布情況

取6個(gè)斷面水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果平均值計(jì)算金沙江干流麗江段內(nèi)梅羅污染指數(shù)，金沙江干流麗江段內(nèi)梅羅污染指數(shù)隨月份變化見圖7，發(fā)現(xiàn)3月、8月和12月較上月明顯上升，水質(zhì)變差，4—7月和9—11月較呈下降趨勢，水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)。

圖7 金沙江干流麗江段內(nèi)梅羅污染指數(shù)隨月份變化

3.3 各斷面與上游斷面水質(zhì)變化關(guān)系分析

對各斷面與上游斷面2020年各月內(nèi)梅羅污染指數(shù)變化趨勢進(jìn)行Spearman秩相關(guān)分析，其相關(guān)系數(shù)見圖8。發(fā)現(xiàn)金江橋、臨江箐和觀音巖大橋與其上游斷面水質(zhì)變化趨勢一致，五孫廟與其上游斷面變化趨勢相反，但所有的變化趨勢一致和相反都不是顯著的，麗江段金沙江各干流斷面水質(zhì)與上游干流斷面水質(zhì)均無顯著性相關(guān)，說明金沙江水質(zhì)受到各級支流影響較大。

圖8 2020年金沙江干流斷面臨近上下游秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)論

（1）2011—2020年金沙江流域（麗江段）水質(zhì)情況變化趨勢結(jié)果表明金沙江流域（麗江段）整體水質(zhì)成變好趨勢，除漾弓江外其余河流（斷面）水質(zhì)均呈變好趨勢，且相關(guān)性顯著的沖江河、馬過河和麗江市出境斷面金沙江觀音巖大橋水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，漾弓江水質(zhì)呈一定的變差趨勢。

（2）2019—2020年金沙江干流（麗江段）自上而下水變化情況能滿足水質(zhì)要求，老八課和臨江箐水質(zhì)較其余斷面差，2019年金沙江麗江段水質(zhì)自上游至下游有變好趨勢，2020年金沙江麗江段水質(zhì)自上游至下游幾乎無變化。2020年金沙江干流（麗江段）整體及各斷面水質(zhì)隨月份波動變化，其中3月和8月水質(zhì)變差，6月和11月水質(zhì)變好的趨勢是一致的。各斷面與上游斷面水質(zhì)變化關(guān)系分析結(jié)果表明麗江段金沙江各干流斷面水質(zhì)與上游干流斷面水質(zhì)均無顯著性相關(guān)，說明金沙江水質(zhì)受到各級支流影響較大。

5 保護(hù)建議

（1）目前金沙江麗江段水質(zhì)能滿足其功能區(qū)要求，且有一定變好趨勢，但是老八課斷面和臨江箐斷面水質(zhì)較其他斷面相比，內(nèi)梅羅污染指數(shù)較高，水質(zhì)情況較差，同時(shí)越往下游受相鄰上游斷面影響越大，說明各支流的影響在不斷積累。金沙江流域-麗江段保護(hù)仍面臨嚴(yán)峻的壓力，特別是老八課和臨江箐斷面涉及區(qū)域，要重點(diǎn)加強(qiáng)區(qū)域污染源調(diào)查，做好污染防治工作。

（2）根據(jù)分析發(fā)現(xiàn)金沙江麗江段一級支流中漾弓江近10年呈水質(zhì)下降的趨勢，漾弓江流域的水污染防治是保護(hù)金沙江麗江段的重中之重。

（3）完善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和綜合運(yùn)用，為環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)，并以此為基礎(chǔ)切實(shí)加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管執(zhí)法。加大重點(diǎn)區(qū)域環(huán)境巡查、監(jiān)管力度，強(qiáng)化重點(diǎn)行業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)隱患管控，確保重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)行業(yè)環(huán)境監(jiān)管不留空白。