式中：Ci為第i個(gè)月的污染物濃度值，mg/L；Qi為第i個(gè)月的月徑流量，108 m3.

　　1.5 數(shù)據(jù)來(lái)源

　　總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、石油類(lèi)、鉛、汞、糞大腸菌群等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源于長(zhǎng)江流域水環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)；水量數(shù)據(jù)來(lái)源于水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)《長(zhǎng)江水文年鑒》.

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 污染物濃度分析

　　2.1.1 污染物濃度空間分布特征

　　圖 2為2018年長(zhǎng)江干流總磷和氨氮濃度年均值空間分布.由圖 2可見(jiàn)：宜賓以下長(zhǎng)江干流總磷濃度高于金沙江.宜賓以下干流總磷濃度年均值波動(dòng)范圍為0.06~0.14 mg/L，平均值為0.10 mg/L，低于GB 3838—2002中河流Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)限值(0.20 mg/L)，但高于Ⅲ類(lèi)湖庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)限值(0.05 mg/L)；金沙江總磷濃度較低，約82%的斷面在0.05 mg/L以下，僅巧家縣烏東德至金陽(yáng)縣江段總磷濃度超過(guò)了0.05 mg/L.

　　長(zhǎng)江作為河流，其總磷濃度跟湖庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)限值比較的意義在于，河湖連通、引調(diào)水工程中，長(zhǎng)江水常常會(huì)進(jìn)入緩流狀態(tài)，所以需要從整個(gè)長(zhǎng)江流域視角認(rèn)識(shí)長(zhǎng)江總磷濃度偏高問(wèn)題.關(guān)于地表水中總磷濃度的基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)一直存有爭(zhēng)議，也是一個(gè)難點(diǎn).總磷不同于其他水質(zhì)參數(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)是，同樣的濃度在一個(gè)水域無(wú)不利影響，而在另一個(gè)水域則可引發(fā)藻類(lèi)或大型植物過(guò)度生長(zhǎng)，其是否產(chǎn)生不利影響取決于所在區(qū)域的水文情勢(shì)、氣候、水溫、日照等因素.美國(guó)早期的水質(zhì)基準(zhǔn)[15]建議，為防止不直接匯入湖庫(kù)的河流中植物過(guò)度生長(zhǎng)，理想的河流總磷濃度標(biāo)準(zhǔn)值(基準(zhǔn)值)為0.1 mg/L，而注入湖庫(kù)的河流水體則不得超過(guò)0.05 mg/L.后來(lái)美國(guó)有關(guān)機(jī)構(gòu)和研究建議河流總磷濃度的指導(dǎo)值為0.08 mg/L[16].對(duì)長(zhǎng)江干流總磷的影響分析顯示：①總磷的主要成分是磷酸鹽，屬于非毒性鹽類(lèi)物質(zhì)(水體中的磷某些情況下以黃磷和有機(jī)磷農(nóng)藥形式存在時(shí)是有毒的，作為單獨(dú)的污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，不屬于此處討論范圍)，現(xiàn)有濃度水平對(duì)水源地功能、人體健康均無(wú)不利的直接影響. ②磷屬于主要營(yíng)養(yǎng)因子，總磷濃度偏高的長(zhǎng)江水在進(jìn)入緩流狀態(tài)時(shí)可能產(chǎn)生不利的生態(tài)效應(yīng)，如導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化、引發(fā)水華等；另外，總磷偏高往往對(duì)底棲無(wú)脊椎動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)具有不利影響，但具體影響仍有待研究.所以，總磷偏高的主要影響在于水生態(tài)方面，而對(duì)水生態(tài)的不利影響在某些情況下也會(huì)影響水質(zhì)安全，如水華引發(fā)水源地水質(zhì)下降、自來(lái)水廠暫停正常供水等.

　　由圖 2可見(jiàn)，長(zhǎng)江干流氨氮濃度沿程上升，長(zhǎng)江口氨氮濃度最高，長(zhǎng)江上游尾段、長(zhǎng)江中游上半段和長(zhǎng)江下游氨氮濃度相對(duì)較高，金沙江以及宜賓以下長(zhǎng)江上游上半段、中游下半段(洞庭湖和鄱陽(yáng)湖之間)的氨氮濃度相對(duì)較低.長(zhǎng)江下游氨氮濃度總體高于上游和中游，與長(zhǎng)三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高以及氨氮來(lái)源主要以點(diǎn)源為主有關(guān).

　　根據(jù)2016—2018年長(zhǎng)江干流石油類(lèi)監(jiān)測(cè)結(jié)果，石油類(lèi)污染主要存在于上海江段，長(zhǎng)江干流出現(xiàn)石油類(lèi)污染的約100 km河長(zhǎng)中上海江段約占80%.長(zhǎng)江干流糞大腸菌超標(biāo)現(xiàn)象較為普遍，其超標(biāo)河長(zhǎng)甚至高于總磷超標(biāo)河長(zhǎng).

　　2.1.2 污染物濃度歷年變化趨勢(shì)

　　2001—2005年，長(zhǎng)江干流的主要污染物為總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、重金屬鉛和汞、石油類(lèi)等.以總磷、氨氮為重點(diǎn)對(duì)其歷年變化情況進(jìn)行分析.

　　圖 3為2003—2018年長(zhǎng)江干流不同江段總磷濃度年際變化.由圖 3可見(jiàn)，2003—2012年總磷濃度呈上升趨勢(shì)，之后至2018年呈下降趨勢(shì)，以上游下降最大，由0.16 mg/L降至0.07 mg/L，下降約56%.各江段所含斷面總磷濃度變化趨勢(shì)分析表明：上游江段的攀枝花斷面總磷濃度在2003—2008年較低，2009年出現(xiàn)高值，之后大幅下降，由2009年的0.19 mg/L降至2018的0.02 mg/L，下降約89%；宜賓和朱沱斷面的總磷濃度在2012—2018年分別下降了64%和52%；三峽庫(kù)區(qū)江段的寸灘斷面、沱口斷面、太平溪斷面總磷濃度在2012—2018年分別下降了53%、56%、50%.

　　圖 4為2003—2018年長(zhǎng)江干流不同江段氨氮濃度年際變化.由圖 4可見(jiàn)：武穴(位于中下游分界點(diǎn)湖口上游約70 km)至入?？诮蔚陌钡獫舛茸兎畲?，2003—2012年基本呈上升趨勢(shì)，之后至2018年顯著下降，由2012年的0.51 mg/L降至2018年的0.18 mg/L，下降約65%.對(duì)該江段所含各斷面濃度的變化分析表明，九江化工廠下游斷面氨氮降幅最大，由2012年的0.63 mg/L降至2018年的0.13 mg/L，下降約79%；大通、南京化工廠下游和鎮(zhèn)江青龍山斷面在2013—2018年下降分別為53%、78%、77%;徐六涇斷面氨氮濃度從2010年起總體呈下降趨勢(shì)，由2010年的0.41 mg/L降至2018年的0.22 mg/L，下降約為46%.上游和下游變幅遠(yuǎn)小于武穴至入?？诮?，僅個(gè)別斷面變幅較大，如三峽庫(kù)區(qū)江段的重慶寸灘斷面2010—2018年總體呈下降趨勢(shì)，由2010年的0.16 mg/L降至2018年的0.06 mg/L，下降達(dá)63%. 2011年起，中游江段的沙市五七碼頭斷面氨氮濃度呈下降趨勢(shì)，由2011年的0.28 mg/L降至2018年的0.10 mg/L，下降約60%.上游攀枝花至江津段氨氮濃度從2013年起也呈明顯下降趨勢(shì).

　　對(duì)其他參數(shù)歷年變化情況分析表明，2003—2005年經(jīng)常超標(biāo)的高錳酸鹽指數(shù)在2016—2018年已鮮見(jiàn)超標(biāo). 2003—2005年鉛、鎘、汞出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象的斷面比例分別為67%、43%、33%，至2016—2018年基本未出現(xiàn)鉛、鎘、汞超標(biāo)現(xiàn)象，說(shuō)明長(zhǎng)江干流重金屬污染已明顯減輕. 2003—2005年出現(xiàn)石油類(lèi)超標(biāo)的斷面比例為81%，而2016—2018年降至10%，說(shuō)明石油類(lèi)污染控制效果顯著.

　　2.2 徑流量和污染物通量時(shí)空變化特征

　　2.2.1 徑流量和輸沙量時(shí)空特征

　　圖 5、6分別為長(zhǎng)江干流朱沱、宜昌、漢口37碼頭、大通斷面年徑流量和年輸沙量的空間分布特征及歷年變化趨勢(shì).由圖 5可見(jiàn)，2001—2018年朱沱、宜昌、漢口37碼頭、大通斷面年徑流量均在一定幅度內(nèi)波動(dòng)，無(wú)明顯上升或下降趨勢(shì).各斷面水量豐、枯年的出現(xiàn)不完全一致，如2018年朱沱、宜昌斷面表現(xiàn)為豐水年，而漢口37碼頭、大通斷面表現(xiàn)為枯水年，主要原因是2018年洞庭湖、鄱陽(yáng)湖來(lái)水偏少.對(duì)整個(gè)長(zhǎng)江而言，豐水年為2002年、2010年、2012年、2016年，枯水年為2006年、2011年. 2001—2018年大通斷面年徑流量平均值為8 652×108 m3，比1950—2000年年徑流量平均值(9 051×108 m3)[19]低了4.4%.由圖 6可見(jiàn)，2001年后長(zhǎng)江干流年輸沙量變幅較大，朱沱、宜昌、漢口37碼頭、大通斷面2018年年輸沙量比2001年分別下降了76.6%、87.9%、72.1%、69.9%，以宜昌斷面降幅最大，2001年宜昌斷面年輸沙量為2.99×108 t，2018年降至0.362×108 t，發(fā)生了數(shù)量級(jí)的變化.

編輯：王媛媛