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三峡库区上游沱江流域总磷浓度时空变化特性及影响因素分析

柳强 张鹏 史箴 张秋英 张丹 周淼 李发东

柳强,张鹏,史箴,等.三峡库区上游沱江流域总磷浓度时空变化特性及影响因素分析[J].环境工程技术学报,2022,12(2):459-467 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210086
引用本文: 柳强,张鹏,史箴,等.三峡库区上游沱江流域总磷浓度时空变化特性及影响因素分析[J].环境工程技术学报,2022,12(2):459-467 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210086
LIU Q,ZHANG P,SHI Z,et al.Characterization of the spatio-temporal variations of total phosphorus concentrations and influencing factors analysis in Tuojiang River Basin, an upstream tributary of the Three Gorges Reservoir[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2022,12(2):459-467 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210086
Citation: LIU Q,ZHANG P,SHI Z,et al.Characterization of the spatio-temporal variations of total phosphorus concentrations and influencing factors analysis in Tuojiang River Basin, an upstream tributary of the Three Gorges Reservoir[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2022,12(2):459-467 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210086

三峡库区上游沱江流域总磷浓度时空变化特性及影响因素分析

doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210086
基金项目: 国家自然科学基金项目(51879195,51679257)
详细信息
    作者简介:

    柳强(1986—),男,博士研究生,主要从事水环境监测预警研究,125996795@qq.com

    通讯作者:

    张鹏(1987—),男,硕士研究生,主要从事环境监测与规划研究,zhangp@cnemc.cn

  • 中图分类号: X522

Characterization of the spatio-temporal variations of total phosphorus concentrations and influencing factors analysis in Tuojiang River Basin, an upstream tributary of the Three Gorges Reservoir

  • 摘要: 沱江是三峡水库上游重要的入库河流和主要的总磷(TP)来源,研究沱江流域TP时空变化特性及其成因对三峡水库TP入库污染物允许通过量达标和流域TP污染治理具有重要意义。利用2011—2018年沱江流域干支流20个国控和省控监测断面的水质数据和断面汇流区污染源数据,采用Pearson相关性分析法、单因素分析法和层次聚类分析法,综合分析了沱江流域TP浓度时空分布特性及其影响因素。结果表明:2011—2018年,沱江流域TP污染已从上游绵远河、石亭江、鸭子河和中游釜溪河扩展到全流域,沱江干流上游主要受TP污染严重的支流汇入影响,TP浓度沿干流持续升高,在三皇庙断面出现浓度峰值〔(0.251±0.213)mg/L〕,中游和下游TP浓度表现出沿程波动的趋势,分别在银山镇〔(0.194±0.048)mg/L〕和大磨子断面〔(0.232±0.057)mg/L〕出现极值;沱江流域TP浓度总体表现为枯水期>丰水期,枯水期与丰水期TP浓度差异性显著(P<0.05);面源污染对沱江流域中下游内江、自贡和泸州段TP浓度的影响较大,点源污染主要影响上游干流成都市与资阳市区段以及内江市、自贡市境内支流的TP浓度。

     

  • 图  1  沱江流域干支流、行政区以及监测断面

    Figure  1.  Main and tributary streams, administrative regions and monitoring sections in Tuojiang River Basin

    图  2  2011—2018年沱江流域干支流TP浓度空间分布

    注:各监测断面样本统计数(n)为96(沱江大桥为95);箱体部分代表第25、50和75的百分位数,2条端线代表最小值和最大值。

    Figure  2.  Spatial distribution of TP concentration in the main and tributary streams of Tuojiang River from 2011 to 2018

    图  3  2011—2018年沱江流域监测断面不同水文期TP浓度变化趋势

    Figure  3.  Trend of TP concentration in different hydrological periods at the water quality monitoring stations in Tuojiang River Basin from 2011 to 2018

    图  4  沱江流域各监测断面点源污染物排放量及入河量占比

    Figure  4.  Discharge and inflow of point source pollutants at each section of Tuojiang River Basin

    图  5  2011—2018年沱江流域TP浓度聚类树状关系

    Figure  5.  Cluster tree of TP concentrations of the sections in Tuojiang River Basin from 2011 to 2018

    图  6  沱江流域干支流不同聚类所属断面TP浓度月度变化特性

    Figure  6.  Monthly variation characteristics of TP concentration at the sections belonging to different clusters in Tuojiang River Basin

    图  7  2017年沱江流域TP点源与面源排放源强空间分布

    Figure  7.  Spatial distribution of TP pollutions from point and non-point sources in Tuojiang River Basin in 2017

    表  1  2011—2018年沱江流域干支流各监测断面TP浓度

    Table  1.   TP concentrations in the monitoring sections at the main and tributary streams of Tuojiang River from 2011-2018

    河段断面2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年2018年2011—2018年
    枯水期 丰水期
    均值标准差均值标准差均值标准差均值标准差均值标准差均值标准差均值标准差均值标准差均值标准差均值标准差
    上游 三皇庙 0.097 0.023 0.113 0.055 0.244 0.059 0.308 0.067 0.312 0.069 0.371 0.124 0.308 0.121 0.242 0.088 0.251 0.213 0.217 0.108
    宏缘 0.309 0.109 0.181 0.026 0.204 0.050 0.256 0.028 0.286 0.070 0.312 0.081 0.241 0.077 0.209 0.110 0.249 0.088 0.219 0.063
    拱城铺
    渡口
    0.147 0.019 0.155 0.012 0.157 0.017 0.191 0.041 0.261 0.059 0.306 0.031 0.244 0.086 0.163 0.034 0.203 0.071 0.193 0.069
    中游 幸福村 0.164 0.018 0.143 0.011 0.156 0.012 0.164 0.015 0.249 0.033 0.269 0.039 0.219 0.057 0.164 0.033 0.191 0.054 0.176 0.042
    顺河场 0.159 0.036 0.153 0.036 0.154 0.029 0.246 0.085 0.286 0.085 0.273 0.044 0.242 0.085 0.188 0.143 0.213 0.093 0.185 0.054
    银山镇 0.198 0.039 0.174 0.001 0.168 0.012 0.183 0.013 0.197 0.023 0.261 0.039 0.221 0.071 0.146 0.028 0.194 0.048 0.18 0.035
    脚仙村 0.233 0.048 0.301 0.084 0.171 0.056 0.269 0.049 0.258 0.060 0.281 0.035 0.242 0.074 0.164 0.037 0.240 0.074 0.228 0.084
    下游 釜沱口前 0.205 0.043 0.282 0.085 0.173 0.051 0.234 0.044 0.241 0.047 0.250 0.027 0.233 0.065 0.168 0.045 0.223 0.064 0.214 0.079
    李家湾 0.214 0.052 0.275 0.072 0.173 0.048 0.239 0.046 0.247 0.047 0.253 0.026 0.235 0.054 0.155 0.038 0.224 0.063 0.218 0.073
    大磨子 0.27 0.051 0.283 0.043 0.219 0.036 0.228 0.03 0.229 0.034 0.253 0.036 0.221 0.048 0.144 0.051 0.232 0.057 0.241 0.064
    沱江大桥 0.25 0.048 0.27 0.052 0.208 0.031 0.239 0.036 0.227 0.039 0.247 0.033 0.229 0.038 0.149 0.027 0.227 0.052 0.225 0.057
    支流 八角 0.218 0.173 0.157 0.035 0.187 0.124 0.163 0.087 0.402 0.323 0.168 0.096 0.180 0.147 0.143 0.051 0.202 0.174 0.147 0.128
    双江桥 0.214 0.113 0.167 0.028 0.338 0.119 0.419 0.106 0.487 0.323 0.356 0.127 0.255 0.104 0.221 0.101 0.307 0.183 0.279 0.193
    三川 0.215 0.123 0.166 0.018 0.323 0.125 0.411 0.106 0.423 0.23 0.310 0.154 0.245 0.114 0.212 0.06 0.289 0.158 0.232 0.109
    三邑大桥 0.138 0.044 0.079 0.037 0.098 0.041 0.116 0.034 0.138 0.062 0.128 0.051 0.119 0.033 0.098 0.043 0.104 0.043 0.124 0.049
    梓桐村 0.077 0.033 0.097 0.043 0.188 0.023 0.226 0.027 0.263 0.063 0.242 0.107 0.222 0.103 0.175 0.041 0.199 0.093 0.163 0.076
    球溪河口 0.242 0.081 0.17 0.116 0.173 0.01 0.186 0.007 0.232 0.042 0.419 0.119 0.402 0.104 0.290 0.203 0.264 0.134 0.217 0.078
    廖家堰 1.014 0.546 1.334 1.239 0.375 0.224 0.353 0.149 0.312 0.118 0.373 0.196 0.237 0.082 0.189 0.119 0.606 0.818 0.341 0.229
    碳研所 0.989 0.529 0.939 0.405 0.433 0.303 0.443 0.09 0.491 0.427 0.371 0.088 0.402 0.192 0.231 0.123 0.563 0.408 0.477 0.284
    胡市大桥 0.271 0.109 0.308 0.168 0.214 0.089 0.211 0.053 0.219 0.085 0.212 0.064 0.193 0.037 0.134 0.033 0.22 0.102 0.195 0.103
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    表  2  沱江干支流各监测断面水质指标Pearson相关性

    Table  2.   Pearson correlation of water quality indexes at each monitoring section of the main and tributary streams of Tuojiang River

    指标 流量 DO 水温 pH 电导率 CODMn CODCr TN TP
    流量 1
    DO −0.077**
    (n=1 488)
    1
    水温 0.369**
    (n=793)
    0.216**
    (n=816)
    1
    pH 0.053*
    (n=1 488)
    0.231**
    (n=1 631)
    0.057
    (n=816)
    1
    电导率 0.139**
    (n=1 280)
    0.103**
    (n=1 423)
    0.103**
    (n=813)
    −0.006
    (n=1 423)
    1
    CODMn −0.04
    (n=1482)
    0.305**
    (n=1 625)
    0.171**
    (n=816)
    0.050*
    (n=1 625)
    0.097**
    (n=1 423)
    1
    CODCr 0.152**
    (n=1 488)
    0.213**
    (n=1 631)
    0.045
    (n=816)
    −0.079**
    (n=1 631)
    0.153**
    (n=1 423)
    0.594**
    (n=1 625)
    1
    TN 0.132**
    (n=1 442)
    0.268**
    (n=1 585)
    −0.03
    (n=813)
    0.042
    (n=1 585)
    0.217**
    (n=1 405)
    0.418**
    (n=1 579)
    0.487**
    (n=1 585)
    1
    TP 0.136**
    (n=1 488)
    0.278**
    (n=1 631)
    −0.047
    (n=816)
    −0.038
    (n=1 631)
    0.193**
    (n=1 423)
    0.364**
    (n=1 625)
    0.418**
    (n=1 631)
    0.545**
    (n=1 585)
    1
      注:n表示对应参数的统计样本数;**表示在0.01水平(双侧)上显著相关;*表示在0.05水平(双侧)上显著相关。
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2021-03-26
  • 网络出版日期:  2022-04-02

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