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

　　1.5 數(shù)據(jù)來源

　　總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、石油類、鉛、汞、糞大腸菌群等監(jiān)測數(shù)據(jù)來源于長江流域水環(huán)境數(shù)據(jù)庫；水量數(shù)據(jù)來源于水利部長江水利委員會《長江水文年鑒》.

　　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年長江干流總磷和氨氮濃度年均值空間分布.由圖 2可見：宜賓以下長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類標準限值(0.20 mg/L)，但高于Ⅲ類湖庫標準限值(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縣江段總磷濃度超過了0.05 mg/L.

　　長江作為河流，其總磷濃度跟湖庫標準限值比較的意義在于，河湖連通、引調(diào)水工程中，長江水常常會進入緩流狀態(tài)，所以需要從整個長江流域視角認識長江總磷濃度偏高問題.關(guān)于地表水中總磷濃度的基準或標準一直存有爭議，也是一個難點.總磷不同于其他水質(zhì)參數(shù)的一個重要特點是，同樣的濃度在一個水域無不利影響，而在另一個水域則可引發(fā)藻類或大型植物過度生長，其是否產(chǎn)生不利影響取決于所在區(qū)域的水文情勢、氣候、水溫、日照等因素.美國早期的水質(zhì)基準[15]建議，為防止不直接匯入湖庫的河流中植物過度生長，理想的河流總磷濃度標準值(基準值)為0.1 mg/L，而注入湖庫的河流水體則不得超過0.05 mg/L.后來美國有關(guān)機構(gòu)和研究建議河流總磷濃度的指導值為0.08 mg/L[16].對長江干流總磷的影響分析顯示：①總磷的主要成分是磷酸鹽，屬于非毒性鹽類物質(zhì)(水體中的磷某些情況下以黃磷和有機磷農(nóng)藥形式存在時是有毒的，作為單獨的污染物進行監(jiān)測和評價，不屬于此處討論范圍)，現(xiàn)有濃度水平對水源地功能、人體健康均無不利的直接影響. ②磷屬于主要營養(yǎng)因子，總磷濃度偏高的長江水在進入緩流狀態(tài)時可能產(chǎn)生不利的生態(tài)效應，如導致富營養(yǎng)化、引發(fā)水華等；另外，總磷偏高往往對底棲無脊椎動物的群落結(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，而對水生態(tài)的不利影響在某些情況下也會影響水質(zhì)安全，如水華引發(fā)水源地水質(zhì)下降、自來水廠暫停正常供水等.

　　由圖 2可見，長江干流氨氮濃度沿程上升，長江口氨氮濃度最高，長江上游尾段、長江中游上半段和長江下游氨氮濃度相對較高，金沙江以及宜賓以下長江上游上半段、中游下半段(洞庭湖和鄱陽湖之間)的氨氮濃度相對較低.長江下游氨氮濃度總體高于上游和中游，與長三角地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平較高以及氨氮來源主要以點源為主有關(guān).

　　根據(jù)2016—2018年長江干流石油類監(jiān)測結(jié)果，石油類污染主要存在于上海江段，長江干流出現(xiàn)石油類污染的約100 km河長中上海江段約占80%.長江干流糞大腸菌超標現(xiàn)象較為普遍，其超標河長甚至高于總磷超標河長.

　　2.1.2 污染物濃度歷年變化趨勢

　　2001—2005年，長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、石油類等.以總磷、氨氮為重點對其歷年變化情況進行分析.

　　圖 3為2003—2018年長江干流不同江段總磷濃度年際變化.由圖 3可見，2003—2012年總磷濃度呈上升趨勢，之后至2018年呈下降趨勢，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年長江干流不同江段氨氮濃度年際變化.由圖 4可見：武穴(位于中下游分界點湖口上游約70 km)至入海口江段的氨氮濃度變幅最大，2003—2012年基本呈上升趨勢，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，由2010年的0.41 mg/L降至2018年的0.22 mg/L，下降約為46%.上游和下游變幅遠小于武穴至入海口江段，僅個別斷面變幅較大，如三峽庫區(qū)江段的重慶寸灘斷面2010—2018年總體呈下降趨勢，由2010年的0.16 mg/L降至2018年的0.06 mg/L，下降達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，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.

　　對其他參數(shù)歷年變化情況分析表明，2003—2005年經(jīng)常超標的高錳酸鹽指數(shù)在2016—2018年已鮮見超標. 2003—2005年鉛、鎘、汞出現(xiàn)超標現(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、汞超標現(xiàn)象，說明長江干流重金屬污染已明顯減輕. 2003—2005年出現(xiàn)石油類超標的斷面比例為81%，而2016—2018年降至10%，說明石油類污染控制效果顯著.

　　2.2 徑流量和污染物通量時空變化特征

　　2.2.1 徑流量和輸沙量時空特征

　　圖 5、6分別為長江干流朱沱、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.由圖 5可見，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，無明顯上升或下降趨勢.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、鄱陽湖來水偏少.對整個長江而言，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，2001年后長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)量級的變化.

編輯：王媛媛