梯級電站建設(shè)運營對下游水質(zhì)的影響

陳建發(fā) (漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系，福建 漳州 363000)

顏斐進 (福建省漳州市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所，福建 漳州 363000)

方勝強，吳文炳 (漳州師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系，福建 漳州 363000)

梯級電站建設(shè)運營對下游水質(zhì)的影響

陳建發(fā) (漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系，福建 漳州 363000)

顏斐進 (福建省漳州市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所，福建 漳州 363000)

方勝強，吳文炳 (漳州師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系，福建 漳州 363000)

在利水電站庫區(qū)上游、庫區(qū)、壩上、壩下布設(shè)監(jiān)測斷面，進行為期近2個月的枯水期水質(zhì)監(jiān)測，通過分析上下游水質(zhì)的變化，研究了梯級電站的建設(shè)與運營對下游水質(zhì)的影響。結(jié)果表明，各斷面CODMn、DO、NH3-N、總P均符合Ⅲ類水質(zhì)標準，無明顯大的變化，但隨著水流方向呈變差的趨勢。由此認為，梯級電站的建設(shè)運行，形成梯級水庫，流速變緩，大氣覆氧能力降低，水中溶解氧下降，導(dǎo)致水體自凈能力變差，對污染物的稀釋、混合和降解能力減弱，是造成電站下游水質(zhì)變差的主要原因之一。

梯級電站；水質(zhì)；下游

九龍江是福建省第二大江，有北溪和西溪之分。九龍江北溪是九龍江水系中最長、最重要的溪流，源于戴云山脈，經(jīng)龍巖、漳平、華安，流經(jīng)漳州東部，至龍海長洲與西溪匯合后入海，全長274km。北溪是華安、漳州、龍海、廈門三百多萬人口的主要飲用水源。北溪在華安縣境內(nèi)河道長110km，境內(nèi)流域面積1131km2，歷史最高水位為100.3m，最低水位82.68m，多年平均流量294.50m3/s，最大流量8400m3/s(1960年6月9日)，最小流量17.1m3/s(1963年5月27日)；歷年平均徑流量67.5億m3，年最大徑流量185.3億m3，年最小徑流量21.3億m3，多年平均輸砂量35.75萬t/a[1]。

九龍江北溪干流從1995年至今現(xiàn)已建成八級梯級電站。流域梯級開發(fā)使河流湖庫化，特別是建在流域下游的水庫，湖庫富營養(yǎng)化是水庫的主要生態(tài)環(huán)境問題。水電站的建設(shè)對河流最直接、最基本的影響是改變河流的水文水力特性，如建壩使壩上河流由溪流狀態(tài)變?yōu)楹疇顟B(tài)，河面變寬，流速變緩，從而使水質(zhì)、水溫、河道形態(tài)、泥沙輸移規(guī)律等物理、化學(xué)狀況發(fā)生變化，進而影響處于其中的水生生物群落、河岸帶動植物，甚至整個河流生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程，最終影響整個流域生態(tài)社會經(jīng)濟復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)[2]。

梯級開發(fā)后，形成梯級水庫，流速變緩，大氣覆氧能力降低，水中溶解氧下降，導(dǎo)致水體自凈能力減弱，使水環(huán)境容量降低，對污染物的稀釋、混合和降解能力減弱。流速變緩，水體的挾沙能力減弱，挾沙顆粒細化，降低了對金屬粒子的吸附能力，造成沉淀，使氮、磷等元素及有機物和有毒、有害物質(zhì)等沉積、富集于庫底，影響了水質(zhì)。這些物質(zhì)的長期積累，形成了潛在的污染源[3-4]。

本研究通過對利水電站庫區(qū)上游、庫區(qū)、壩上、壩下水質(zhì)狀況的監(jiān)測，以了解梯級電站建設(shè)運行對下游水質(zhì)的影響程度。

1 研究區(qū)概況

利水電站位于福建省華安縣境內(nèi)的九龍江北溪干流，上距華安縣城36km，下距漳州32km，是北溪干流已開發(fā)的第八級梯級重力式混凝土壩式電站，單機裝機5000kW，總裝機1.5萬kW。2003年9月動工興建，2005年5月開始運行發(fā)電。建水電站前北溪干流原有河道比降大，水流湍急，豐、平、枯流量變化較大，大壩建成后水位抬升5～27m，季節(jié)性水位變化不明顯，為不完全日調(diào)節(jié)水庫。其壩高31.34m，正常蓄水水位22.3m，其相應(yīng)的水庫面積1.5km2，庫容2526萬m3，有效庫容912萬m3；壩址多年平均流量294.50m3/s。

2 研究方法

2.1 監(jiān)測斷面及點位

由于利水電站庫區(qū)上游800m至壩下沒有其他明顯的水污染源，可以排除其他因素干擾，具有很強的代表性，以這個電站的建設(shè)運行對下游水質(zhì)的影響來研究梯級電站對北溪的水質(zhì)影響。故布設(shè)利水電站庫區(qū)上游500m(代表河流背景值)、庫區(qū)、壩上和壩下共4個斷面，壩上左、中、右和壩下400m處(公路橋上方，北溪支流下樟溪匯入前)共設(shè)置6個采樣點。

2.2 采樣時間與頻次

2008年11月～2009年1月(枯水期)及2010年10月28日～2010年11月6日(枯水期)。根據(jù)上游來水量、水質(zhì)停留及變化周期來確定采樣周期及采樣間隔時間，各階段采樣監(jiān)測一般間隔周期在3 h以上，每天采集3次，連續(xù)采集累計工作日不少于10d。

2.3 監(jiān)測項目與分析方法

所監(jiān)測項目與分析方法詳見表1。

表1 監(jiān)測項目與分析方法

2.4 水質(zhì)評價標準

由于該水庫為不完全日調(diào)節(jié)水庫，庫容系數(shù)小，調(diào)節(jié)能力小，因此對該水庫的水質(zhì)評價按地表水環(huán)境質(zhì)量標準進行評價更能真實反映水庫水質(zhì)現(xiàn)狀和污染情況。水質(zhì)評價標準采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)，詳見表2。

表2 水質(zhì)評價標準

3 結(jié)果與分析

由監(jiān)測結(jié)果(表3)可知，在同一斷面的同一點位，同一天中不同的采樣時間，監(jiān)測結(jié)果相差較大。這主要是上游來水水質(zhì)水量處于動態(tài)變化的原因。

2010年10月28日至2010年11月6日利水電站水質(zhì)現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果匯總見表4。

由表3、表4監(jiān)測結(jié)果可以看出，4個斷面水質(zhì)具體評價如下：

CODMn：4個斷面水質(zhì)均符合Ⅲ類水質(zhì)標準，壩上、壩下無明顯大的變化，但隨著水流方向，水質(zhì)呈變差的趨勢。

DO：4個斷面水質(zhì)均符合Ⅲ類水質(zhì)標準，隨著水流方向，水質(zhì)呈變差的趨勢，壩下DO增高。

表3 同一斷面監(jiān)測不同時間監(jiān)測結(jié)果表(2008-11-09) mg/L

表4 九龍江北溪利水電站上下游斷面監(jiān)測結(jié)果匯總表 mg/L

NH3-N：4個斷面水質(zhì)均符合Ⅲ類水質(zhì)標準，壩上、壩下無明顯大的變化，但隨著水流方向，水質(zhì)呈變差的趨勢。

總P：4個斷面水質(zhì)均符合Ⅲ類水質(zhì)標準，壩上、壩下無明顯大的變化，但隨著水流方向，水質(zhì)呈變差的趨勢。

4 小結(jié)與討論

本研究結(jié)果表明，單一電站運行使下游水質(zhì)呈變差的趨勢。梯級電站的建設(shè)使九龍江北溪多級湖庫化，八級電站的累積效應(yīng)更加明顯，梯級電站運行能使下游水質(zhì)一定程度變差，其原因主要是流速變緩，大氣覆氧能力降低，水中溶解氧下降，導(dǎo)致水體自凈能力減弱，對污染物的稀釋、混合和降解能力減弱[5-6]。

[1]陳建發(fā),黃慧珍.九龍江北溪干流甲藻爆發(fā)的污染成因分析及防治對策[J]．漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報， 2010，(4) :30-34.

[2]徐文賢.閩江支流梯級電站開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響及防治措施[J].四川環(huán)境，2007，(6):30-32.

[3]李江華，王 歡，韓 霜，等.水電開發(fā)下的河流生態(tài)系統(tǒng)管理[J].中國農(nóng)村水利水電，2006，(11)：51-54.

[4]鐘華平，劉 恒，耿雷華.瀾滄江流域梯級開發(fā)的生態(tài)環(huán)境累積效應(yīng)[J].水利學(xué)報，2007，(10):577-581.

[5]張博庭.我國的水電開發(fā)與環(huán)境保護[J].水電及農(nóng)村電氣化，2007，(6):20-24.

[6]張 銳，顧大鈞.金沙江下游水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查與研究[J].云南環(huán)境科學(xué)，2000，(3):31-32.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.01.013

X524

A

1673-1409(2012)01-S047-03

2011-12-14

漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院與漳州市環(huán)境保護局科學(xué)研究資助項目(ZZY0801)。

陳建發(fā)(1971-)，男，福建華安人，高級工程師，研究方向為污染防治與廢物資源綜合利用。