向家壩水庫蓄水及下泄水水質(zhì)變化分析

鄭海燕 徐 浩 左新宇 蘭 峰

(長江委水文局長江上游水環(huán)境監(jiān)測中心， 重慶 400020)

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向家壩水庫蓄水及下泄水水質(zhì)變化分析

鄭海燕 徐 浩 左新宇 蘭 峰

(長江委水文局長江上游水環(huán)境監(jiān)測中心， 重慶 400020)

為了掌握向家壩水庫電站蓄水初期大壩上下游水質(zhì)的變化情況，在大壩上、下游分別設(shè)置了2個水質(zhì)監(jiān)測斷面，對庫區(qū)初期蓄水及下泄水進(jìn)行了監(jiān)測。依據(jù)完成的21次監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用單因子評價(jià)法，對向家壩水庫蓄水及下泄水的水質(zhì)類別和主要水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行了蓄水前后的對比分析。結(jié)果表明，2個水質(zhì)監(jiān)測斷面及金沙江干流水質(zhì)在向家壩水庫蓄水初期稍有改善，并逐漸趨于平穩(wěn)，部分水質(zhì)參數(shù)變化趨勢較為明顯。

水質(zhì)監(jiān)測；水質(zhì)評價(jià)；監(jiān)測斷面；向家壩水利樞紐

向家壩水電站位于川滇兩省交界的金沙江下游河段，是繼三峽水電站、溪洛渡水電站之后我國已建的第三大水電站，是金沙江下游梯級開發(fā)中的最末一個電站，也是我國“西電東送”的骨干電源點(diǎn)。該水電站于2006年11月26日正式開工建設(shè)，2008年12月實(shí)現(xiàn)主河床截流，2012年10月首批機(jī)組發(fā)電，計(jì)劃2015年工程全部竣工，總工期114個月。向家壩水利樞紐工程具有發(fā)電、防洪、航運(yùn)、灌溉等綜合效益。

向家壩電站水庫正常蓄水位380 m，總庫容51.6億m3，防洪庫容9億m3。電站的修建極大地改善了金沙江宜賓段以上105 km的航道條件，使壩址以上航道等級由5級提高至4級。向家壩水電站建成后，其引水灌溉范圍可覆蓋四川、云南所屬的宜賓、瀘州、自貢、昭通等近20個市縣，灌溉面積超過2 500 km2。

1 水質(zhì)監(jiān)測概況

1.1 站點(diǎn)布設(shè)

2008年5月，長江水利委員會長江上游水文水資源勘測局接收了位于四川省宜賓縣安邊鎮(zhèn)蓮花池村的向家壩水文站并負(fù)責(zé)管理運(yùn)行。該站位于東經(jīng)104°24′，北緯28°38′，水文測流斷面位于向家壩壩址下游2 km處，下游1 km處右岸為橫江與金沙江匯合口。壩下水質(zhì)監(jiān)測斷面與水文測流斷面重合，并建有固定的斷面標(biāo)識，采用橫式采樣器與纜道聯(lián)用方式定位取樣。采樣垂線布設(shè)左岸、中泓、右岸3線，左右岸離岸邊約50 m；采樣點(diǎn)布設(shè)上下2點(diǎn)，位置分別為水面以下 0.5 m，河底以上 0.5 m。

另外，距向家壩壩址上游500 m處庫區(qū)，設(shè)置有新灘壩水位觀測站及水質(zhì)監(jiān)測斷面，采用橫式采樣器取樣，作為對照斷面資料。采樣垂線布設(shè)左岸、中泓、右岸3線；其中左右岸采樣點(diǎn)布設(shè)上下2點(diǎn)，位置分別為水面以下0.5 m，河底以上0.5 m，中泓取水面下 0.5 m。斷面布置如圖1所示。

圖1 監(jiān)測斷面位置示意

1.2 監(jiān)測參數(shù)

水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)包括：水位、流量、水溫、pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、BOD5、氨氮、總氮、總磷、六價(jià)鉻、鎘、鉛、銅、鋅、錳、汞、砷、硒、揮發(fā)酚、氰化物、石油類、懸浮物、糞大腸菌群、氟化物、陰離子表面活性劑、化學(xué)需氧量、磷酸鹽、葉綠素a等29項(xiàng)。除現(xiàn)場測定參數(shù)(水溫、pH值、溶解氧等)、現(xiàn)場固定參數(shù)及懸浮物、糞大腸菌群、石油類、溶解氧、現(xiàn)場固定參數(shù)等特殊項(xiàng)目外，其余監(jiān)測參數(shù)嚴(yán)格按《地表水水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)要求，水樣采集后自然沉降30 min，取上層非沉降部分按規(guī)定方法進(jìn)行分析。各指標(biāo)所采用分析方法見表1。

表1 水質(zhì)監(jiān)測項(xiàng)目分析方法

向家壩斷面在蓄水前監(jiān)測本底值4次，每月上旬取樣1次；向家壩斷面和新灘壩斷面蓄水初期每4 d取樣1次，持續(xù)5次，蓄水后期每月上旬取樣，持續(xù)12次；2個斷面共計(jì)監(jiān)測21次。

2 水質(zhì)評價(jià)類別變化情況

本次水質(zhì)評價(jià)選定的參數(shù)包括：pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、BOD5、氨氮、總磷、銅、鋅、氟化物、硒、汞、砷、鎘、六價(jià)鉻、鉛、揮發(fā)酚、氰化物、石油類、陰離子表面活性劑、硫化物、糞大腸菌群等21項(xiàng)。水質(zhì)評價(jià)采用單因子指數(shù)法，即當(dāng)有一項(xiàng)指標(biāo)超過相應(yīng)功能的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就表示該水體已經(jīng)不能完全滿足該功能的要求。為了保證監(jiān)測資料的連續(xù)性與評價(jià)結(jié)果的可比性，水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)進(jìn)行水質(zhì)類別評價(jià)。

2.1 蓄水水質(zhì)監(jiān)測

在2012年6～9月共4次本底值監(jiān)測中，向家壩斷面水體水質(zhì)為Ⅲ類水體1次，占25.0%；Ⅳ類水體3次，占75.0%，主要水質(zhì)超標(biāo)項(xiàng)為糞大腸菌群。

在2012年10月共5次蓄水初期監(jiān)測中，向家壩斷面Ⅲ類水體1次，占20.0%；Ⅳ類水體4次，占80.0%，主要水質(zhì)超標(biāo)項(xiàng)為糞大腸菌群和總磷。新灘壩斷面Ⅲ類水體2次，占40.0%；Ⅳ類水體3次，占60.0%，主要水質(zhì)超標(biāo)項(xiàng)為糞大腸菌群。

在2012年11月至2013年10月共12次蓄水后期監(jiān)測中，向家壩斷面和新灘壩斷面水質(zhì)趨于穩(wěn)定，均保持在Ⅲ類水體不變。

向家壩斷面和新灘壩斷面水質(zhì)類別情況見圖2和圖3。

圖2 向家壩斷面水質(zhì)類別情況

圖3 新灘壩斷面水質(zhì)類別情況

2.2 水質(zhì)類別變化

以上分析評價(jià)結(jié)果表明，向家壩水庫蓄水后，壩前庫區(qū)蓄水及下泄水水質(zhì)逐漸由Ⅳ類轉(zhuǎn)化為Ⅲ類水體，并趨于穩(wěn)定。

3 主要水質(zhì)參數(shù)變化情況

根據(jù)向家壩和新灘壩斷面監(jiān)測資料系列，對懸浮物、溶解氧、總磷、鉛、糞大腸菌群、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、氟化物等8項(xiàng)參數(shù)在蓄水前、蓄水初期和蓄水后期的連續(xù)變化情況進(jìn)行簡要分析，見圖4～11。

圖4 懸浮物變化趨勢

圖5 溶解氧變化趨勢

圖6 總磷變化趨勢

圖7 鉛變化趨勢

圖8 糞大腸菌群變化趨勢

圖9 氨氮變化趨勢

圖10 高錳酸鹽指數(shù)變化趨勢

圖11 氟化物變化趨勢

從圖4～11可以很直觀地發(fā)現(xiàn)，向家壩和新灘壩斷面水質(zhì)變化趨勢基本相同；懸浮物、總磷、糞大腸菌群等含量在向家壩水電站水庫蓄水后有所減??；溶解氧含量較蓄水前有所增加；鉛含量隨著蓄水過程呈現(xiàn)出倒“U”字型狀態(tài)；氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、氟化物等參數(shù)變化趨勢不顯著。

4 結(jié)論與討論

(1) 向家壩斷面蓄水前后的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，水質(zhì)評價(jià)類別主要為Ⅳ類和Ⅲ類，分別占75.0%和25.0%，在蓄水后逐步轉(zhuǎn)化為Ⅲ類水體，這說明經(jīng)過向家壩水庫蓄水，水質(zhì)相對有所改善。

(2) 懸浮物、總磷和糞大腸菌群等含量在向家壩水庫蓄水后有所減?。蝗芙庋鹾坑兴黾?；鉛、銅等金屬含量呈現(xiàn)出倒“U”字型狀態(tài)；其余參數(shù)變化趨勢均不明顯。

(3) 根據(jù)相關(guān)研究，造成金沙江向家壩庫區(qū)段水質(zhì)惡化的主要污染物是總氮、總磷和糞大腸菌群，豐水期的污染最為嚴(yán)重；污染物主要來源于流域的非點(diǎn)源污染，主要是由生活和生產(chǎn)活動造成的。根據(jù)大壩建成后水體的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)變化，預(yù)測水庫，尤其是支流庫灣水體將會富營養(yǎng)化，水庫水體富營養(yǎng)化后很難治理，應(yīng)及早采取措施進(jìn)行防治。同時(shí)實(shí)測資料顯示，由于向家壩水庫蓄水后，高水位的清水下泄，河道泥沙含量減小，懸浮物及其易吸附的總磷含量亦隨之減?。涣碛捎谛钏笮纬傻拇笕莘e清水對污染物進(jìn)行了一定的稀釋，也可能是造成某些污染物濃度減小的重要原因[1]。

(4) 水庫蓄水后水體中懸浮物蓄積的金屬通過水-土間的界面反應(yīng)和物質(zhì)交換釋放出來，影響了庫區(qū)水體中的金屬含量，釋放強(qiáng)度在蓄水初期最大，之后逐漸減弱并達(dá)到動態(tài)平衡，這是鉛、銅等金屬含量呈現(xiàn)出倒“U”字型狀態(tài)的主要原因。

(5) 向家壩水庫蓄水，對向家壩水質(zhì)監(jiān)測斷面及金沙江干流水質(zhì)有所改善，水質(zhì)參數(shù)未發(fā)生明顯不利變化；高水位的清水下泄，導(dǎo)致水體中懸浮物減少，水體光透性增強(qiáng)，同時(shí)下泄水導(dǎo)致的溶解性氣體含量會趨于飽和甚至過飽和，從而對水生態(tài)環(huán)境造成一定的影響[2]。

[1] 王新偉，姜翠玲，朱立琴．水庫蓄水初期水質(zhì)變化與富營養(yǎng)化成因分析[J]. 水電能源科學(xué)，2010, 28(1):38-40．

[2] 郭宗鋒，高一川，鄧卿艷，等．金沙江向家壩庫區(qū)段水質(zhì)現(xiàn)狀[J]. 人民長江，2009,40(3): 31-34．

(編輯：陳紫薇)

2016-09-15

鄭海燕，女，長江委水文局長江上游水環(huán)境監(jiān)測中心，工程師.

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