水利工程與河流水質(zhì)演變關(guān)系分析

孫永峰

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115003)

1 概 述

水利工程是為達(dá)到除害興利目的而修建的工程，用于控制和調(diào)配自然界的地表水和地下水。公元前600年左右至今，我國已修建9.8萬座水庫，主要用來防洪、灌溉、除澇、供水、發(fā)電等。水利工程的修建為農(nóng)田灌溉提供便利，減少了洪澇災(zāi)害，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，水庫蓄水對庫區(qū)的水文情勢發(fā)生較大變化，同時也對水環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響。

2 石佛寺水庫蓄水后水質(zhì)變化分析

著重比較上、下游水質(zhì)站年際水質(zhì)類別、主要污染物濃度，以揭示石佛寺水庫建成蓄水后對遼河水環(huán)境質(zhì)量的影響。珠爾山站位于石佛寺水庫上游，至石佛寺水庫入口河段沒有較大匯水處，可以作為上游站；選擇石佛寺水庫壩前區(qū)作為下游站。珠爾山站水質(zhì)實際監(jiān)測數(shù)據(jù)系列為2003-2013年，石佛寺水庫壩前區(qū)站實際監(jiān)測數(shù)據(jù)系列為2006-2013年。

2.1 水庫水質(zhì)評價依據(jù)

水庫水質(zhì)現(xiàn)狀采用《地表水資源質(zhì)量評價規(guī)程》(SL395-2007)及《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)進(jìn)行評價，選擇pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、鐵、錳、砷、汞、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、鎘、鉛、銅、鋅、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽氮等基本監(jiān)測項目24項進(jìn)行分析評價[1-2]。

2.2 水庫水質(zhì)評價方法

評價方法采用單因子評價方法。一項指標(biāo)超標(biāo)即評定為不合格，評價結(jié)果以按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值作為水體是否超標(biāo)的界限，主要超標(biāo)項目及超標(biāo)倍數(shù)(以超水質(zhì)目標(biāo)計)。依據(jù)《地表水資源質(zhì)量評價規(guī)程》(SL395-2007)，對石佛寺水庫富營養(yǎng)化情況進(jìn)行評價。

2.3 水庫水質(zhì)變化趨勢分析

石佛寺水庫上游珠爾山站與壩前區(qū)逐年水質(zhì)類別進(jìn)行比較，如圖1所示。從圖中可以看出，石佛寺水庫壩前區(qū)全指標(biāo)逐年水質(zhì)類別與珠爾山站多數(shù)年份一致，在Ⅳ-劣Ⅴ類之間波動，高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮是影響水質(zhì)類別的主要因子；壩前區(qū)雙指標(biāo)水質(zhì)類別好于珠爾山站，2012年除外。

從全指標(biāo)評價水質(zhì)類別變化趨勢圖知：水質(zhì)類別珠爾山監(jiān)測斷面2011-2013年保持為Ⅴ類；石佛寺水庫壩前區(qū)從2007年到2009年，水質(zhì)類別始終處于劣Ⅴ類，但在2010年出現(xiàn)了拐點(diǎn)，水質(zhì)逐漸開始轉(zhuǎn)好，直至2013年，水質(zhì)的類別達(dá)到并保持在Ⅴ類。其中，雙指標(biāo)水質(zhì)類別于全指標(biāo)的變化趨勢大致一樣，珠爾山在2011年水質(zhì)類別為Ⅲ類，，2012及2013年都為Ⅳ類水質(zhì)類別；石佛寺水庫壩前區(qū)監(jiān)測斷面在2010年的水質(zhì)類別始終在Ⅲ-Ⅳ類之間，出現(xiàn)了好轉(zhuǎn)現(xiàn)象。氨氮、總磷、五日高錳酸鹽指數(shù)是影響石佛寺水庫各監(jiān)測斷面水質(zhì)類別的主要因子。

圖1 石佛寺水庫蓄水后水質(zhì)變化趨勢

2.4 石佛寺水庫壩前營養(yǎng)狀態(tài)年際變化趨勢

從圖2石佛寺水庫壩前斷面營養(yǎng)狀態(tài)年際變化趨勢可以看出，石佛寺水庫壩前區(qū)斷面2007-2013年的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI在63.0-72.6之間，其各年份營養(yǎng)狀態(tài)為中度富營養(yǎng)狀態(tài)，影響石佛寺水庫營養(yǎng)狀態(tài)的主要因素是總氮。分析5年滑動平均曲線可以得出，壩前區(qū)監(jiān)測斷面營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI值呈下降-波動的變化趨勢[3-4]，這與石佛寺水庫水質(zhì)類別的變化趨勢是一致的。

2.5 污染物濃度分析

對石佛寺水庫上下游水質(zhì)站高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、五日生化需氧量三項特征因子逐年年度濃度平均值變化趨勢進(jìn)行分析，從圖3可以看出，壩前區(qū)三種主要污染物年度濃度低于珠爾山站，多數(shù)年份在Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值以上。石佛寺水庫為平原型水庫，污染物在不同時空尺度下的分配和運(yùn)移過程中衰減、稀釋，濃度逐漸降低，因此壩前區(qū)水質(zhì)較珠爾山站好些。

圖3 石佛寺水庫蓄水后主要污染物濃度年際變化趨勢

3 結(jié) 語

從評價結(jié)果可以看出石佛寺水庫處于Ⅳ類和Ⅴ類水質(zhì)、中度富營養(yǎng)狀態(tài)、水質(zhì)狀況較差，氮是仍不可忽視的，要加強(qiáng)對石佛寺水庫上游水體的污染防治和治理。2000年至2010年，社會經(jīng)濟(jì)繼續(xù)發(fā)展，水資源開發(fā)利用率增加，在國家和遼寧省的共同努力下，加大治理環(huán)境污染的力度，加大環(huán)境污染事件的宣傳力度，企事業(yè)單位處理各種污染物的能力水平得到了顯著提升，人們對水環(huán)境保護(hù)的認(rèn)知能力和自我保護(hù)能力增加，水污染治理取得了較好的成果，通過入庫口珠爾山斷面與壩前區(qū)斷面的主要污染物濃度年際變化關(guān)系、水質(zhì)類別的比較分析，水利工程受水體自凈作用的影響對遼河河水環(huán)境質(zhì)量具有改善作用。建議加大管理力度，減少排污，以確保水環(huán)境能主要通過水體的自身降解達(dá)到水質(zhì)相關(guān)要求[5-7]。