桂 重 段 波

(中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650051)

牛欄江引水盤(pán)龍江入湖對(duì)滇池水質(zhì)改善效果分析

桂 重 段 波

(中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650051)

分析了牛欄江引水盤(pán)龍江入湖對(duì)滇池水動(dòng)力學(xué)特性的影響及水質(zhì)改善效果，探討了規(guī)劃引水水質(zhì)條件下2020年滇池外海水的質(zhì)量預(yù)測(cè)結(jié)果，并對(duì)2020年補(bǔ)水效果進(jìn)行了展望，為同類工程的研究提供了依據(jù)。

引水，水質(zhì)，資源，水環(huán)境

1 工程概況[1]

牛欄江—滇池補(bǔ)水工程是一項(xiàng)水資源綜合利用工程，是滇中調(diào)水的近期重點(diǎn)工程。近期任務(wù)是向滇池補(bǔ)水，改善滇池水環(huán)境和水資源條件，配合滇池水污染防治的其他措施，達(dá)到規(guī)劃水質(zhì)目標(biāo)，并具備為昆明市應(yīng)急供水的能力；遠(yuǎn)期任務(wù)主要是向曲靖市供水，并與金沙江調(diào)水工程共同向滇池補(bǔ)水，同時(shí)作為昆明市的備用水源。

2 牛欄江引水盤(pán)龍江入湖方案改善滇池水質(zhì)效果[2-5]

2.1 牛欄江引水量和引水水質(zhì)

牛欄江引水工程設(shè)計(jì)流量為23 m3/s，年設(shè)計(jì)引水過(guò)程為枯水期適當(dāng)少引，而豐水期加大流量引水，多年平均引水量約5.72億m3。根據(jù)《牛欄江—滇池補(bǔ)水工程項(xiàng)目可行性研究報(bào)告》，滇池流域豐、平、枯典型水文代表年型條件下牛欄江流域設(shè)計(jì)可凈引水入湖過(guò)程見(jiàn)表1。

表1 滇池各典型水文年型對(duì)應(yīng)年份的牛欄江引水過(guò)程 億m3

牛欄江引水入湖水質(zhì)是依據(jù)近年來(lái)對(duì)牛欄江水源地水質(zhì)實(shí)測(cè)資料確定的，自2005年以來(lái)，牛欄江水源地德澤斷面逐年實(shí)測(cè)水質(zhì)濃度資料如表2所示。

根據(jù)牛欄江流域(云南段)水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃，2020年牛欄江引水水源地CODMn,TP,TN三指標(biāo)的水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)分別為2.0 mg/L,0.05 mg/L,1.0 mg/L。故在進(jìn)行牛欄江—滇池補(bǔ)水工程牛欄江引水入湖水質(zhì)設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮引水入湖水質(zhì)基本不劣于現(xiàn)狀(以近年來(lái)平均水質(zhì)為代表)，同時(shí)亦應(yīng)滿足其水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)要求。根據(jù)牛欄江規(guī)劃水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)要求，并結(jié)合牛欄江水質(zhì)現(xiàn)狀，牛欄江補(bǔ)水入湖水質(zhì)(CODMn,TP,TN)濃度見(jiàn)表3。

2.2 僅有引水工程下滇池水質(zhì)改善效果

模擬預(yù)測(cè)至2020年當(dāng)?shù)岢亓饔蛩廴揪C合治理對(duì)策中僅有牛欄江引水工程時(shí)滇池外海年均水質(zhì)狀況見(jiàn)表3。由表3可知，至2020年，如果《滇池流域“十一五”水污染防治規(guī)劃》《滇池流域水污染綜合治理總體方案》及《洱海、滇池水質(zhì)保護(hù)與水污染防治專題研究》提出的水污染綜合治理六大工程體系除牛欄江—滇池引水工程落實(shí)外，其余五項(xiàng)流域水污染綜合治理工程措施未能有效落實(shí)，則2020年滇池外海水質(zhì)較無(wú)引水(即無(wú)綜合治理措施)時(shí)有一定程度的改善，其中CODMn指標(biāo)改善幅度最大，約為14.2%～16.3%，TN指標(biāo)的改善幅度次之，約為7.8%～8.9%，TP指標(biāo)的改善效果相對(duì)最小，約為4.4%～6.9%。

表2 牛欄江水源地近年來(lái)水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料及規(guī)劃水質(zhì)保護(hù)目標(biāo) mg/L

表3 僅有牛欄江引水工程下2020年滇池外海年均水質(zhì)狀況

從引水措施落實(shí)后的滇池外海年均水質(zhì)濃度預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)看，豐水年滇池外海CODMn,TP,TN三指標(biāo)年均濃度分別為10.64 mg/L,0.209 mg/L,3.00 mg/L，平水年三指標(biāo)濃度分別為10.92 mg/L,0.198 mg/L,2.95 mg/L，枯水年三指標(biāo)濃度分別為10.28 mg/L,0.198 mg/L,2.91 mg/L，不同年型下不同指標(biāo)所屬水質(zhì)類別較引水前均無(wú)變化，且與2020年外海水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)相比較，TP，TN指標(biāo)的超標(biāo)幅度均在一倍左右，故從規(guī)劃水平年2020年滇池水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)要求來(lái)看，僅有引水工程是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，滇池流域環(huán)境補(bǔ)水工程，應(yīng)以滇池流域水污染綜合治理五大工程措施全面落實(shí)并發(fā)揮預(yù)期效益為前提，至2020年才有可能使滇池外海水質(zhì)滿足其水功能區(qū)劃的階段水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)要求。

因此，《總體方案》中提出的水污染綜合治理五大工程體系(不包括外流域調(diào)水)才是滇池湖泊水環(huán)境改善的根本，如果流域入湖污染源不能得到有效治理和控制，僅靠外流域調(diào)水是無(wú)法改變滇池水質(zhì)的演變趨勢(shì)，同時(shí)從水質(zhì)濃度改善效果來(lái)看，調(diào)水對(duì)滇池水質(zhì)濃度的改善程度也是有一定限度的。

2.3 六大綜合治理措施改善滇池水質(zhì)效果

自牛欄江引水工程建設(shè)完工后，隨著相對(duì)清潔的牛欄江水源源源不斷地進(jìn)入滇池，這不僅將有效緩解滇池長(zhǎng)期以來(lái)生態(tài)環(huán)境用水匱乏問(wèn)題，同時(shí)配合流域水污染綜合治理的不斷深入，將使滇池水污染情勢(shì)得到逐步緩解，并使滇池水質(zhì)逐步好起來(lái)。在不同水情條件下，牛欄江引水后滇池外海年均水質(zhì)年際變化過(guò)程見(jiàn)表4。

表4 各項(xiàng)措施全面落實(shí)情景下2020年滇池外海水質(zhì)年內(nèi)變化 mg/L

由表4所示的結(jié)果可知，牛欄江—滇池補(bǔ)水工程在其他五大水污染治理工程體系全面落實(shí)并達(dá)到預(yù)期治理效果的前提條件下，引水可使各水情條件下的平、枯水期水質(zhì)達(dá)標(biāo)，如1月～6月，豐水期由于降雨徑流攜帶大量非點(diǎn)源進(jìn)入湖泊，從而導(dǎo)致各水文年型豐水期水質(zhì)普遍不達(dá)標(biāo)。從年內(nèi)達(dá)標(biāo)月份所占比重來(lái)看，豐水年達(dá)標(biāo)月份占50%(6個(gè)月)，平、枯水年達(dá)標(biāo)月份均約占67%(8個(gè)月)。

2.4 規(guī)劃引水水質(zhì)條件下2020年滇池外海水質(zhì)預(yù)測(cè)

模擬預(yù)測(cè)至2020年當(dāng)?shù)岢亓饔蚋黜?xiàng)水污染綜合治理對(duì)策均全面落實(shí)并達(dá)到預(yù)期治理效果和牛欄江引水入湖水質(zhì)滿足其規(guī)劃水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)時(shí)，平水年型下滇池外海年均水質(zhì)狀況見(jiàn)表5。

由表5中的模擬統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，當(dāng)?shù)岢亓饔蛩廴揪C合治理措施(六大工程體系)全部落實(shí)且牛欄江引水入湖水質(zhì)濃度滿足牛欄江流域水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃中確定的水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)時(shí)，至規(guī)劃水平年2020年，平水年型下滇池外海水質(zhì)(包括CODMn,TP,TN三指標(biāo))均基本滿足規(guī)劃水質(zhì)目標(biāo)要求，其中CODMn指標(biāo)達(dá)到地表水Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，TP,TN基本滿足Ⅳ類水質(zhì)目標(biāo)要求。

表5 規(guī)劃引水水質(zhì)條件下2020年滇池外海年均水質(zhì)狀況

對(duì)比引水水質(zhì)濃度分別為現(xiàn)狀水質(zhì)和規(guī)劃水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)時(shí)的滇池外海水質(zhì)濃度差異，可以看出兩引水入湖水質(zhì)濃度均可使2020年滇池外海水質(zhì)滿足滇池水功能區(qū)規(guī)劃水質(zhì)目標(biāo)要求，且兩者差異較小。

3 2020年補(bǔ)水效果展望

已通過(guò)水利部審查的《牛欄江—滇池補(bǔ)水工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》提出，在滇池六大工程措施共同作用下，2020年設(shè)計(jì)來(lái)水條件下，滇池外海CODMn,TP,TN濃度分別為1.78 mg/L,0.098 mg/L,1.53 mg/L。滇池外海CODMn指標(biāo)好于Ⅲ類地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，TP,TN指標(biāo)基本達(dá)到Ⅳ類地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)?？傮w評(píng)價(jià)，到2020年，滇池外海基本達(dá)到Ⅳ類地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

1)至2020年，如果滇池流域未實(shí)施流域水污染綜合治理對(duì)策，則不同水情條件下滇池外海CODMn,TP,TN三指標(biāo)濃度分別約為12.28 mg/L～12.73 mg/L,0.21 mg/L～0.22 mg/L,3.19 mg/L～3.29 mg/L，其單項(xiàng)指標(biāo)水質(zhì)類別分屬Ⅴ類、劣Ⅴ類、劣Ⅴ類，綜合水質(zhì)類別為劣Ⅴ類，此種情景下滇池水質(zhì)較現(xiàn)狀水質(zhì)將進(jìn)一步惡化，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化程度將進(jìn)一步加劇。

2)當(dāng)規(guī)劃水平年2020年滇池流域各項(xiàng)水污染綜合治理對(duì)策尚未落實(shí)時(shí)，牛欄江引水滇池外海CODMn,TP,TN三指標(biāo)濃度分別約為10.28 mg/L～10.92 mg/L,0.198 mg/L～0.209 mg/L,2.91 mg/L～3.00 mg/L，總體水質(zhì)類別仍為劣Ⅴ類，其中CODMn,TP,TN三指標(biāo)分別超Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)約2.8%～9.4%,98%～119%,94%～100%。規(guī)劃水平年2020年僅靠牛欄江引水仍無(wú)法改變滇池水質(zhì)繼續(xù)變差趨勢(shì)，故滇池流域應(yīng)加大流域水污染綜合治理強(qiáng)度，以減少滇池流域入湖污染負(fù)荷，并達(dá)到規(guī)劃入湖負(fù)荷量水平是控制規(guī)劃水平年2020年滇池外海水質(zhì)是否達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵性因素。

3)根據(jù)牛欄江—滇池補(bǔ)水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)模及可行性研究最新調(diào)算的補(bǔ)水量成果，牛欄江多年平均可調(diào)水量約5.72億m3。當(dāng)規(guī)劃水平2020年滇池流域各項(xiàng)水污染綜合治理對(duì)策都全部落實(shí)并達(dá)到預(yù)期治理效果的條件下，牛欄江補(bǔ)水可基本滿足2020年滇池外海豐、平、枯水年環(huán)境補(bǔ)水的水量要求，牛欄江—滇池補(bǔ)水工程實(shí)施后滇池外?？傮w水質(zhì)可基本滿足規(guī)劃水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)要求，且牛欄江引水水質(zhì)在滿足TP濃度不劣于0.05 mg/L,TN濃度不劣于1.00 mg/L條件下，牛欄江補(bǔ)水可使規(guī)劃水平2020年滇池外?？傮w水質(zhì)濃度基本達(dá)標(biāo)。

4)到2020年，滇池外?；具_(dá)到Ⅳ類地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 牛欄江—滇池補(bǔ)水工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].昆明：中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，云南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2012.

[2] 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院.牛欄江—滇池補(bǔ)水工程補(bǔ)水效果分析[Z].2010.

[3] 云南省水利廳，昆明市人民政府.牛欄江—滇池補(bǔ)水工程入湖實(shí)施方案簡(jiǎn)本[Z].2012.

[4] 云南省水文水資源局，云南省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，云南省水文水資源局昆明分局.牛欄江—滇池補(bǔ)水入湖方案——監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行實(shí)施方案[Z].2013.

[5] 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院.滇中引水工程對(duì)滇池水環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)[Z].2015.

On water quality improvement analysis at Dianchi Lake by diverting water of Panlong River into lakes at Niulan River

Gui Zhong Duan Bo

(KunmingEngineeringCorporationLimited,POWERCHINAGroup,Kunming650051,China)

The paper analyzes the influence of diverting water of Panlong River into lakes at Niulan River on the dynamic features of the water in Dianchi Lake and the water quality improvement, explores the water quality forecasting results of Dianchi in 2020 under the planned diversion, and predicts the water supplement effect in future, and provides some reference for the research of similar projects.

water diversion, water quality, resources, water environment

2015-08-29

桂 重(1982- )，女，工程師; 段 波(1987- )，男，工程師

1009-6825(2015)31-0209-03

TU991.21

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