鄭海燕 徐 浩 左新宇 蘭 峰

(長(zhǎng)江委水文局長(zhǎng)江上游水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心， 重慶 400020)

?

向家壩水庫(kù)蓄水及下泄水水質(zhì)變化分析

鄭海燕 徐 浩 左新宇 蘭 峰

(長(zhǎng)江委水文局長(zhǎng)江上游水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心， 重慶 400020)

為了掌握向家壩水庫(kù)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(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面，對(duì)庫(kù)區(qū)初期蓄水及下泄水進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。依據(jù)完成的21次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用單因子評(píng)價(jià)法，對(duì)向家壩水庫(kù)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(duì)比分析。結(jié)果表明，2個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面及金沙江干流水質(zhì)在向家壩水庫(kù)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(shì)較為明顯。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)；水質(zhì)評(píng)價(jià)；監(jiān)測(cè)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(guó)已建的第三大水電站，是金沙江下游梯級(jí)開發(fā)中的最末一個(gè)電站，也是我國(guó)“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(gè)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(kù)正常蓄水位380 m，總庫(kù)容51.6億m3，防洪庫(kù)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(jí)由5級(jí)提高至4級(jí)。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(gè)市縣，灌溉面積超過(guò)2 500 km2。

1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)概況

1.1 站點(diǎn)布設(shè)

2008年5月，長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江上游水文水資源勘測(cè)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(cè)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(cè)斷面與水文測(cè)流斷面重合，并建有固定的斷面標(biāo)識(shí)，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(kù)區(qū)，設(shè)置有新灘壩水位觀測(cè)站及水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面，采用橫式采樣器取樣，作為對(duì)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(cè)斷面位置示意

1.2 監(jiān)測(cè)參數(shù)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)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(chǎng)測(cè)定參數(shù)(水溫、pH值、溶解氧等)、現(xiàn)場(chǎng)固定參數(shù)及懸浮物、糞大腸菌群、石油類、溶解氧、現(xiàn)場(chǎng)固定參數(shù)等特殊項(xiàng)目外，其余監(jiān)測(cè)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(cè)項(xiàng)目分析方法

向家壩斷面在蓄水前監(jiān)測(cè)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(gè)斷面共計(jì)監(jiān)測(cè)21次。

2 水質(zhì)評(píng)價(jià)類別變化情況

本次水質(zhì)評(píng)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(píng)價(jià)采用單因子指數(shù)法，即當(dāng)有一項(xiàng)指標(biāo)超過(guò)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(cè)資料的連續(xù)性與評(píng)價(jià)結(jié)果的可比性，水質(zhì)評(píng)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(píng)價(jià)。

2.1 蓄水水質(zhì)監(jiān)測(cè)

在2012年6～9月共4次本底值監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)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(píng)價(jià)結(jié)果表明，向家壩水庫(kù)蓄水后，壩前庫(kù)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(cè)資料系列，對(duì)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(jiǎn)要分析，見圖4～11。

圖4 懸浮物變化趨勢(shì)

圖5 溶解氧變化趨勢(shì)

圖6 總磷變化趨勢(shì)

圖7 鉛變化趨勢(shì)

圖8 糞大腸菌群變化趨勢(shì)

圖9 氨氮變化趨勢(shì)

圖10 高錳酸鹽指數(shù)變化趨勢(shì)

圖11 氟化物變化趨勢(shì)

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(shì)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(kù)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(guò)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(shì)不顯著。

4 結(jié)論與討論

(1) 向家壩斷面蓄水前后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，水質(zhì)評(píng)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(shuō)明經(jīng)過(guò)向家壩水庫(kù)蓄水，水質(zhì)相對(duì)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(kù)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(shì)均不明顯。

(3) 根據(jù)相關(guān)研究，造成金沙江向家壩庫(kù)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(lái)源于流域的非點(diǎn)源污染，主要是由生活和生產(chǎn)活動(dòng)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(cè)水庫(kù)，尤其是支流庫(kù)灣水體將會(huì)富營(yíng)養(yǎng)化，水庫(kù)水體富營(yíng)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(cè)資料顯示，由于向家壩水庫(kù)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??；另由于蓄水后形成的大容積清水對(duì)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(kù)蓄水后水體中懸浮物蓄積的金屬通過(guò)水-土間的界面反應(yīng)和物質(zhì)交換釋放出來(lái)，影響了庫(kù)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(dòng)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(kù)蓄水，對(duì)向家壩水質(zhì)監(jiān)測(cè)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(huì)趨于飽和甚至過(guò)飽和，從而對(duì)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(kù)蓄水初期水質(zhì)變化與富營(yíng)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(kù)區(qū)段水質(zhì)現(xiàn)狀[J]. 人民長(zhǎng)江，2009,40(3): 31-34．

(編輯：陳紫薇)

2016-09-15

鄭海燕，女，長(zhǎng)江委水文局長(zhǎng)江上游水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，工程師.

1006-0081(2016)11-0041-03

X832

A