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        湘江長沙樞紐工程建設(shè)對湘江長沙段水質(zhì)狀況變化的分析

        2016-12-23 01:34:56蘇珊蔣飛紅
        湖南水利水電 2016年1期
        關(guān)鍵詞:水質(zhì)

        蘇珊 蔣飛紅 梅 鹍

        (長沙水文與水資源勘測局 長沙市 410014)

        湘江長沙樞紐工程建設(shè)對湘江長沙段水質(zhì)狀況變化的分析

        蘇珊 蔣飛紅 梅 鹍

        (長沙水文與水資源勘測局 長沙市 410014)

        文章收集了湘江長沙段4個常年水質(zhì)監(jiān)測斷面數(shù)據(jù),根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)標(biāo)準(zhǔn),采用單項標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)法評價水源地水質(zhì)狀況,發(fā)現(xiàn)各監(jiān)測斷面水質(zhì)類別基本符合相應(yīng)目標(biāo)要求。研究表明,湘江長沙段仍存在水質(zhì)污染問題,且該流域各污染物濃度與湘江水位關(guān)系密切,但整體水質(zhì)未見惡化,工程的建設(shè)對其影響不大,工程運營后該段水體營養(yǎng)化污染的風(fēng)險變大。

        湘江長沙段 水質(zhì)監(jiān)測 湘江長沙綜合樞紐工程

        引言

        湘江自南向北流經(jīng)長沙市區(qū),把長沙市分為河西、河?xùn)|兩部分,河道寬(800~1 400)m,河床主要由砂礫石組成,兩岸筑有城市防洪大堤,瀏陽河、撈刀河自湘江東面,溈水、靳江自湘江西面匯入湘江。2010年10月湖南省政府在長沙市下游望城區(qū)境內(nèi)的蔡家洲開工建設(shè)湘江長沙綜合樞紐,該工程的建設(shè)營運,必然對湘江長沙段及整個湘江流域的生態(tài)環(huán)境造成一定影響。水利工程的建設(shè)運營使庫區(qū)流速減緩,水體滯留時間增加,自凈能力減弱。具體表現(xiàn)為兩個方面:一是庫區(qū)上游發(fā)生水污染事故時,水流流速的減緩不利于污染物的遷移擴散;二是水流變緩后,大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)進入庫區(qū)時,庫區(qū)水體將出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。

        1 研究方法

        (1)水樣采集及樣本選取。

        監(jiān)測斷面為猴子石、長沙、岳華和丁白渡口等4個斷面,如圖1所示。根據(jù) 《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》SL 219-2013中采樣要求將水樣保存至聚乙烯或玻璃

        瓶中,并添加相應(yīng)保存劑。

        圖1 監(jiān)測斷面示意圖

        根據(jù)長沙市水資源公報資料,選取各水平年分別為:豐水年份2010年和2012年、枯水年2011年、偏枯水年2013年、偏豐水年2014年。本文將收集各水平年汛期、非汛期和全年監(jiān)測數(shù)據(jù),分析其水質(zhì)的變化情況并進行趨勢分析。

        (2)監(jiān)測指標(biāo)及及評價標(biāo)準(zhǔn)。

        本次研究選取氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總磷和砷4個指標(biāo),采用GB 3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中相應(yīng)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),分汛期、非汛期和全年對4個監(jiān)測斷面進行評價。依據(jù)《長沙市水功能區(qū)劃》,猴子石大橋斷面位于湘江長沙暮云-傅家洲飲用水源區(qū),長沙斷面位于湘江傅家洲-月亮島景觀娛樂用水區(qū),岳華斷面位于湘江望城開福過渡區(qū),丁白渡口斷面位于湘江望城飲用水源區(qū) (為2013年增測斷面),4個監(jiān)測斷面所在的水功能區(qū)2015年及2020年水質(zhì)目標(biāo)均為III類。

        2 結(jié)果分析

        (1)氨氮指標(biāo)分析。

        氨氮是衡量水體富營養(yǎng)化程度的重要指標(biāo)之一。湘江長沙段氨氮指標(biāo)變化如圖2。通過實驗及數(shù)據(jù)對比分析看出,汛期各監(jiān)測斷面指標(biāo)濃度在(0.20~0.81)mg/L之間,水質(zhì)狀況為II類、III類;非汛期各監(jiān)測斷面指標(biāo)濃度在(0.46~1.43)mg/L之間,水質(zhì)狀況為II類、III類、IV類;全年期各監(jiān)測斷面指標(biāo)濃度在 (0.35~0.96)mg/L之間,水質(zhì)狀況為II類、III類。從氨氮指標(biāo)分析,水質(zhì)狀況上游(代表斷面猴子石)較下游(代表斷面岳華)好,再往下游到湘江長沙樞紐工程 (代表斷面丁白渡口)水質(zhì)狀況良好,同時期,岳華斷面氨氮指標(biāo)偏高,主要是由于支流撈刀河和瀏陽河河水的匯入引起;另外,4個斷面汛期較非汛期水質(zhì)狀況好。根據(jù)相關(guān)資料,非生物作用下,氨氮除去轉(zhuǎn)化與溫度、光照強度成正相關(guān)性。隨著湘江長沙樞紐工程的建設(shè),工程蓄水將使湘江長沙飲用水源地水位上升,水體深度、溫度將有所變化,氨氮的去除率下降,使得藻類物質(zhì)的同化作用起主要作用,湘江長沙段水質(zhì)可能出現(xiàn)局部富營養(yǎng)化。

        (2)高錳酸鹽指標(biāo)分析。

        圖2 氨氮變化趨勢圖

        高錳酸鹽指數(shù)是反映水體中有機及無機可氧化物質(zhì)污染的常用指標(biāo)。湘江長沙段高錳酸鹽指數(shù)指標(biāo)變化如圖3。通過實驗及數(shù)據(jù)對比分析看出,各監(jiān)測斷面在選取的年份中汛期、非汛期及全年高錳酸鹽指數(shù)監(jiān)測指標(biāo)為(2.0~2.5)mg/L,水質(zhì)狀況為II類、III類。湘江長沙樞紐工程的建設(shè)前及建設(shè)中,長沙湘江飲用水水源地水質(zhì)指標(biāo)高錳酸鹽指數(shù)變化不大。

        (3)總磷指標(biāo)分析。

        在天然水和廢水中,磷以各種磷酸鹽形式存在,總磷是有機磷、無機磷、縮合磷酸鹽的總和,它們存在于溶液、腐殖質(zhì)、沙泥和水生生物中,當(dāng)水體磷含量超過0.1 mg/L時,藻類會過量繁殖,則達到有害程度,因此,它是評價水質(zhì)的重要指標(biāo),也是反映水體富營養(yǎng)化程度營養(yǎng)鹽水平的指標(biāo)之一。湘江長沙段總磷指標(biāo)變化如圖4。通過實驗及數(shù)據(jù)對比分析看出,各監(jiān)測斷面在選取的年份中汛期、非汛期及全年

        總磷監(jiān)測指標(biāo)均能達到III類標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)狀況上游(代表斷面猴子石)較下游(代表斷面岳華)好,其中岳華斷面2010~2014年各時期總磷含量基本都是超過0.1 mg/L,主要影響是湘江支流瀏陽河河水總磷含量偏高,匯入湘江后導(dǎo)致總磷監(jiān)測指標(biāo)高;同時各監(jiān)測斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)分析比較得出汛期較非汛期含量低。

        圖3 高錳酸鹽指數(shù)變化趨勢圖

        (4)砷指標(biāo)分析。

        砷是有毒指標(biāo)之一。湘江長沙段砷指標(biāo)變化如圖5。通過實驗及數(shù)據(jù)對比分析看出,近5年來,汛期各監(jiān)測斷面指標(biāo)濃度在(0.005 1~0.008 6)mg/L之間,非汛期各監(jiān)測斷面指標(biāo)濃度在 (0.0031~0.007 3)mg/L之間,全年期各監(jiān)測斷面指標(biāo)濃度在(0.004 6~0.006 9)mg/L之間,水質(zhì)狀況都能達到I類。從數(shù)據(jù)分析,總趨勢是出口斷面水質(zhì)好于入口斷面,說明主要是受上游工業(yè)污染影響,而本河段范圍內(nèi)污染不算嚴重。

        圖4 總磷變化趨勢圖

        3 結(jié)論

        河流上興建水利工程會對流量的變化進行控制,這種做法將影響庫區(qū)范圍內(nèi)的水環(huán)境質(zhì)量。首先會對水質(zhì)凈化的特有規(guī)律造成影響,如水質(zhì)的擴散,稀釋規(guī)律等;另一個方面,水的稀釋速度減慢,導(dǎo)致出現(xiàn)富營養(yǎng)化的狀況,從而影響水質(zhì),加重污染。湘江長沙樞紐工程建設(shè)對湘江長沙飲用水源地水質(zhì)狀況分析如下:

        (1)湘江長沙樞紐工程的建設(shè)對湘江長沙飲用水水源地水質(zhì)暫時沒有造成明顯的變化,目前,湘江長沙段水質(zhì)狀況基本良好,符合近年來長沙市對湘江水質(zhì)的目標(biāo)要求。

        圖5 砷變化趨勢圖

        (2)湘江長沙段部分河段及一級支流的氨氮、總磷濃度較高,尤其是在非汛期,長沙地區(qū)湘江一級支流,尤其是入湘江河口處,這兩個指標(biāo)都存在超標(biāo)現(xiàn)象,另一方面湘江長沙段水質(zhì)受上游重金屬污染尤其是鎘和砷的影響,隨著水文情勢的改變,重金屬的沉積會對環(huán)境造成一定的風(fēng)險。

        (3)湘江長沙樞紐工程蓄水后,水溫升高,水流流速減小,使得水體自凈能力較天然河流弱,這將有利于藻類大量生長而導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化,所以長沙湘江飲用水源地范圍內(nèi)可能產(chǎn)生局部富營養(yǎng)化的現(xiàn)象。

        [1]鄧岳.大源渡航電樞紐工程對湘江水環(huán)境的影響分析[J].交通環(huán)保,2003,2(S1):66-68.

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        2015-11-20)

        蘇珊(1980-),女,大學(xué)本科,工程師,主要從事水文分析計算與研究工作,手機:13687339131。

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