【摘要】東風(fēng)西沙水庫位于長江口，水庫水質(zhì)與上游流域來水、下游潮汐、水力停留時(shí)間等諸多因素密切相關(guān)，本研究在前人相關(guān)研究成果基礎(chǔ)上的，利用目前建成的外圍自動監(jiān)測站網(wǎng)，對長江口水動力和水環(huán)境影響東風(fēng)西沙水庫水源地的影響因素開展實(shí)地?cái)?shù)據(jù)的搜集、分析、研究。通過研究成果對流域與區(qū)域一體化、水庫上下游與庫內(nèi)水體聯(lián)動的水文、水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)化系統(tǒng)的應(yīng)用建設(shè)，提高水源地應(yīng)對咸潮入侵和突發(fā)污染事故的風(fēng)險(xiǎn)防范能力提出建設(shè)性應(yīng)用建議。

【關(guān)鍵詞】東風(fēng)西沙；水環(huán)境；水動力；預(yù)警預(yù)報(bào)；現(xiàn)狀調(diào)查

1、研究的背景及意義

1.1 研究的背景。崇明島位于長江河口，是我國第三大島，也是世界上最大的河口沙島。三面臨江，一面靠海，島內(nèi)的淡水資源主要取自長江。崇明島內(nèi)河網(wǎng)密布，經(jīng)過多年的水利建設(shè)，形成目前“1環(huán)28縱”的大水系格局。內(nèi)河水系相對島外獨(dú)立，島內(nèi)水體相通，河網(wǎng)密布，其中市級骨干河道有1條，即崇明環(huán)島河，全長179.60公里；縣級骨干河道28條，全長380.54公里。枯水期咸潮入侵使得島內(nèi)淡水資源的水質(zhì)和水量難以保障已成為崇明島的突出問題，枯季長江河口鹽水入侵成為影響崇明島淡水資源利用的根本原因。

崇明島上已建成的東風(fēng)西沙水庫是一座避咸蓄淡水庫，為保障崇明島的淡水利用發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在東風(fēng)西沙水庫建成前，崇明島沒有集中式供水水源地，以分散在全島的32座水廠供水為主。為改善全島的供水環(huán)境，東風(fēng)西沙水庫于2011年11月29日開工，水庫位于長江口南支上段的北側(cè)、崇明島西南部，利用東風(fēng)西沙島與崇明島之間的夾泓建成，面積約3.74km2，總庫容982.79萬m3，為加快崇明島供水集約化和改善供水水質(zhì)發(fā)揮著積極作用。

1.2 研究的意義。東風(fēng)西沙水庫屬于高敏感環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體，容易受到周邊地區(qū)重大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源的威脅，不可避免地面臨突發(fā)性水污染事故，而突發(fā)性水污染事故的發(fā)生將直接影響崇明島供水安全和經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)的正常運(yùn)行。同時(shí)研究北支倒灌、周邊水閘引排水、上游大通徑流量變化等水動力因素也為東風(fēng)西沙水庫水源地合理保護(hù)和科學(xué)管理提供依據(jù)。

2、東風(fēng)西沙水庫水環(huán)境影響因子的調(diào)查

2.1 潮汐的影響。洪水是水庫入庫污染負(fù)荷的主要載體，會對水庫水質(zhì)造成重大影響。豐水年地表徑流豐沛，對于以農(nóng)業(yè)為主的崇明來說，豐水年的洪水沖刷會使得水庫周邊的農(nóng)業(yè)面源對水庫水質(zhì)造成很大影響。

崇明區(qū)現(xiàn)主要有南門、崇西閘、堡鎮(zhèn)、馬家港、橫沙等5站。（馬家港站因淤積，低潮位在0.60米以下無法測量）根據(jù)2015年全年崇明縣水文站潮水位資料分析各站全年潮位資料，匯總為表2-1。

以堡鎮(zhèn)站為例，據(jù)堡鎮(zhèn)站60年潮位資料統(tǒng)計(jì)顯示，2015年平均高潮位3.41m，較多年平均值高0.02m；年平均低潮位0.99m，較多年平均值高0.03m；年最高高潮位5.04m，較多年平均值高0.04m，重現(xiàn)期2.8年，2015年潮位屬偏豐年潮位范圍，水庫的水動力條件可以部分的人為控制，洪水期的運(yùn)行水位以及后期的調(diào)蓄方案等，這些人控水動力條件對水庫水環(huán)境演化具有重要的影響。

2.2 北支水動力和咸潮倒灌的影響

2.2.1 北支現(xiàn)狀概況。自上世紀(jì)60年代以來，長江徑流在北支的分流比不斷降低，長江北支已成為主要受潮流控制的江段，加之水體含鹽度非常高，一旦發(fā)生北支倒灌南支，南支水體的含鹽度迅速增高。

2.2.2 北支咸潮對水庫取水口的影響。東風(fēng)西沙水庫取水口所在河段屬感潮河段，受徑潮流影響的水動力條件復(fù)雜，北支水體倒灌南支影響東風(fēng)西沙水庫取水口所在河段水質(zhì)。

（1）水動力條件。東風(fēng)西沙水庫取水口所在河段屬感潮河段，每年枯水期的11月至次年4月由于上游來水量減少，受潮汐影響，容易發(fā)生北支倒灌南支，含鹽度高的水體會直接影響水庫取水的安全。

（2）水質(zhì)狀況。根據(jù)崇明縣水文站長江北支站點(diǎn)永隆沙站長期對長江北支氯化物的監(jiān)測結(jié)果分析，長江北支屬于高含鹽度水體，尤其是枯水期，氯化物含量值基本在10000mg/L以上，水質(zhì)不能滿足生產(chǎn)生活用水，永隆沙站氯化物特征值統(tǒng)計(jì)見表2-2。東風(fēng)西沙水庫位于崇頭下游不遠(yuǎn)處，易受北支倒灌的影響，枯水季節(jié)，北支水體一旦受水動力作用倒灌南支，水庫必須停止引水，保障取水的安全。

2.3 周邊水閘引排水的影響

2.3.1 崇明島水閘引排狀況。崇明四面環(huán)水，擁有星羅棋布、數(shù)量眾多的水系，全島有15108條河道，幾乎占全上海河道數(shù)置的3/5，水域面積共有150km2，占全島面積的12%。祟明本島河網(wǎng)水系以“1環(huán)、28豎、26閘”為代表“1環(huán)”即市級骨干河道崇明環(huán)島河，“28豎”為島內(nèi)28條南北走向的鎮(zhèn)級骨干河道，另外，沿島總凈寬264m，26座引、排水閘與河網(wǎng)水系共同構(gòu)成了全島引淡排澇系統(tǒng)、崇明島內(nèi)河水質(zhì)基本處于Ⅲ-Ⅳ類之間，河道水質(zhì)已受到一定程度的污染。

島內(nèi)水閘主要實(shí)行南引東排和南引北排方案，咸潮入侵北面的水閘全部關(guān)閉，非咸潮季節(jié)，利用島內(nèi)南面的崇西、新建及廟港等水閘引進(jìn)長江清水，灌溉農(nóng)田及維持內(nèi)河水質(zhì)，同時(shí)通過北面的水閘把農(nóng)田流入河道里的水體向北排出。

2.3.2 東風(fēng)西沙周邊水庫引排狀況。東風(fēng)西沙水庫附近上游共有1座水閘和1座引排水涵閘，分別是新建水閘和明珠湖引排水涵閘；水庫下游有1座水閘，廟港水閘。見圖2-2。

新建水閘位于水庫上游，主要功能是引淡、排澇、擋潮；明珠湖引排水涵閘緊鄰水庫，是明珠湖引排水主要通道之一；廟港水閘位于水庫下游，主要功能是引淡、排澇、擋潮。

3、東風(fēng)西沙水庫水環(huán)境影響因子的監(jiān)測現(xiàn)狀

3.1 水庫外圍水文監(jiān)測站點(diǎn)。東風(fēng)西沙水庫周邊現(xiàn)有的水文潮位站點(diǎn)包括：易受長江咸潮上溯影響的堡鎮(zhèn)水文站、南門水文站，易受北支咸潮倒灌影響的崇西水文站；內(nèi)河水文站有新建站和南鴿龍站；雨量站有東風(fēng)西沙雨量站。

站點(diǎn)的建設(shè)，為及時(shí)掌握水庫周邊水文數(shù)據(jù)提供了基礎(chǔ)。崇明水文事業(yè)經(jīng)過多年的行業(yè)發(fā)展，依托上海市水文1張網(wǎng)建設(shè)，目前已基本建成上海市防汛自動測報(bào)系統(tǒng)崇明分中心系統(tǒng)，該系統(tǒng)是集數(shù)字信號自動采集單元、遙測傳輸單元、中心站數(shù)據(jù)接收單元、中心站后臺數(shù)據(jù)處理單元及信息實(shí)時(shí)查詢、公布單元等眾單元為一體的水文信息綜合系統(tǒng)平臺，真正做到了水、雨情等各類信息的采集、傳輸、錄入全部實(shí)現(xiàn)自動化。依托網(wǎng)絡(luò)平臺，實(shí)現(xiàn)了崇明自動測報(bào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息在多個(gè)相關(guān)部門的實(shí)時(shí)共享，為島內(nèi)水體的調(diào)控提供了重要參考和依據(jù)。

3.2 水庫外圍水質(zhì)監(jiān)測站點(diǎn)。水庫周邊的水質(zhì)監(jiān)測站點(diǎn)參考上海市水環(huán)境監(jiān)測中心在全區(qū)的監(jiān)測斷面布設(shè)。按照“十三五”期間上海市河湖水質(zhì)監(jiān)測工作的要求，同時(shí)服務(wù)于崇明生態(tài)島建設(shè)，對崇明本島市縣級河道和部分水廠水源地31個(gè)監(jiān)測斷面和長江（崇明沿岸）3個(gè)水質(zhì)監(jiān)測斷面，長興島、橫沙島各1個(gè)水質(zhì)監(jiān)測斷面，共計(jì)36個(gè)監(jiān)測斷面進(jìn)行了采樣分析，監(jiān)測項(xiàng)目有pH值、溶解氧、氨氮、化學(xué)需氧量和重金屬等35個(gè)。監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建立為動態(tài)了解水庫水質(zhì)狀況及掌握水質(zhì)變化趨勢提供了數(shù)據(jù)支撐。

“十三五”期間，崇明為強(qiáng)化長江口水環(huán)境監(jiān)測預(yù)警，擬建設(shè)長江口水環(huán)境監(jiān)測預(yù)警平臺。預(yù)警平臺的建立標(biāo)志著流域與區(qū)域一體化管理建設(shè)的完成，對流域水環(huán)境發(fā)展有著重大意義。對東風(fēng)西沙水庫水環(huán)境安全研究同樣具有重要的意義。能夠?qū)⑺畮焖吹貞?yīng)對咸潮入侵和突發(fā)污染事故的風(fēng)險(xiǎn)防范能力提高一個(gè)臺階。

4、結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

4.1.1 東風(fēng)西沙水庫位于陳行水庫和青草沙水庫的上游，具有重要的水質(zhì)預(yù)警前哨作用，對其開展水庫水環(huán)境安全研究具有重要的意義。

4.1.2 東風(fēng)西沙水庫屬于相對封閉型水庫，周邊面源污染的影響屬于一般污染源，但要注意防止周邊水閘集中下泄超標(biāo)水造成突發(fā)性的污染；水庫取水動力主要受長江潮汐動力影響，長江水位低時(shí)，取水動力完全來自取水泵站；枯水期取水水質(zhì)受北支咸潮倒灌的影響，崇明島被咸潮包圍期間，水庫必須暫停取水。

4.1.3 長江口水環(huán)境監(jiān)測預(yù)警平臺的建立標(biāo)志著流域與區(qū)域一體化管理建設(shè)的完成，對流域水環(huán)境發(fā)展有著重大意義，能夠大大增強(qiáng)東風(fēng)西沙水源地應(yīng)對咸潮入侵和突發(fā)污染事故的風(fēng)險(xiǎn)防范能力。

4.1.4 東風(fēng)西沙水庫水質(zhì)預(yù)警體系的建立對提高流域與區(qū)域一體化管理，水庫上下游與庫內(nèi)水體聯(lián)動的水文、水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)化系統(tǒng)的應(yīng)用建設(shè)已納入崇明區(qū)政府“十三五”規(guī)劃，對水庫應(yīng)對咸潮入侵和突發(fā)污染事故的風(fēng)險(xiǎn)防范能力有著深遠(yuǎn)的意義。

4.2 建議

4.2.1 長江順流而下挾裹了大量泥沙，東風(fēng)西沙水庫本身的工程建設(shè)滯留了長江水體的流速，因此水庫工程設(shè)施周邊的淤沙會越來越嚴(yán)重，應(yīng)考慮及時(shí)清理，保障水庫的取水安全。

4.2.2 東風(fēng)西沙水庫取水口既充分利用潮汐水動力條件也結(jié)合了取水泵站動力條件，保障了取水量的安全。但是東風(fēng)西沙水庫是從長江大水體取水，應(yīng)考慮水體水質(zhì)分層的因素，為保障取水水質(zhì)安全，建議設(shè)置分層取水。

4.2.3 東風(fēng)西沙水庫建成的時(shí)間尚短，水庫管理系統(tǒng)正在建立整套的防治藻類、有毒有害物質(zhì)、咸潮入侵的預(yù)警預(yù)案體系，水庫安全預(yù)警體系的建立需要逐步完善。

4.2.4 水庫與周邊水閘要加強(qiáng)溝通協(xié)調(diào)，減小周邊水閘排水、超標(biāo)水集中下泄造成突發(fā)性水污染事故發(fā)生的概率，兼顧防洪需要的同時(shí)，更要滿足水庫取水口水質(zhì)要求。

4.2.5 水庫水源地的地標(biāo)取水口附近劃分了一定的范圍作為飲用水地表水源保護(hù)區(qū)。對于該保護(hù)區(qū)范圍管理要從嚴(yán)從實(shí)。保護(hù)區(qū)的水質(zhì)需滿足國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定要求，必須嚴(yán)格禁止一切可能破壞水源地環(huán)境的行為。