傅 春

（江西省水務(wù)集團有限公司,江西 南昌 330000）

水庫是集防洪、灌溉、發(fā)電等功能為一體的水力樞紐,通過其調(diào)蓄作用完成防洪抗旱、水資源優(yōu)化配置等[1-2]。水庫及其他項目的環(huán)境影響評價主要是對工程的現(xiàn)狀、周邊區(qū)域和流域的生態(tài)環(huán)境進行分析和預(yù)測,并對其產(chǎn)生的負面影響提出相應(yīng)的對策和措施。因此,在興建水庫前,必須充分考慮各因素對項目的環(huán)境影響,降低或避免環(huán)境的不利影響。

1 工程概況

龍南縣茶坑水庫位于南部的臨塘鄉(xiāng)塘口村茶坑,流經(jīng)桃江二級支流、渥江一級支流石門河的中游臨塘鄉(xiāng)下蕉陂,集水面積約60 km2,壩址以上河長19.8 km,河道平均比降為11.9‰。茶坑水庫主要以供水和灌溉為主,且水庫正常蓄水位297.50 m,水庫總庫容2220 萬m3,興利庫容1684 萬m3,死庫容116 萬m3,水庫日供水量為6.6 萬t/d,灌溉面積320 畝。茶坑水庫工程于2020 年3 月2 日正式開工,截至目前大壩主體工程分兩期進行施工。一期工程大壩混凝土于2020 年10月份開始澆筑,目前已完成澆筑高程為298 m；二期工程大壩砼于2021 年11 月開始澆筑,目前已完成澆筑高程為274 m 高程。

2 環(huán)境影響評價

2.1 庫區(qū)水文情勢影響

2.1.1 水域形態(tài)變化

茶坑水庫壩址枯水期河床高程約265.8 m～268.5 m,河床寬10 m～15 m,水深約0.5 m～1.0 m。水庫建成后,干流回水為7.1 km,相比天然河道抬高了42 m,庫內(nèi)平均水深約14.3 m,正常蓄水位時水庫水面面積為126 hm2,對應(yīng)的庫容為1800×104m3。因河谷區(qū)水面逐漸變寬,流速變緩,水庫河段的河道從急流型變?yōu)樽優(yōu)楹淳徚餍汀?/p>

2.1.2 水位變化

石門河徑流由降水形成,天然情況下,因流量隨降水的季節(jié)變化,河道水位汛期高,枯季低。水庫建成蓄水后,將根據(jù)石門河的水文狀況及茶坑水庫特性擬定水庫運行方式,屆時庫區(qū)水位將隨水庫調(diào)節(jié)運行變化,從而改變了天然狀況。茶坑水庫具有年調(diào)節(jié)能力,水庫消落對其下游的補償效益具有顯著作用,全年庫區(qū)水位將在死水位與正常蓄水位之間變動,年變幅變化在24.5 m 左右。

2.2 對水庫壩下水文情勢影響分析

2.2.1 水庫蓄水對水文情勢的影響

渥江一級支流石門河主要以降水補給為主,夏季水量大、冬季水量小,且年內(nèi)差異變化較大。茶坑水庫正常蓄水位297.5 m,庫內(nèi)平均水深比天然條件下水位明顯抬高。由于茶坑水庫最深處為42 m,75%以上水量通過輸水管網(wǎng)工程供給龍南縣城區(qū)生活飲用水,工程運行對庫水水溫和下游河段水文情勢產(chǎn)生影響很大。

2.2.2 對下游其他用水戶的影響

茶坑壩址以下至石門河口區(qū)間流域僅4 km,經(jīng)調(diào)查無其他用水量大的水戶,主要有零散分布的小面積農(nóng)業(yè)灌溉用水戶,農(nóng)田面積約320 畝,取水多采用石門河上的水陂引水,壩址至石門河口區(qū)間面積約20 km2,區(qū)間多年平均來水量約1902 萬m3,來水較豐富,仍可滿足灌溉用水要求。

2.3 水庫蓄水對泥沙影響預(yù)測

茶坑水庫集水面積59.7 km2,水庫使用年限50 年泥沙淤積量為59.7 萬m3。因水庫攔截推移質(zhì)和部分懸移質(zhì),壩址下游的總輸沙量將減少。水庫淤積高程約為268.11 m,低于死水位273 m,而水庫本身死水位以下留有淤沙庫容,不影響工程效益的發(fā)揮。

2.4 水庫水溫影響

2.4.1 水庫水溫結(jié)構(gòu)類型判別

茶坑水庫的水溫變化與氣溫及水體流動息息相關(guān)。茶坑水庫的水溫分層與水的深度、水體交換的頻次、徑流總量等密切相關(guān)。采用分層評價模式,取用國內(nèi)較為通用的徑流—庫容比,β指標大致判定水庫水溫結(jié)構(gòu),其判別指標如下：

茶坑水庫的分層及其穩(wěn)定性判別見表1。

表1 茶坑水庫水溫分層及穩(wěn)定狀況判別指標表

項目總庫容2220 萬m3,水庫壩址處多年均徑流量為5676 萬m3,校核洪水洪量1017 萬m3。則計算結(jié)果=2.56,β=0.46。因此,水庫水溫分層為穩(wěn)定型分層水溫。

2.4.2 水庫水體水溫預(yù)測

對庫區(qū)垂直水溫的分布計算,采用下式各月水溫計算公式：

式中：Ty為壩前水溫,℃；T0為庫表面月平均水溫值,℃；Tb為庫底月平均水溫值,℃；m 為月份；Y 為壩前水深,m。

預(yù)測結(jié)果見表2。

表2 茶坑水庫水溫預(yù)測成果表 單位：℃

由表2 可以看出,茶坑水庫的水溫隨深度變化呈下降趨勢,到達一定深度后水溫變化速度減緩；水庫表層水溫隨季節(jié)變化較大,而水庫庫底水溫隨季節(jié)變化小。為了降低生態(tài)放水水溫過低對下游河道和農(nóng)田、果園灌溉的影響,項目環(huán)評要求生態(tài)放水管必須設(shè)置進口,并設(shè)置在第一層～第三層,使生態(tài)放水水溫＞20℃。

2.5 水庫蓄水運行對庫區(qū)水質(zhì)影響預(yù)測與評價

水庫蓄水初期,淹沒區(qū)庫底清理后的殘留物質(zhì)會分解釋放出的有機質(zhì),分解后將使水體中BOD5、COD、氮和磷等濃度增加,溶解氧降低。水庫蓄水運行時,對其水質(zhì)的評價選擇以下四個因子進行預(yù)測：總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)和葉綠素a。

2.5.1 水庫水質(zhì)分層預(yù)測

通過分析,中小型水庫蓄水初期,表層的IMn濃度大于來水的濃度,pH、總氮、總磷與來水幾乎一樣。蓄水后三年,水庫表層IMn小于來水,pH、總氮、總磷與來水相差不大。但總的來說,由于水庫復(fù)氧機制的變化,水庫表層DO 濃度低于上游來水,水庫除DO 分層明顯外（下層濃度低于上層）,IMn、pH、總氮、總磷分層不明顯。

2.5.2 水庫水質(zhì)模型

根據(jù)茶坑水庫入庫水量、出庫水量、水庫形狀及運行方式情況分析,一年中進水口以上茶坑水庫大多數(shù)時間分層不明顯,處于混合或過渡狀態(tài)。根據(jù)導(dǎo)則,以水庫的水深和面積判斷,地表水域規(guī)模為小庫,由于IMn、pH、總氮、總磷等指標對茶坑水庫的分層不太明顯因此可以簡化。

可采用湖庫的安全混合衰減模型預(yù)測高錳酸鹽指數(shù)濃度,計算公式如下：

式中：C 為庫水污染物的預(yù)測濃度,mg/L；W0為污染物入庫速率,g/s；Q 為水庫出流量,m3/s；V 為水庫容積,m3；K 為污染物綜合降解系數(shù),1/s；Kh為中間變量；1/s；Ch為湖庫現(xiàn)狀濃度,mg/L。

水庫總氮、總磷濃度根據(jù)狄隆模型計算,公式如下：

式中：C 為庫水總磷的預(yù)測濃度,mg/L；L 為水庫單位面積年度營養(yǎng)鹽的負荷量,g/（m2·a）；Q 為年入庫水量,m3；V 為水庫相應(yīng)的容積,m3；Z 為水庫平均水深,m；R 為氮、磷的滯留系數(shù),其與單位面積水負荷q 相關(guān),q 等于年輸出水量與水庫表面積之比,R=0.426 exp（-0.271 Q/A）+0.574 exp（-0.00949 Q/A）。

2.5.3 水庫的污染物輸入量

茶坑水庫庫區(qū)流域主要涉及耕地、林地等,庫區(qū)上游無工業(yè)廢水排放,排入河道的污染源主要為生活污水和農(nóng)業(yè)退水。因此,水庫建成后入庫的污染物的量可以用現(xiàn)狀污染源調(diào)查數(shù)據(jù)估算。根據(jù)地表流量取年平均流量為1.8 m3/s,估算流入茶坑水庫的高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮量,結(jié)果見表3。

表3 庫區(qū)徑流入庫污染物輸入量

2.5.4 水庫水質(zhì)預(yù)測結(jié)果

高錳酸鹽指數(shù)采用湖庫完全混合衰減模型,總磷、總氮采用狄隆模型,分蓄水初期和營運期兩種情況進行計算,水庫出流量取最小下泄流量0.36 m3/s（項目最小下泄流量確定為生態(tài)需水）與平均取水量0.77 m3/s 之和,即1.13 m3/s,高錳酸鹽指數(shù)綜合降解系數(shù)K 取0.04。估算水庫運行最不利條件下,即死水位時高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮濃度,結(jié)果見表4。

表4 茶坑水庫水質(zhì)預(yù)測結(jié)果 單位：mg/L

從表4 可知,茶坑水庫運營期水質(zhì)優(yōu)于蓄水初期,水庫蓄水初期水質(zhì)滿足Ⅲ類水標準,運營期滿足Ⅱ類水標準,滿足水功能區(qū)水質(zhì)目標要求。

3 結(jié)論

茶坑水庫建成后將為龍南縣城區(qū)提供6.6 萬t/d 的供水量,屬于對環(huán)境有正效益的項目,其建設(shè)符合流域綜合規(guī)劃、區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、環(huán)境功能區(qū)劃和國家產(chǎn)業(yè)政策,建成后有著良好的社會、經(jīng)濟效益。同時,從水文情勢分析,工程的興建對環(huán)境的影響是利多弊少。