梯級電站建設運營對下游水質的影響

陳建發 (漳州職業技術學院食品與生物工程系，福建 漳州 363000)

顏斐進 (福建省漳州市產品質量檢驗所，福建 漳州 363000)

方勝強，吳文炳 (漳州師范學院化學與環境科學系，福建 漳州 363000)

梯級電站建設運營對下游水質的影響

陳建發 (漳州職業技術學院食品與生物工程系，福建 漳州 363000)

顏斐進 (福建省漳州市產品質量檢驗所，福建 漳州 363000)

方勝強，吳文炳 (漳州師范學院化學與環境科學系，福建 漳州 363000)

在利水電站庫區上游、庫區、壩上、壩下布設監測斷面，進行為期近2個月的枯水期水質監測，通過分析上下游水質的變化，研究了梯級電站的建設與運營對下游水質的影響。結果表明，各斷面CODMn、DO、NH3-N、總P均符合Ⅲ類水質標準，無明顯大的變化，但隨著水流方向呈變差的趨勢。由此認為，梯級電站的建設運行，形成梯級水庫，流速變緩，大氣覆氧能力降低，水中溶解氧下降，導致水體自凈能力變差，對污染物的稀釋、混合和降解能力減弱，是造成電站下游水質變差的主要原因之一。

梯級電站；水質；下游

九龍江是福建省第二大江，有北溪和西溪之分。九龍江北溪是九龍江水系中最長、最重要的溪流，源于戴云山脈，經龍巖、漳平、華安，流經漳州東部，至龍海長洲與西溪匯合后入海，全長274km。北溪是華安、漳州、龍海、廈門三百多萬人口的主要飲用水源。北溪在華安縣境內河道長110km，境內流域面積1131km2，歷史最高水位為100.3m，最低水位82.68m，多年平均流量294.50m3/s，最大流量8400m3/s(1960年6月9日)，最小流量17.1m3/s(1963年5月27日)；歷年平均徑流量67.5億m3，年最大徑流量185.3億m3，年最小徑流量21.3億m3，多年平均輸砂量35.75萬t/a[1]。

九龍江北溪干流從1995年至今現已建成八級梯級電站。流域梯級開發使河流湖庫化，特別是建在流域下游的水庫，湖庫富營養化是水庫的主要生態環境問題。水電站的建設對河流最直接、最基本的影響是改變河流的水文水力特性，如建壩使壩上河流由溪流狀態變為湖水狀態，河面變寬，流速變緩，從而使水質、水溫、河道形態、泥沙輸移規律等物理、化學狀況發生變化，進而影響處于其中的水生生物群落、河岸帶動植物，甚至整個河流生態系統結構和生態過程，最終影響整個流域生態社會經濟復合生態系統[2]。

梯級開發后，形成梯級水庫，流速變緩，大氣覆氧能力降低，水中溶解氧下降，導致水體自凈能力減弱，使水環境容量降低，對污染物的稀釋、混合和降解能力減弱。流速變緩，水體的挾沙能力減弱，挾沙顆粒細化，降低了對金屬粒子的吸附能力，造成沉淀，使氮、磷等元素及有機物和有毒、有害物質等沉積、富集于庫底，影響了水質。這些物質的長期積累，形成了潛在的污染源[3-4]。

本研究通過對利水電站庫區上游、庫區、壩上、壩下水質狀況的監測，以了解梯級電站建設運行對下游水質的影響程度。

1 研究區概況

利水電站位于福建省華安縣境內的九龍江北溪干流，上距華安縣城36km，下距漳州32km，是北溪干流已開發的第八級梯級重力式混凝土壩式電站，單機裝機5000kW，總裝機1.5萬kW。2003年9月動工興建，2005年5月開始運行發電。建水電站前北溪干流原有河道比降大，水流湍急，豐、平、枯流量變化較大，大壩建成后水位抬升5～27m，季節性水位變化不明顯，為不完全日調節水庫。其壩高31.34m，正常蓄水水位22.3m，其相應的水庫面積1.5km2，庫容2526萬m3，有效庫容912萬m3；壩址多年平均流量294.50m3/s。

2 研究方法

2.1 監測斷面及點位

由于利水電站庫區上游800m至壩下沒有其他明顯的水污染源，可以排除其他因素干擾，具有很強的代表性，以這個電站的建設運行對下游水質的影響來研究梯級電站對北溪的水質影響。故布設利水電站庫區上游500m(代表河流背景值)、庫區、壩上和壩下共4個斷面，壩上左、中、右和壩下400m處(公路橋上方，北溪支流下樟溪匯入前)共設置6個采樣點。

2.2 采樣時間與頻次

2008年11月～2009年1月(枯水期)及2010年10月28日～2010年11月6日(枯水期)。根據上游來水量、水質停留及變化周期來確定采樣周期及采樣間隔時間，各階段采樣監測一般間隔周期在3 h以上，每天采集3次，連續采集累計工作日不少于10d。

2.3 監測項目與分析方法

所監測項目與分析方法詳見表1。

表1 監測項目與分析方法

2.4 水質評價標準

由于該水庫為不完全日調節水庫，庫容系數小，調節能力小，因此對該水庫的水質評價按地表水環境質量標準進行評價更能真實反映水庫水質現狀和污染情況。水質評價標準采用《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)，詳見表2。

表2 水質評價標準

3 結果與分析

由監測結果(表3)可知，在同一斷面的同一點位，同一天中不同的采樣時間，監測結果相差較大。這主要是上游來水水質水量處于動態變化的原因。

2010年10月28日至2010年11月6日利水電站水質現狀監測結果匯總見表4。

由表3、表4監測結果可以看出，4個斷面水質具體評價如下：

CODMn：4個斷面水質均符合Ⅲ類水質標準，壩上、壩下無明顯大的變化，但隨著水流方向，水質呈變差的趨勢。

DO：4個斷面水質均符合Ⅲ類水質標準，隨著水流方向，水質呈變差的趨勢，壩下DO增高。

表3 同一斷面監測不同時間監測結果表(2008-11-09) mg/L

表4 九龍江北溪利水電站上下游斷面監測結果匯總表 mg/L

NH3-N：4個斷面水質均符合Ⅲ類水質標準，壩上、壩下無明顯大的變化，但隨著水流方向，水質呈變差的趨勢。

總P：4個斷面水質均符合Ⅲ類水質標準，壩上、壩下無明顯大的變化，但隨著水流方向，水質呈變差的趨勢。

4 小結與討論

本研究結果表明，單一電站運行使下游水質呈變差的趨勢。梯級電站的建設使九龍江北溪多級湖庫化，八級電站的累積效應更加明顯，梯級電站運行能使下游水質一定程度變差，其原因主要是流速變緩，大氣覆氧能力降低，水中溶解氧下降，導致水體自凈能力減弱，對污染物的稀釋、混合和降解能力減弱[5-6]。

[1]陳建發,黃慧珍.九龍江北溪干流甲藻爆發的污染成因分析及防治對策[J]．漳州職業技術學院學報， 2010，(4) :30-34.

[2]徐文賢.閩江支流梯級電站開發對生態環境的影響及防治措施[J].四川環境，2007，(6):30-32.

[3]李江華，王 歡，韓 霜，等.水電開發下的河流生態系統管理[J].中國農村水利水電，2006，(11)：51-54.

[4]鐘華平，劉 恒，耿雷華.瀾滄江流域梯級開發的生態環境累積效應[J].水利學報，2007，(10):577-581.

[5]張博庭.我國的水電開發與環境保護[J].水電及農村電氣化，2007，(6):20-24.

[6]張 銳，顧大鈞.金沙江下游水質現狀調查與研究[J].云南環境科學，2000，(3):31-32.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.01.013

X524

A

1673-1409(2012)01-S047-03

2011-12-14

漳州職業技術學院與漳州市環境保護局科學研究資助項目(ZZY0801)。

陳建發(1971-)，男，福建華安人，高級工程師，研究方向為污染防治與廢物資源綜合利用。