程海湖補水可行性研究

和繼華

(云南省水文水資源局麗江分局，云南 麗江 674100)

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程海湖補水可行性研究

和繼華

(云南省水文水資源局麗江分局，云南 麗江 674100)

摘要：程海湖是云南省九大高原湖泊之一，近年來一直處于輕度富營養狀態，且蓄水量下降趨勢明顯，年虧水量近1700萬m3。外流域補水是唯一可以解決程海湖水資源矛盾的辦法。補水水源水質類別必須要達到Ⅲ類以上，水量要在滿足自身流域用水要求外至少能保證每年向程海補水1700萬m3。程海湖周邊水源有仙人河、五郎河和金沙江，可行性分析后認為五郎河引水比較可行。

關鍵詞：高原湖泊；湖泊補水；可行性研究；程海湖

1程海湖概況

程海又名黑伍海，是云南省九大高原湖泊之一，位于云南省麗江市永勝縣西南方向的程海鎮境內，距縣城約45km，地理坐標為東經100°38′～100°41′，北緯26°17′～26°28′。程海匯水面積318.3km2，其中陸地面積242.5km2，水面面積75.8km2，平均水深25.7m，最大水深35.1m，蓄水量19.8億m3，屬金沙江水系。當前程海最高運行水位為1501m(黃海高程，下同)，最低控制水位1499.2m。

程海流域屬中亞熱帶高原季風氣候，主要盛行南風，年平均氣溫17.8℃，最冷月平均氣溫8～11℃。流域多年平均降水量725.5mm，蒸發量為2269.4mm；湖面年平均降水量為733.6mm，蒸發量為2169mm，蒸發量大約是降水量的3倍。程海主要入湖河流和沖溝有47條，但流程十分短小，多數河流為季節性溪流。

2程海湖水體質量現狀

近年來，程海湖環境污染問題日趨突出，水環境質量下降，湖泊萎縮，水體富營養化加速發展，對程海湖可持續利用構成了嚴重威脅。

2.1水質現狀及評價

為了能直觀清晰地反映程海湖水環境現狀，對程海河口街、程海湖心、程海東巖村、程海半海子4個站點2005年、2010年、2015年水質平均監測值用《GB3838-2002 地表水環境質量標準》進行評價，結果見表1，表中未列其余地表水常規監測項目(除pH和氟化物)均小于檢出限，即達到I類水標準。

表1　程海湖水質及富營養化評價成果表

監測評價結果表明， 程海湖TN 2005年為0.516mg/L，2015年上升到0.790mg/L；TP 2005年為0.040mg/L， 2015年上升為0.055mg/L；水體透明度2005年為2.6m， 2015年下降到1.6m；葉綠素含量2010年為0.0068mg/L，2015年上升到0.0142mg/L。根據富營養化評價項目評分，程海營養狀態由2005年的中營養逐步漸變為2010年的輕度富營養，近年來一直處于輕度富營養狀態，其水體富營養化現象呈加劇趨勢。在春夏季節，其水體水面有或多或少的綠色藻團，特別是在水溫較高的7、8月份，程海藻密度數量級到達978×104個/L，藻細胞含量水平評價為高等，水華風險評估為強預警。

2.2水質變化趨勢分析

利用2005—2015年程海湖的各監測斷面資料，選擇對程海湖水質有影響的TP、TN、CODMn、BOD5、NH3-N、pH、F-，用Kendall檢驗進行趨勢分析，具體結果見表2。

從湖泊的4個斷面水質變化趨勢得出，程海的CODMn、TN和F-均呈高度顯著上升趨勢，TP湖心顯著上升，NH3-N、BOD5無明顯升降趨勢。可能是因為面源污染使氮磷營養物質、有機物富集于湖中，不斷增加湖內這些物質的含量；程海湖屬封閉型湖泊，與外界水體交換基本沒有，入湖來水量遠遠小于蒸發量，近年來水位呈明顯下降趨勢，增加了水中的氟化物、氮磷等物質富集，使濃度增加。

表2　程海湖監測站趨勢分析表

2.3水量現狀

2.3.1湖容變化分析

根據程海湖水位容積曲線，利用程海湖河口街水位站1961—2015年長系列水位資料統計年均湖容，程海湖中水量減少明顯。從圖1可以看出，程海湖歷年湖泊水容量只有1990—2002年上升，原因是1994—2002年仙人河對程海年均1700萬m3的補給；其余時間連續下降，主要原因是連續干旱，降雨量偏少，湖面蒸發量增大，流域用水量增大。1966—2015年實測資料顯示，程海多年平均水位1501.32m，湖容19.8億m3；最高水位為1967年1504.25m，湖容22億m3；最低水位為2015年1496.88m，湖容16.1億m3。程海湖減少蓄水量5.9億m3。特別是2008—2015年，受連續干旱的影響，程海湖蓄水量下降趨勢明顯，并還在持續。

2.3.2流域水量平衡分析

根據河口街站實測降水、蒸發量資料及2013年度《永勝年鑒》程海鎮工農林及生活用水量情況，分別計算出程海流域來水和耗水量。以水位1498.0m對應湖面積73.02km2及多年平均降水量740.6mm和蒸發量2000.3mm計算出程海湖湖面降雨、地表徑流量和水面蒸發量；參照程海鎮每畝農田用水量、人畜用水量及程海抽水站數據推算出沿湖耗水量；進行水量平衡計算，得出程海湖年虧水量近1700萬m3。

表3　程海湖流域水量平衡分析　萬m3

2.4程海湖存在問題

通過對程海湖水體質量分析，可以看出水資源問題相當突出：水量持續下降，水質不斷惡化，且趨勢比較顯著，迫切需要找到解決的可行辦法。

由于程海湖是封閉湖泊，外流域補水是唯一可以解決程海湖水資源矛盾的辦法。《程海湖管理條例》規定補水水源水質類別不能低于Ⅲ類水標準。經過對程海湖水體質量現狀分析，要滿足或改善程海湖水體質量，補水水源水質類別必須要達到Ⅲ類以上，水量要在滿足自身流域用水要求外至少能保證每年向程海補水1700萬m3。

針對以上情況，提出理論上可能為程海湖補水的水源為仙人河、五郎河和金沙江。

3補水水源質量現狀分析

程海湖周邊水源有仙人河、五郎河和金沙江，詳見圖2。根據監測資料進行水質和水量總體情況分析研究。仙人河為馬過河一級支流，發源于永勝縣永北鎮壺山，在程海湖東面，設置有水文和水質監測斷面。五郎河屬金沙江一級支流，發源于寧蒗縣跑馬坪鄉彎鉤梁子，于永勝縣大安鄉金安橋匯入金沙江，流域形狀為扇形，流域總面積為2196km2，總管田水文站以上流域面積2083km2，河道長86.1km，是麗江市最大的一條金沙江支流，具有豐富的水資源和水能資源，設置總管田水文和水質斷面。金沙江流域多年平均流量4920m3/s，多年平均年徑流量1550億m3，約占長江宜昌站來水量的1/3，設置有紅光水質斷面。

3.1水質評價及趨勢分析

利用普渣子站、總管田站、紅光站2015年水質監測結果，選取對程海湖水質影響比較大的pH、DO、NH3-N、BOD5、CODMn、F-、TP參數用《GB 3838-2002 地表水環境質量標準》進行評價，并進行趨勢分析，結果見表4和表5。

表4　補水水源水質評價表　(mg/L)

由表4、表5可看出，仙人河水質類別在Ⅴ類以上，主要是TP超Ⅲ類水標準。五郎河和金沙江水質達到Ⅱ類水標準。由于仙人河水質資料只有兩年，不作趨勢分析。五郎河和金沙江水質變化無明顯升降趨勢。

表5　補水水源水質變化趨勢分析表

3.2水量分析

仙人河補水工程于1993年建成，根據專用水文資料，設計年調水量為3560萬m3。

五郎河流域(總管田水文站控制斷面)多年平均流量29.1m3/s，折合年徑流量9.16億m3。最大年份(1966年)為16.8億m3，最小年為(1960年)4.95億m3。徑流主要來源于降水補給，河川基流小，洪峰水量集中，洪峰水量的大小取決于降水。因此，河川徑流的變化與降水存在明顯的對應關系。也可以說，降水的時空分布決定了徑流在年內、年際及時段上的分配特征。徑流量的年內分配，地表徑流量的年內分配與降水的年內分配極為相近，徑流主要集中于夏秋雨季，6—10月的徑流量占全年徑流量的83%。從年降雨量和年徑流量相關關系分析，五郎河流域多年平均雨量為1087.4mm，平均徑流深435mm，年徑流系數為0.40。

金沙江龍開口電站水庫根據預可研階段設計成果，電站正常蓄水位1303.00mm，總庫容5.44億m3。

4可行性評估

仙人河水源水質超標，不宜作為程海湖補水水源。五郎河和金沙江均能滿足程海補水質量要求，即水質類別達到Ⅲ類以上，并且目前沒有明顯升降變化趨勢，水量都能保證向程海補水1700萬m3以上，可作為補水水源。因地制宜，五郎河補水可以在原來三川鎮團結大溝上改擴建，可自流到程海湖，距離在25km左右。金沙江補水需要從龍開口電站水庫經提水到程海湖，距離在30km左右。五郎河引水比較可行，并且該流域上游只有少數農村，更有利于進行水資源保護，維持和提高水質量。

5建議

(1)保護好補水水源，保證現狀水質質量，并進一步提高質量；

(2)建設農灌外流域引水工程，減少直接從程海湖取水農灌；仙人河引水已建成，完善渠系配套工程，作為程海湖流域農灌的組成部分；

(3)建設環湖截污工程，減少面源和點源污染直接排放入湖；

(4)做好程海湖流域合理開發規劃，經濟發展應與水資源支撐能力相適應。

參考文獻：

[1]董云仙,鄒銳.程海湖生態系統研究[M].昆明：云南科技出版社,2011.

[2]云南省程海湖管理條例[Z].

[3]GB 3838-2002 地表水環境質量標準[S].

Water Replenishment Feasibility in Chenghaihu Lake

HE Ji-hua

(Bureau of Hydrology and Water Resources in Yunnan Province, Lijiang Branch, Lijiang Yunnan 674100 ,China)

Abstract：Chenghaihu Lake, as one of the nine plateau lakes in Yunnan province, is an enclosed alkaline lake. Its pH and fluoride background values are higher than other fresh water lakes. Due to the rapid water demand in the basin, water resource shortage has become more and more serious. The water lost 1,700,000 cubic meters every year. Meanwhile, the water quality of the lake has been becoming worse in recent year. Replenishing water from other watersheds seemed to be the only way to alleviate the water shortage problem of Chenghaihu Lake. The replenishment water quality needs to be above the third class of national water standard in order to ensure the good water quality state of the lake. There are several rivers nearby Chenghaihu Lake, namely Xianren River, Wulang River and Jinshajiang River. The water sources could replenish 1,700,000 cubic meters of water to the lake every year and leave itself enough water. After comparing the water volume of each potential water sources, Wulang River might meet all requirements.

Key words：plateau lake; water replenishment in lake; feasibility study; Chenghaihu Lake

中圖分類號：X52

文獻標志碼：A

文章編號：1673-9655(2016)01-0035-04

收稿日期：2015-07-01