向家壩水庫蓄水及下泄水水質變化分析

鄭海燕 徐 浩 左新宇 蘭 峰

(長江委水文局長江上游水環境監測中心， 重慶 400020)

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向家壩水庫蓄水及下泄水水質變化分析

鄭海燕 徐 浩 左新宇 蘭 峰

(長江委水文局長江上游水環境監測中心， 重慶 400020)

為了掌握向家壩水庫電站蓄水初期大壩上下游水質的變化情況，在大壩上、下游分別設置了2個水質監測斷面，對庫區初期蓄水及下泄水進行了監測。依據完成的21次監測數據，采用單因子評價法，對向家壩水庫蓄水及下泄水的水質類別和主要水質參數進行了蓄水前后的對比分析。結果表明，2個水質監測斷面及金沙江干流水質在向家壩水庫蓄水初期稍有改善，并逐漸趨于平穩，部分水質參數變化趨勢較為明顯。

水質監測；水質評價；監測斷面；向家壩水利樞紐

向家壩水電站位于川滇兩省交界的金沙江下游河段，是繼三峽水電站、溪洛渡水電站之后我國已建的第三大水電站，是金沙江下游梯級開發中的最末一個電站，也是我國“西電東送”的骨干電源點。該水電站于2006年11月26日正式開工建設，2008年12月實現主河床截流，2012年10月首批機組發電，計劃2015年工程全部竣工，總工期114個月。向家壩水利樞紐工程具有發電、防洪、航運、灌溉等綜合效益。

向家壩電站水庫正常蓄水位380 m，總庫容51.6億m3，防洪庫容9億m3。電站的修建極大地改善了金沙江宜賓段以上105 km的航道條件，使壩址以上航道等級由5級提高至4級。向家壩水電站建成后，其引水灌溉范圍可覆蓋四川、云南所屬的宜賓、瀘州、自貢、昭通等近20個市縣，灌溉面積超過2 500 km2。

1 水質監測概況

1.1 站點布設

2008年5月，長江水利委員會長江上游水文水資源勘測局接收了位于四川省宜賓縣安邊鎮蓮花池村的向家壩水文站并負責管理運行。該站位于東經104°24′，北緯28°38′，水文測流斷面位于向家壩壩址下游2 km處，下游1 km處右岸為橫江與金沙江匯合口。壩下水質監測斷面與水文測流斷面重合，并建有固定的斷面標識，采用橫式采樣器與纜道聯用方式定位取樣。采樣垂線布設左岸、中泓、右岸3線，左右岸離岸邊約50 m；采樣點布設上下2點，位置分別為水面以下 0.5 m，河底以上 0.5 m。

另外，距向家壩壩址上游500 m處庫區，設置有新灘壩水位觀測站及水質監測斷面，采用橫式采樣器取樣，作為對照斷面資料。采樣垂線布設左岸、中泓、右岸3線；其中左右岸采樣點布設上下2點，位置分別為水面以下0.5 m，河底以上0.5 m，中泓取水面下 0.5 m。斷面布置如圖1所示。

圖1 監測斷面位置示意

1.2 監測參數

水質監測參數包括：水位、流量、水溫、pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數、BOD5、氨氮、總氮、總磷、六價鉻、鎘、鉛、銅、鋅、錳、汞、砷、硒、揮發酚、氰化物、石油類、懸浮物、糞大腸菌群、氟化物、陰離子表面活性劑、化學需氧量、磷酸鹽、葉綠素a等29項。除現場測定參數(水溫、pH值、溶解氧等)、現場固定參數及懸浮物、糞大腸菌群、石油類、溶解氧、現場固定參數等特殊項目外，其余監測參數嚴格按《地表水水環境質量標準》(GB 3838—2002)要求，水樣采集后自然沉降30 min，取上層非沉降部分按規定方法進行分析。各指標所采用分析方法見表1。

表1 水質監測項目分析方法

向家壩斷面在蓄水前監測本底值4次，每月上旬取樣1次；向家壩斷面和新灘壩斷面蓄水初期每4 d取樣1次，持續5次，蓄水后期每月上旬取樣，持續12次；2個斷面共計監測21次。

2 水質評價類別變化情況

本次水質評價選定的參數包括：pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數、BOD5、氨氮、總磷、銅、鋅、氟化物、硒、汞、砷、鎘、六價鉻、鉛、揮發酚、氰化物、石油類、陰離子表面活性劑、硫化物、糞大腸菌群等21項。水質評價采用單因子指數法，即當有一項指標超過相應功能的標準時，就表示該水體已經不能完全滿足該功能的要求。為了保證監測資料的連續性與評價結果的可比性，水質評價標準統一采用《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)進行水質類別評價。

2.1 蓄水水質監測

在2012年6～9月共4次本底值監測中，向家壩斷面水體水質為Ⅲ類水體1次，占25.0%；Ⅳ類水體3次，占75.0%，主要水質超標項為糞大腸菌群。

在2012年10月共5次蓄水初期監測中，向家壩斷面Ⅲ類水體1次，占20.0%；Ⅳ類水體4次，占80.0%，主要水質超標項為糞大腸菌群和總磷。新灘壩斷面Ⅲ類水體2次，占40.0%；Ⅳ類水體3次，占60.0%，主要水質超標項為糞大腸菌群。

在2012年11月至2013年10月共12次蓄水后期監測中，向家壩斷面和新灘壩斷面水質趨于穩定，均保持在Ⅲ類水體不變。

向家壩斷面和新灘壩斷面水質類別情況見圖2和圖3。

圖2 向家壩斷面水質類別情況

圖3 新灘壩斷面水質類別情況

2.2 水質類別變化

以上分析評價結果表明，向家壩水庫蓄水后，壩前庫區蓄水及下泄水水質逐漸由Ⅳ類轉化為Ⅲ類水體，并趨于穩定。

3 主要水質參數變化情況

根據向家壩和新灘壩斷面監測資料系列，對懸浮物、溶解氧、總磷、鉛、糞大腸菌群、氨氮、高錳酸鹽指數、氟化物等8項參數在蓄水前、蓄水初期和蓄水后期的連續變化情況進行簡要分析，見圖4～11。

圖4 懸浮物變化趨勢

圖5 溶解氧變化趨勢

圖6 總磷變化趨勢

圖7 鉛變化趨勢

圖8 糞大腸菌群變化趨勢

圖9 氨氮變化趨勢

圖10 高錳酸鹽指數變化趨勢

圖11 氟化物變化趨勢

從圖4～11可以很直觀地發現，向家壩和新灘壩斷面水質變化趨勢基本相同；懸浮物、總磷、糞大腸菌群等含量在向家壩水電站水庫蓄水后有所減小；溶解氧含量較蓄水前有所增加；鉛含量隨著蓄水過程呈現出倒“U”字型狀態；氨氮、高錳酸鹽指數、氟化物等參數變化趨勢不顯著。

4 結論與討論

(1) 向家壩斷面蓄水前后的監測數據表明，水質評價類別主要為Ⅳ類和Ⅲ類，分別占75.0%和25.0%，在蓄水后逐步轉化為Ⅲ類水體，這說明經過向家壩水庫蓄水，水質相對有所改善。

(2) 懸浮物、總磷和糞大腸菌群等含量在向家壩水庫蓄水后有所減小；溶解氧含量有所增加；鉛、銅等金屬含量呈現出倒“U”字型狀態；其余參數變化趨勢均不明顯。

(3) 根據相關研究，造成金沙江向家壩庫區段水質惡化的主要污染物是總氮、總磷和糞大腸菌群，豐水期的污染最為嚴重；污染物主要來源于流域的非點源污染，主要是由生活和生產活動造成的。根據大壩建成后水體的物理、化學和生物學性質變化，預測水庫，尤其是支流庫灣水體將會富營養化，水庫水體富營養化后很難治理，應及早采取措施進行防治。同時實測資料顯示，由于向家壩水庫蓄水后，高水位的清水下泄，河道泥沙含量減小，懸浮物及其易吸附的總磷含量亦隨之減小；另由于蓄水后形成的大容積清水對污染物進行了一定的稀釋，也可能是造成某些污染物濃度減小的重要原因[1]。

(4) 水庫蓄水后水體中懸浮物蓄積的金屬通過水-土間的界面反應和物質交換釋放出來，影響了庫區水體中的金屬含量，釋放強度在蓄水初期最大，之后逐漸減弱并達到動態平衡，這是鉛、銅等金屬含量呈現出倒“U”字型狀態的主要原因。

(5) 向家壩水庫蓄水，對向家壩水質監測斷面及金沙江干流水質有所改善，水質參數未發生明顯不利變化；高水位的清水下泄，導致水體中懸浮物減少，水體光透性增強，同時下泄水導致的溶解性氣體含量會趨于飽和甚至過飽和，從而對水生態環境造成一定的影響[2]。

[1] 王新偉，姜翠玲，朱立琴．水庫蓄水初期水質變化與富營養化成因分析[J]. 水電能源科學，2010, 28(1):38-40．

[2] 郭宗鋒，高一川，鄧卿艷，等．金沙江向家壩庫區段水質現狀[J]. 人民長江，2009,40(3): 31-34．

(編輯：陳紫薇)

2016-09-15

鄭海燕，女，長江委水文局長江上游水環境監測中心，工程師.

1006-0081(2016)11-0041-03

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