淺析東風西沙水庫水環境影響因子的現狀

【摘要】東風西沙水庫位于長江口，水庫水質與上游流域來水、下游潮汐、水力停留時間等諸多因素密切相關，本研究在前人相關研究成果基礎上的，利用目前建成的外圍自動監測站網，對長江口水動力和水環境影響東風西沙水庫水源地的影響因素開展實地數據的搜集、分析、研究。通過研究成果對流域與區域一體化、水庫上下游與庫內水體聯動的水文、水質實時監測和預報預警業務化系統的應用建設，提高水源地應對咸潮入侵和突發污染事故的風險防范能力提出建設性應用建議。

【關鍵詞】東風西沙；水環境；水動力；預警預報；現狀調查

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，島內的淡水資源主要取自長江。崇明島內河網密布，經過多年的水利建設，形成目前“1環28縱”的大水系格局。內河水系相對島外獨立，島內水體相通，河網密布，其中市級骨干河道有1條，即崇明環島河，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淡水資源的水質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揮著關鍵作用。在東風西沙水庫建成前，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境，東風西沙水庫于2011年11月29日開工，水庫位于長江口南支上段的北側、崇明島西南部，利用東風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發揮著積極作用。

1.2 研究的意義。東風西沙水庫屬于高敏感環境風險受體，容易受到周邊地區重大環境風險源的威脅，不可避免地面臨突發性水污染事故，而突發性水污染事故的發生將直接影響崇明島供水安全和經濟社會系統的正常運行。同時研究北支倒灌、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西沙水庫水源地合理保護和科學管理提供依據。

2、東風西沙水庫水環境影響因子的調查

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

崇明區現主要有南門、崇西閘、堡鎮、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。

以堡鎮站為例，據堡鎮站60年潮位資料統計顯示，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，洪水期的運行水位以及后期的調蓄方案等，這些人控水動力條件對水庫水環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 北支現狀概況。自上世紀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雜，北支水體倒灌南支影響東風西沙水庫取水口所在河段水質。

（1）水動力條件。東風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）水質狀況。根據崇明縣水文站長江北支站點永隆沙站長期對長江北支氯化物的監測結果分析，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，水質不能滿足生產生活用水，永隆沙站氯化物特征值統計見表2-2。東風西沙水庫位于崇頭下游不遠處，易受北支倒灌的影響，枯水季節，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。崇明四面環水，擁有星羅棋布、數量眾多的水系，全島有15108條河道，幾乎占全上海河道數置的3/5，水域面積共有150km2，占全島面積的12%。祟明本島河網水系以“1環、28豎、26閘”為代表“1環”即市級骨干河道崇明環島河，“28豎”為島內28條南北走向的鎮級骨干河道，另外，沿島總凈寬264m，26座引、排水閘與河網水系共同構成了全島引淡排澇系統、崇明島內河水質基本處于Ⅲ-Ⅳ類之間，河道水質已受到一定程度的污染。

島內水閘主要實行南引東排和南引北排方案，咸潮入侵北面的水閘全部關閉，非咸潮季節，利用島內南面的崇西、新建及廟港等水閘引進長江清水，灌溉農田及維持內河水質，同時通過北面的水閘把農田流入河道里的水體向北排出。

2.3.2 東風西沙周邊水庫引排狀況。東風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、東風西沙水庫水環境影響因子的監測現狀

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

站點的建設，為及時掌握水庫周邊水文數據提供了基礎。崇明水文事業經過多年的行業發展，依托上海市水文1張網建設，目前已基本建成上海市防汛自動測報系統崇明分中心系統，該系統是集數字信號自動采集單元、遙測傳輸單元、中心站數據接收單元、中心站后臺數據處理單元及信息實時查詢、公布單元等眾單元為一體的水文信息綜合系統平臺，真正做到了水、雨情等各類信息的采集、傳輸、錄入全部實現自動化。依托網絡平臺，實現了崇明自動測報系統數據信息在多個相關部門的實時共享，為島內水體的調控提供了重要參考和依據。

3.2 水庫外圍水質監測站點。水庫周邊的水質監測站點參考上海市水環境監測中心在全區的監測斷面布設。按照“十三五”期間上海市河湖水質監測工作的要求，同時服務于崇明生態島建設，對崇明本島市縣級河道和部分水廠水源地31個監測斷面和長江（崇明沿岸）3個水質監測斷面，長興島、橫沙島各1個水質監測斷面，共計36個監測斷面進行了采樣分析，監測項目有pH值、溶解氧、氨氮、化學需氧量和重金屬等35個。監測網絡的建立為動態了解水庫水質狀況及掌握水質變化趨勢提供了數據支撐。

“十三五”期間，崇明為強化長江口水環境監測預警，擬建設長江口水環境監測預警平臺。預警平臺的建立標志著流域與區域一體化管理建設的完成，對流域水環境發展有著重大意義。對東風西沙水庫水環境安全研究同樣具有重要的意義。能夠將水庫水源地應對咸潮入侵和突發污染事故的風險防范能力提高一個臺階。

4、結論與建議

4.1 結論

4.1.1 東風西沙水庫位于陳行水庫和青草沙水庫的上游，具有重要的水質預警前哨作用，對其開展水庫水環境安全研究具有重要的意義。

4.1.2 東風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水造成突發性的污染；水庫取水動力主要受長江潮汐動力影響，長江水位低時，取水動力完全來自取水泵站；枯水期取水水質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 長江口水環境監測預警平臺的建立標志著流域與區域一體化管理建設的完成，對流域水環境發展有著重大意義，能夠大大增強東風西沙水源地應對咸潮入侵和突發污染事故的風險防范能力。

4.1.4 東風西沙水庫水質預警體系的建立對提高流域與區域一體化管理，水庫上下游與庫內水體聯動的水文、水質實時監測和預報預警業務化系統的應用建設已納入崇明區政府“十三五”規劃，對水庫應對咸潮入侵和突發污染事故的風險防范能力有著深遠的意義。

4.2 建議

4.2.1 長江順流而下挾裹了大量泥沙，東風西沙水庫本身的工程建設滯留了長江水體的流速，因此水庫工程設施周邊的淤沙會越來越嚴重，應考慮及時清理，保障水庫的取水安全。

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

4.2.3 東風西沙水庫建成的時間尚短，水庫管理系統正在建立整套的防治藻類、有毒有害物質、咸潮入侵的預警預案體系，水庫安全預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溝通協調，減小周邊水閘排水、超標水集中下泄造成突發性水污染事故發生的概率，兼顧防洪需要的同時，更要滿足水庫取水口水質要求。

4.2.5 水庫水源地的地標取水口附近劃分了一定的范圍作為飲用水地表水源保護區。對于該保護區范圍管理要從嚴從實。保護區的水質需滿足國家的相關標準和規定要求，必須嚴格禁止一切可能破壞水源地環境的行為。