三峽庫區支流“水華”現狀及防控對策

李禮 喻航 劉浩 楊兵 于書山

摘要通過對三峽庫區重慶境內36條主要支流歷年水質監測結果和“水華”發生情況進行統計分析，截至2017年底共發生“水華”100余次，“水華”暴發時間主要集中在每年3-5月;水質變化情況與營養程度成正相關，營養化呈現庫區上游支流高于下游、支流回水區高于非回水區的趨勢;“水華”發生受富營養化程度和庫區回水頂托影響明顯。在三峽庫區支流“水華”防控方面，提出加強庫區支流現場巡查，發展自動化、科技化的監測手段，提高預警監測能力，并運用物理、生態和營養控制等多種方式，進行監測和防治相結合防控“水華”發生的對策建議。

關鍵詞三峽庫區;支流;水華;防控對策

中圖分類號X524文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2019）03-0064-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.03.021

三峽庫區是指受長江三峽工程淹沒的地區，地處四川盆地與長江中下游平原的結合部，跨越鄂中山區峽谷及川東嶺谷地帶，北屏大巴山、南依川鄂高原。根據三峽水庫淹沒處理的規劃方案，庫區總面積約7.9萬km2，包含長江流域因三峽水電站的修建而被淹沒的湖北省所轄的秭歸縣、興山縣、巴東縣;重慶市所轄的巫山縣、巫溪縣、奉節縣、云陽縣、開州區、萬州區、忠縣、石柱縣、豐都縣、武隆區、涪陵區、長壽區、江津區及重慶核心城區（包括渝中區、江北區、渝北區、沙坪壩區、南岸區、九龍坡區、大渡口區、北碚區和巴南區）[1-2]。三峽工程于2003年6月1日正式蓄水至135 m水位;平穩運行3年后，于2006年9月開始二期蓄水至156 m水位;2014年9月15日開始試運行蓄水至175 m水位。

三峽工程的興建對長江三峽區域的各種影響歷來是社會各界關注和討論的焦點，其中三峽水庫形成后庫區干流以及各支流的水質變化是最為敏感的話題之一[3-4]。三峽成庫以來，帶來水流減緩、停留時間長、部分次級河流形成大面積“死水區”等情勢變化，造成水體對工企業排放、城市及農業面源污染、水土流失、消落帶等引入河流的污染物自凈能力減弱，水體中氮、磷等污染物累積濃度高，從而易引發“水華”現象[5-10]。根據歷年來三峽庫區支流水質例行監測結果，對“水華”現狀進行統計分析，提出相關防控對策建議，為三峽庫區水環境質量管理提供科學參考。

1三峽庫區支流“水華”監測概況

富營養化是一種氮、磷等營養物質含量過多所引起的水質污染現象，出現時，由于浮游生物大量繁殖，使水體呈現藍色、紅色、棕色，這種現象也稱為“水華”。在自然條件下，湖泊演變成沼澤、陸地的過程極為緩慢;在人類活動影響下，大量工業廢水、生活污水以及農田徑流中的營養物質進入水體后，水生生物特別是藻類迅速大量繁殖，改變生物種群種類數量，破壞水體生態平衡，同時造成溶解氧下降，魚類大量死亡[11-12]。長年以來，重慶市相關環境監測站通過對境內三峽庫區36條主要支流回水區和非回水區進行例行水質監測和現場巡查，全面掌控庫區支流水質營養狀態和“水華”暴發8個情況。

1.1例行監測情況

1.1.1三峽庫區“水華”預警監測。

每月上旬對三峽庫區36條支流的回水區和非回水區共設置的72個監測斷面進行一次預警監測。監測項目為《地表水環境質量標準》（GB3838—2002）中的24個基本項目（水溫、pH、溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、總氮、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、鉻、鉛、氰化物、揮發酚、石油類、陰離子表面活性劑、硫化物、糞大腸菌群）

加上電導率、葉綠素a、透明度、懸浮物、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、流速、藻類密度（鑒別優勢種）等共32項。除主城區由市生態環境監測中心負責外，其他監測任務主要由監測斷面所在區縣（自治縣）生態環境監測站承擔。

1.1.2現場巡查及“水華”應急監測。

全年對36條次級河流（特別是回水區）進行現場巡查，每月至少巡查3次，上、中、下旬各1次;發生“水華”時立即進行應急跟蹤監測，監測頻次根據“水華”的嚴重程度、持續時間以及影響范圍等具體情況進行確定，必要時每天開展監測，狀況允許時選擇2～3 d監測1次，監測項目為水溫、溶解氧、高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、總氮、葉綠素a、透明度、懸浮物、電導率、流速、藻類密度（鑒別優勢種）等12項，同時記錄“水華”發生地點、河段長度、河段寬度、水體表觀顏色、水體氣味、水面漂浮物、監測斷面（點位）地理坐標等現場情況。此外，若“水華”時間恰與每月的預警監測時間重合，則對預警監測和應急監測的所有監測指標進行監測分析。現場巡查和“水華”應急監測主要由監測斷面所在區縣（自治縣）生態環境監測站承擔。

1.1.3回水區浮標站自動監測。

自2011年起，在三峽庫區一級支流回水區選取10個代表性點位安裝浮標式水質自動站，開展24 h連續監測，監測指標為水溫、pH、溶解氧、電導率、濁度、葉綠素a、藍綠藻。浮標水質自動站的日常運行維護、質量管理以及安全管理工作主要由所在區縣生態環境監測站承擔，市生態環境監測中心負責業務指導及技術培訓。

1.2飛行巡查情況

重慶市生態環境監測中心在每年“水華”易發時期適時組織相關技術人員對三峽庫區支流進行不定期的飛行巡查，根據飛行巡查情況，督促涉及“水華”發生的區縣加強巡查力度，及時上報異常情況，提交管理部門及時采取應急處理措施，確保水質穩定和飲用水安全。

2三峽庫區支流“水華”現狀

2.1三峽庫區支流營養狀況

根據例行監測結果，2011—2017年三峽庫區支流非回水區斷面水體呈富營養比例為22.9%～31.4%，2013年最低，2011年和2014年最高;三峽庫區支流回水區斷面水體呈富營養比例在25.0%～44.4%，2012年最低，2014年最高。

對長年水質監測結果進行統計分析可以得出，三峽庫區重慶境內監測的36條支流共72個斷面中，水質在Ⅰ～Ⅲ類的斷面個數總體呈增加趨勢，水質總體好轉。其中Ⅰ～Ⅱ類水體斷面個數在每年1、4季度顯著增加，表明三峽枯水期供水和汛末蓄水時期支流水質較好;同時段的三峽庫區36條支流回水區和非回水區富營養指數變化情況表明，水體營養化程度變化不大，基本處于中營養狀態;因受三峽回水頂托影響，各季度回水區營養化指數均高于非回水區，其中每年1、4季度營養化指數低于2、3季度，表明枯水期供水和汛末蓄水時期營養化狀態較好，與水質變化趨勢一致。

2.2蓄水以來三峽庫區“水華”發生情況

2003年6月三峽工程開始蓄水，2003年9月巫山大寧河回水區首次發生“水華”。截至2017年底，三峽庫區重慶段支流共發生“水華”100余次，覆蓋巫山縣、奉節縣、云陽縣、豐都縣、萬州區、涪陵區6個區縣;發生“水華”的河流有大寧河、抱龍河、神女溪、草堂河、梅溪河、大溪河、澎溪河、朱衣河、三溪河、長灘河、苧溪河、湯溪河、壤渡河、墨溪河、磨刀溪、龍河、朗溪河、渠溪河、黎香溪等19條。“水華”暴發時間主要集中在3—5月，共有78次;“水華”暴發次數最多的年份是2006年，達28次;“水華”暴發次數最多的河流是巫山縣的大寧河，達22次，其次是澎溪河（14次）。從近5年“水華”暴發頻次看，2013年后“水華”發生次數總體較少，2014—2017年均僅在云陽縣澎溪河發生1次。2004—2017年三峽庫區支流“水華”發生情況詳見表1。

同時，三峽庫區上游江津區至下游巫山縣36條主要支流回水區富營養化程度顯示，總體介于貧營養至中度富營養之間，呈現庫區上游支流營養化高于下游、支流回水區營養化高于非回水區的趨勢。每年1季度（枯水期）和4季度（汛末期）非回水區較回水區營養化狀態低，而2、3季度汛前騰庫和汛期低水位時期庫區支流的回水區域是“水華”暴發的主要區域和時段。“水華”發生與富營養化程度和庫區回水頂托影響明顯。萬州區苧溪河回水區、巴南區花溪河非回水區平均營養化程度均在重度富營養以上，“水華”發生風險較高;澎溪河已連續6年發生“水華”，應重點預警關注。

3三峽庫區支流“水華”防控對策

3.1強化庫區支流“水華”監測巡查網絡

根據統計分析結果，近年來三峽庫區支流“水華”發生次數和庫區支流回水區富營養的斷面比例呈總體下降趨勢，表明在三峽庫區面源污染綜合治理、工業和城鎮廢污水處理及支流水污染綜合整治方面已取得明顯成效。針對預警監測和“水華”巡查，建議從以下幾個方面進一步開展工作。

3.1.1發展自動化、科技化預警監測手段。

為推進環境監測自動化，節約人力物力成本，掌握動態的水質監測實時數據，在長江干流現有固定式水質自動監測站和10個庫區一級支流回水區浮標站的基礎上，進一步加大三峽庫區水質自動監測能力建設，實時監控庫區支流“水華”;發展衛星遙感、無人機等高科技環境監測“水華”預警手段，逐步形成庫區“水華”預警監測天空地一體化格局。

3.1.2加強現場巡查力度。

確保每月3次的三峽庫區支流“水華”現場巡查保質保量完成，在“水華”易發時期（春夏之交）要加大巡查力度，發現支流水色水質異常時要加密巡查。“水華”發生風險較高的重點支流、歷史易發水華支流、自動監測顯示水體富營養化支流，可實時開展無人機巡查。

3.1.3保證預警監測質量，提高預警能力。

結合例行預警監測和支流回水區浮標站自動監測數據綜合分析三峽庫區支流水質狀況，初步分析判斷水體營養化狀態和“水華”發生可能性，密切關注水質變化情況，在水質數據出現異常時開展加密應急監測。

3.2庫區支流“水華”防控措施

“水華”發生的3個重要條件為適宜的溫度、緩慢的水流流態、氮磷等營養鹽相對充足，能給水生生物（主要為藻類）大量繁殖提供豐富的物質基礎。由于富營養化的發生發展包含著一系列生物、化學和物理變化過程，其演變過程十分復雜，研究涉及的學科多種多樣，至今對富營養化形成機理仍然無法作出十分科學的解釋，研究還停留在探索階段，有待進一步深入分析[13]。

由于溫度要素是大氣候形成的自然結果，目前尚無力通過人工措施調節局部水域的氣候條件，故針對“水華”防治工作，從物理治理、生態防治和營養控制等方面進行探討，并提出建議。

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3.2.1物理治理。

三峽水庫是季節性河道型水庫，具有河流與水庫的雙重特點。雖然水流速度較蓄水前下降，但在支流中也不大可能出現完全靜止水域，即使出現，持續時間亦不會太長。三峽水庫干流江段水深，支流水域相對較淺，所以從水流和水深來看，支流發生“水華”的可能性較大。通過研究藻類發生“水華”的臨界流速的規律，在“水華”容易發生的春夏季，應通過三峽大壩的水體調度能力來調節水體流速，當前三峽工程正試行研究生態調度方案，可跟蹤研究生態調度對“水華”發生的影響。

3.2.2生態防治。

從生態系統結構和功能進行調整，從營養環節來控制富營養化，使營養物質變為人們需要的產品如魚等水產品而不是“水華”。在水體中適度投放花鰱、白鰱等濾食性魚類直接吞食藍藻可以作為一種生物防治途徑。魚類可以選擇性地吞食浮游動物或浮游植物，而我們可以通過捕撈魚產品來削減污染。

3.2.3營養控制。

嚴格推行“河長制”，減少外源污染相對于控制內源污染是扼制三峽庫區“水華”發生的最根本的可行方法。應禁止工業污染向長江三峽庫區直接排放或不達

標排放，并實行特征污染物排放總量控制和濃度控制。

4結論

通過對歷年來三峽庫區支流水質監測結果和“水華”發生情況的統計分析，截至2017年底，三峽庫區重慶段支流共發生“水華”100余次，“水華”暴發時間主要集中在每年3～5月;水質變化情況與營養程度成正相關關系，呈現庫區上游支流營養化高于下游、支流回水區營養化高于非回水區的趨勢;“水華”發生受富營養化程度和庫區回水頂托影響明顯。每年枯水期供水和汛末蓄水時期水質較好，而2、3季度汛前騰庫和汛期低水位時期庫區支流的回水區域是“水華”暴發的主要區域和時段。

在三峽庫區支流“水華”防控方面，應發揮環境監測的預警作用和技術支撐作用，加強庫區支流現場巡查，發展自動化、科技化的監測手段，提高預警監測能力。監測和防治相結合，運用物理、生態和營養控制等多方式有效遏制三峽庫區“水華”的發生。

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