瀾滄江烏弄龍水庫營養(yǎng)鹽成因及應對措施初探

楊 瀟，任云春

（1.華中科技大學，湖北省武漢市 430074；2.華能瀾滄江水電股份有限公司，云南省昆明市 650214 ）

0 引言

近30年以來，云南三江并流地區(qū)氣候變化表現(xiàn)為河谷加劇成為干熱河谷，在干熱河谷的焚風現(xiàn)象作用下，橫斷山區(qū)域雪山冰川萎縮、雪線進一步上升[1]；大香格里拉旅游經(jīng)濟興起、人群大量涌入等問題，加劇了更多的N、P元素隨著水土流失進入瀾滄江，進一步加劇了瀾滄江水環(huán)境和陸生生態(tài)保護的迫切性。水體中N、P等營養(yǎng)鹽含量增加會導致水質下降，導致富營養(yǎng)化等水污染現(xiàn)象發(fā)生，國內的湖庫富營養(yǎng)化基本都是源于N、P含量過多，氣溫升高、河流徑流量減少都是可能引發(fā)庫區(qū)藻類爆發(fā)的重要外界條件[2]。隨著瀾滄江上游梯級水電站建成發(fā)電，瀾滄江梯級水庫區(qū)河段的水環(huán)境由天然河流轉變?yōu)轭愃坪吹乃w，水流態(tài)及水生態(tài)有較大的變化。按照國內同樣營養(yǎng)鹽含量的河流水域屬于好水，進入成為水庫水體后，就可能判定為富營養(yǎng)化水體。研究上游已建第一級水電站烏弄龍水庫水質N、P等營養(yǎng)鹽的成因，防止水庫富營養(yǎng)化，提出庫段水環(huán)境保護措施，具有國際意義[3]。

1 工程概況

瀾滄江自北向南流，于云南省西雙版納傣族自治州勐臘縣南臘河口流出國境，出國境后稱湄公河，流經(jīng)老、緬、泰、柬、越等5個東南亞國家，在胡志明市注入南海，是世界第七大河。瀾滄江水系呈羽毛狀，大支流較少，干流源遠流長，流域內植被良好。瀾滄江流經(jīng)青、藏和滇等3個省（自治區(qū)），干流長約2100km，落差約5000m，流域面積17.4萬km2，其中，烏弄龍壩址以上流域面積8.57萬km2。

烏弄龍水電站為瀾滄江梯級水電開發(fā)規(guī)劃的水電站，于2018年11月下閘蓄水并網(wǎng)運行發(fā)電，是瀾滄江干流河段已建成發(fā)電的第一級水電站。壩址位于迪慶藏族自治州維西縣巴迪鄉(xiāng)，處于橫斷山區(qū)三江世界自然遺產(chǎn)保護地腹地。電站裝機容量990MW，正常蓄水位1906m，水庫庫容2.65億m3，調節(jié)庫容0.36億m3，是一個日調節(jié)水庫。水庫長約42km，涉及迪慶藏族自治州的德欽縣的燕門鄉(xiāng)、云嶺鄉(xiāng)和維西縣的巴迪鄉(xiāng)等1個州、2個縣、3個鄉(xiāng)、12個行政村。

2 水庫水質評價

烏弄龍水電站建設期間，實現(xiàn)了施工污水和生活污水全部由污水處理廠處理后，用于樞紐工程建設區(qū)綠化，未向瀾滄江排放，不影響河段水質，施工期瀾滄江干支流水質滿足地表水環(huán)境功能區(qū)劃要求干流Ⅱ類水功能區(qū)劃要求。

烏弄龍工程投產(chǎn)運行后，建立了水情監(jiān)測及自動測報系統(tǒng)系統(tǒng)[4]，并委托第三方開展水質監(jiān)測，依據(jù)5個斷面水質的監(jiān)測報告，烏弄龍5個斷面水樣取樣點TN、TP均超過二類水功能。其中，最上游的取樣斷面總磷最高，達到0.15mg/L，最低有兩個斷面的水樣，總磷都達到0.01mg/L。豐富的營養(yǎng)鹽水平為浮游植物的生長創(chuàng)造了有利條件，水庫水取樣斷面TN、TP已接近國際上確定的爆發(fā)水華的臨界值。水質監(jiān)測資料表明，各個斷面按照總磷指標已經(jīng)是超過二類水水質標準，按照TN因子評價，所有取樣斷面水質均達到了中—富營養(yǎng)化；按照TP因子評價，4個取樣斷面水質均達到了中度營養(yǎng)化，詳見表1。進一步開展水庫水體全面水質監(jiān)測和綜合治理已經(jīng)迫在眉睫了。

表1 烏弄龍水電站庫區(qū)水質檢測與評價表Table 1 Water quality testing and evaluation table of Wunonglong hydropower station reservoir area

3 水庫污染物的來源

烏弄龍庫區(qū)水體污染物的來源，包括水庫上游河流和泥沙攜帶的水體污染物；庫區(qū)河段生產(chǎn)生活污水、生活垃圾、農田地表徑流等對烏弄龍庫區(qū)水質污染的影響。烏弄龍水庫壩址以上流域面積達8.57萬余平方千米，該區(qū)域大部分人群是在生產(chǎn)條件較好的河谷生活，人類的生產(chǎn)生活活動是水庫營養(yǎng)鹽入庫貢獻最大的因素。截至目前，烏弄龍水電站是該河段建成發(fā)電的第一個水電站，壩址攔住的是該流域產(chǎn)生的所有生活污水及生活垃圾等污染物。本電站水庫調節(jié)庫容較小，大部分污染物在庫區(qū)停留由微生物吸收，并隨著微生物的死亡沉入水庫死庫容空間，最終填滿整個水庫；或者隨著發(fā)電用水流入下一個水電站水庫區(qū)。2020年9月，下游電站水庫區(qū)同一時段就監(jiān)測到浮游植物數(shù)量遠超過烏弄龍水庫區(qū)的數(shù)值，雖然只是一個監(jiān)測數(shù)值，還是足以引起警惕。

3.1 生產(chǎn)生活污水

自2018年11月，經(jīng)過兩年多的監(jiān)測，烏弄龍庫區(qū)分散的村莊居民點的生活污水都是直接排入烏弄龍庫區(qū)水體，庫岸邊的居民，直接用一根排水管就將污水排入庫區(qū)，而遠離庫岸的居民污水則由支流和支溝流水進入庫區(qū)。庫區(qū)以上流域區(qū)域縣城和移民安置點有小型的污水處理廠，如正常運行，可以實現(xiàn)排放合格。其余大部分村莊和庫周居住居民都是生產(chǎn)生活污水直接進入河道，這些居民點屬面源污染源，特點是分布廣，難以控制，這也是烏弄龍水庫水質治理的難點所在。對面源污染做了初步的調查分析：①庫區(qū)及流域區(qū)人群生產(chǎn)生活活動中大量使用含磷洗衣粉，磷氮化肥，N、P隨著廢水入庫；②因為庫區(qū)及流域區(qū)人民生活水平普遍提高，新建的住房基本是沖水廁所，代替了原來的旱廁，人畜的糞便也大量隨水直接排入瀾滄江。

N、P營養(yǎng)鹽高可導致水庫中細菌和藻類大量繁殖，形成藻類爆發(fā)現(xiàn)象，藻類死亡沉入水底，成N、P營養(yǎng)鹽的析出源，進入水體，細菌分解藻類尸體需消耗水體中大量氧氣，導致魚類等水中生物缺氧死亡。富營養(yǎng)化與生物循環(huán)的最終結果是湖泊或水庫老化、死亡。

3.2 生活垃圾

生活垃圾進入水庫會導致水資源失去功能，無法利用。生活垃圾堆積會腐爛霉變，釋放出大量惡臭、含硫等有毒氣體、粉塵。對于像瀾滄江這樣的峽谷地帶，極容易積累而成新的瘴氣，極度危險。垃圾堆放地及臨近土壤被重金屬等有毒物質污染導致土壤失去種植和居住功能，嚴重侵占人類的生存空間。烏弄龍庫區(qū)全庫段都有大量的漂浮物需要人工打撈出庫，據(jù)初步調查統(tǒng)計，烏弄龍水庫建成之后，庫區(qū)水面打撈的漂浮物，超過50%是各類生活垃圾，主要是各種塑料制品，如塑料瓶、塑料袋和一些塑料制作的生活用品，不難想象其他的不易浮在水面的垃圾已經(jīng)沉入水底，形成了水底新的污染源，這些生活垃圾直排入庫的不良生產(chǎn)生活習慣對庫區(qū)水質的惡化也是不容忽視的。根據(jù)有關試驗和研究成果，水庫漂浮物將增加其覆蓋水體的氨氮水平和有機污染物濃度，氨氮濃度升高，是致使水體富營養(yǎng)化的最主要原因之一[5]。如果在庫區(qū)及流域區(qū)，進行垃圾分類，可以將這些漂浮在水面上的塑料制品等有用的廢品進行合理回收，實現(xiàn)廢物利用。反之，直接垃圾入庫，則會造成生態(tài)失調局面日趨加重。最終造成水體功能失衡，導致水體功能喪失，勢必將影響、阻礙經(jīng)濟的順利發(fā)展。如圖1所示為烏弄龍庫區(qū)漂浮物。

圖1 烏弄龍庫區(qū)漂浮物Figure 1 Floating objects in Wuhonglong Reservoir area

3.3 農田地表徑流

烏弄龍庫區(qū)兩岸地形陡峭，臺地分布不多，居民基本都是依山而居，農作耕地大部分是坡耕地。其特點就是耕地平整度差，耕作困難，不便機械耕作，跑水、跑肥、跑土突出，農作物產(chǎn)量低。目前瀾滄江流域雖然實施了天保工程，將25°以上坡耕地退耕還林，但是庫區(qū)耕地5°～25°的坡耕地存量依舊大，由于坡耕地失肥和失土嚴重，土地生產(chǎn)力損失嚴重，為了增加產(chǎn)量，需要向坡耕地大量施肥，才能勉強獲得預期產(chǎn)量，農作物收獲后，坡耕地里存留的土壤和肥料又因為地形陡峭，隨著雨水大量流失，夾帶大量化肥的土壤直接流入瀾滄江水體，最終進入烏弄龍庫區(qū)，成為水庫磷氮元素的重要來源，如此循環(huán)年復一年，越來越加碼。如圖2所示即為瀾滄江左岸一個非常典型的村莊居民點及其生產(chǎn)使用的農作地，山頂是一個藏傳佛教的寺院，海拔約3000m。依次是分散居住的農戶，之間基本有鄉(xiāng)村公路連接，到江邊是德維二級公路（即香格里拉旅游環(huán)線公路西線），分布有沿江住戶和一個小型水電站，水電站的壓力鋼管清晰可見，水域即為烏弄龍水電站庫區(qū)。

圖2 烏弄龍水庫區(qū)農村居民點的生產(chǎn)生活區(qū)域示意圖Figure 2 Schematic diagram of production and living areas of rural residential areas in Wunonglong Reservoir Area

4 水環(huán)境損傷及治理措施

烏弄龍大壩建成蓄水后，瀾滄江干流河段約有42km，從自凈能力較強的天然河流變?yōu)樽詢裟芰Φ偷娜斯ず矗ㄋ畮欤Ｄ壳耙呀?jīng)有水體TN和 TP總量偏高的現(xiàn)象發(fā)生，需要采取措施防止發(fā)生水體富營養(yǎng)化。造成富營養(yǎng)化水體的原因很復雜，治理措施也很多。針對烏弄龍水庫TN和 TP總量偏高的現(xiàn)實，初步提出相應措施，以期能夠實現(xiàn)N、P等營養(yǎng)鹽的源頭控制，保護本河段優(yōu)質水質。

4.1 生態(tài)措施

烏弄龍蓄水運行22個月之后，雍水庫段部分斷面浮游植物數(shù)量顯著增加，總體介于16.3750×104～193.8000×104個/L，已經(jīng)處于水體藻類爆發(fā)的臨界狀態(tài)，需要盡快除藻，以避免水華等污染現(xiàn)象發(fā)生。我國湖泊（水庫）富營養(yǎng)化的生態(tài)治理，首先就是藻類降鹽，然后在引進鰱、鳙等以浮游植物和浮游動物為食的濾食性魚類除藻，最后達到水庫區(qū)域的新的生態(tài)平衡，其中以武漢東湖治理效果最為顯著。烏弄龍水庫是否也可以通過投放濾食性魚類除藻，以達到新的生態(tài)平衡，值得研究。

據(jù)調查，烏弄龍庫區(qū)蓄水前浮游植物共有39屬73種，以硅藻門為主，其次為綠藻門和藍藻門。干、支流河段浮游動物現(xiàn)存量較低，底棲動物35種。

調查區(qū)河段主要經(jīng)濟魚類有：光唇裂腹魚、瀾滄裂腹魚、德欽紋胸鮡、扁頭鮡等。未發(fā)現(xiàn)適應靜水生活的魚類，無濾食性和食魚性魚類。

居于以上調查結果，經(jīng)初步分析，為避免生物入侵事件發(fā)生，本河段不考慮引進濾食性魚類。初步計劃配合水庫魚類增殖工作以投放土著魚類為主，抑制水體營養(yǎng)化進一步加劇。經(jīng)研究，第一階段擬試驗性地投放以著生藻類和小型浮游動物為食的瀾滄江土著魚——光唇裂腹魚，目的是吞食試驗水體中的藻類，減少水體藻類含量。計劃結合烏弄龍庫區(qū)魚類增殖放流計劃，新建攔河網(wǎng)隔離庫區(qū)支流庫灣水體，在水體中加大光唇裂腹魚的放養(yǎng)密度，同時開展庫灣水質及藻類監(jiān)測工作，通過試驗得出原生土著魚、藻類和TN、TP等營養(yǎng)鹽促生藻類的關系數(shù)據(jù)，分析土著魚類養(yǎng)殖對控制水體中的營養(yǎng)鹽的作用及效果。如果效果良好，就在水庫中加大相關土著魚類的放殖密度，除藻降鹽，遏制水體趨向富營養(yǎng)化的進程。

4.2 控制外源措施

控制外源就是減少或者截斷外部輸入的營養(yǎng)鹽等污染物，使水體減少污染物繼續(xù)累積的可能性。首先調查清楚庫區(qū)，擴大到流域排入生產(chǎn)生活污水的主要排放源，對于庫區(qū)有污水處理廠的點源要調查清楚；對面源污染，采用典型抽樣調查，在全流域建立采樣監(jiān)測點，依次推算面源污染源。對全部污染源定量計算年排放的氮、磷總量，為采取科學有效措施控制外源提供數(shù)據(jù)基礎。

進一步強化在庫區(qū)及流域區(qū)實施垃圾分類和處理工作，減少垃圾直接入庫浸泡，形成新的污染物。

結合國家的水土保持政策，促進地方政府加強對庫周的坡耕地進行梯地改造，實現(xiàn)保水保肥，最大程度地減少水土流失，提高農作物產(chǎn)量的同時減少N、P排入庫區(qū)水體。

4.3 排除內源措施

烏弄龍庫區(qū)內源污染主要是庫區(qū)淹沒的耕地、淹沒的村莊居民點等區(qū)域通過水體的浸泡，緩步釋放出的N、P等營養(yǎng)鹽，這個是不可避免，也是遏制烏弄龍水體富營養(yǎng)化治理的難點。需結合淹沒前的村莊居民點和耕地分布圖，布設監(jiān)測斷面監(jiān)測營養(yǎng)鹽的濃度及藻類種類數(shù)量，按監(jiān)測成果研究處理措施。

結合水庫排沙運行調度，合理地消除沉積在水庫的內部營養(yǎng)鹽。

4.4 大力發(fā)展宣傳教育工作，增強人們的環(huán)保意識

烏弄龍水體TN、TP等營養(yǎng)鹽濃度偏高現(xiàn)象的發(fā)生，一方面是我國農村經(jīng)濟飛速發(fā)展的一個現(xiàn)象，同時也警示在藏區(qū)，在美麗的秘境香格里拉，生態(tài)環(huán)境保護面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，看著江面密集漂浮的垃圾，沒有人會認為這還是香格里拉。

由各級政府組織的環(huán)境保護宣傳工作是水環(huán)境污染防治的重要組成部分，烏弄龍面源污染源基本處于廣大的藏區(qū)山區(qū)農村，科學治理生態(tài)環(huán)境，需要提高人民的環(huán)保意識和環(huán)保自覺，是瀾滄江水體營養(yǎng)鹽減排的關鍵因素之一。

4.5 大數(shù)據(jù)庫構建

烏弄龍水電站庫壩區(qū)處于國際河流干流河段，庫區(qū)有環(huán)香格里拉旅游環(huán)線二級公路穿庫區(qū)而過，時有公路事故發(fā)生，造成車輛落水，所載的油類、化工等污染物流入水體中都可能造成大范圍水污染，庫區(qū)地處三江并流世界自然遺產(chǎn)保護區(qū)腹地，及時有效應對水污染事件具有重要意義。

在烏弄龍水庫成庫后，瀾滄江流域青海、西藏和云南藏區(qū)旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速[6]，城鎮(zhèn)及農村生產(chǎn)生活水平提高，造成污水等排放量增加，而瀾滄江水溫較低，水體環(huán)境容量較小，極有可能引發(fā)水污染事件。

建議擴大構建大數(shù)據(jù)庫所需的調研范圍，研究包括流域污染源、包括城集鎮(zhèn)、村莊居民點的分布位置、人口、耕園地等農作地的數(shù)量等社會經(jīng)濟資料，積極協(xié)調全流域地方政府，獲得政策支持保障。[7]實現(xiàn)企地聯(lián)合，共同做好瀾滄江水環(huán)境保護工作。

5 結語

目前烏弄龍水庫已經(jīng)處于趨向營養(yǎng)鹽污染的邊沿，局部河段有污染現(xiàn)象發(fā)生，隨著水電站的運行，如果不及時采用預防和治理措施，水污染還會持續(xù)加劇。尤其是需要及時進行水庫周邊生活污水和生活垃圾的治理，否則必然會造成庫區(qū)水質進一步惡化，同時也加劇了瀾滄江中、下游各個梯級水電站水庫水質的惡化。應積極開展相關研究工作，將烏弄龍水庫及庫段以上河流流域的環(huán)境保護工作做好，實現(xiàn)源頭控制，降低環(huán)境風險，為世界自然遺產(chǎn)三江并流的保護工作做出應有的貢獻，讓美麗的香格里拉繼續(xù)是人間勝景。