向家壩灌區(qū)北總干渠一期工程對囤蓄水庫環(huán)境影響及保護(hù)對策研究

＊何森 吉緒新 段光福 汪家鑫

（1.四川省向家壩灌區(qū)建設(shè)發(fā)有限責(zé)任公司 四川 644000 2.長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司 湖北 430010 3.水利部長江治理與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 湖北 430010 4.流域水安全保障湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 湖北 430010 5.湖北省長江流域水環(huán)境綜合治理工程技術(shù)研究中心 湖北 430010）

向家壩灌區(qū)北總干渠一期工程2014年列入國務(wù)院172項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程。工程涉及四川省宜賓、瀘州、自貢和內(nèi)江四市，開發(fā)任務(wù)以灌溉為主，兼顧城鄉(xiāng)生活、工業(yè)供水，設(shè)計(jì)灌溉面積198.57萬畝，建設(shè)內(nèi)容包括：北總干渠渠首—邱場分干渠；邱場分干渠全線；內(nèi)江供水管線；喜捷支渠、真溪支渠；4座水庫充水渠。

工程利用灌區(qū)內(nèi)水庫空閑的調(diào)節(jié)庫容進(jìn)行充囤，擬將4座中型水庫和28座小一型水庫作為工程的囤蓄水庫。灌區(qū)利用囤蓄水庫，使灌區(qū)擁有可供自主調(diào)配的囤蓄水量，就近灌溉用水，保障灌區(qū)枯期用水；囤蓄水庫可削減灌溉用水峰量，降低渠道引水規(guī)模、提高渠道利用率，減少渠道工程投資[1]。但向囤蓄水庫充水不可避免對庫區(qū)的水環(huán)境和水生態(tài)帶來改變，本文根據(jù)囤蓄水庫的補(bǔ)水方案，在崔磊[2]、汪青遼[3]和趙世新[4]等研究基礎(chǔ)上，研究向家壩灌區(qū)北總干渠一期工程灌區(qū)利用囤蓄水庫調(diào)蓄對水環(huán)境、水生態(tài)影響，制定囤蓄水庫保護(hù)決策，減緩工程生態(tài)環(huán)境影響。

1.環(huán)境影響分析

(1)水環(huán)境

①水文情勢的影響。向家壩灌區(qū)北總干渠一期工程對油房坳水庫、馬耳巖水庫、木橋溝水庫補(bǔ)水，水庫水文情勢的影響主要體現(xiàn)在庫區(qū)水位的變化，干旱季節(jié)庫區(qū)水位變幅尤其明顯，這種變幅也只是表現(xiàn)為庫區(qū)水位漲落頻率加快，其水位變化不會超過水庫正常蓄水位。因此，補(bǔ)水對水庫水文情勢的影響均在水庫的正常設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，對囤蓄水庫水文情勢的影響相對較小。

②囤蓄水庫水質(zhì)影響。本研究庫周只考慮面源污染的影響，選取1月、5月和9月作為典型月進(jìn)行囤蓄水庫水質(zhì)預(yù)測。

根據(jù)典型月流量和水質(zhì)數(shù)據(jù)，經(jīng)河流完全混合模型對囤蓄水庫水質(zhì)預(yù)測，囤蓄水庫水質(zhì)預(yù)測結(jié)果詳見表1，各水質(zhì)指標(biāo)均滿足Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。工程對囤蓄水庫充水后，囤蓄水庫COD、NH3-N、TP和TN濃度均有所降低，工程運(yùn)行對囤蓄水庫的水質(zhì)有一定的改善作用。

表1 水質(zhì)預(yù)測結(jié)果（單位：mg/L）

③水體富營養(yǎng)化。營養(yǎng)狀態(tài)分級見表2。

表2 營養(yǎng)狀態(tài)分級表

經(jīng)綜合營養(yǎng)指數(shù)法預(yù)測，囤蓄水庫富營養(yǎng)化狀態(tài)結(jié)果見表3。工程補(bǔ)水后，囤蓄水庫均處于中營養(yǎng)狀態(tài)，改善了囤蓄水庫的富營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。

表3 水庫富營養(yǎng)化狀態(tài)

④囤蓄水庫水溫影響

采用供需水熱量平衡模式計(jì)算得到油坊坳水庫作為囤蓄水庫后的水溫變化情況見圖1。油坊坳作為囤蓄水庫后庫區(qū)及下游水溫趨向降溫，油坊坳水庫水溫變化為-0.8～0.3℃。

圖1 油坊坳水庫水溫變化過程

馬耳巖水庫水溫變化為-1.8～0.8℃。

圖2 馬耳巖水庫水溫變化過程

木橋溝水庫水溫變化-1.6～0.8℃。

圖3 木橋溝水庫水溫變化過程

(2)對囤蓄水庫水生態(tài)的影響

工程運(yùn)行后，向家壩干渠取水口設(shè)置了攔魚設(shè)施，最終進(jìn)入囤蓄水庫的魚類資源較少，且?guī)焓捉闻c囤蓄水庫的魚類種類組成差異不大，水庫充水后對魚類區(qū)系組成、種群資源影響較小。向家壩水庫有入侵魚類斑點(diǎn)叉尾鮰、羅非魚和梭鱸，主要為網(wǎng)箱逃逸種類，在漁獲物中的比例很小，設(shè)置攔魚設(shè)施能有效地避免成魚進(jìn)入渠道，入侵魚類通過渠道入侵到囤蓄水庫的可能性較小，且囤蓄水庫魚類以經(jīng)濟(jì)魚類和小型魚類為主，無保護(hù)珍稀保護(hù)魚類和特有魚類分布。

囤蓄水庫內(nèi)的魚類以鰱、鳙、黃顙魚類和小型魚類為主，以湖泊定居型為主，庫區(qū)水量增加有利于改善水質(zhì)，適宜餌料生物（浮游植物、浮游動物、底棲動物等）生長和繁殖，對于魚類的生長、攝食是有利的。

根據(jù)水溫分析預(yù)測結(jié)果，囤蓄后水庫水溫變幅較小，對魚類的生長、繁殖和攝食活動影響較小。以木橋溝水庫分析為例，水庫11月至翌年3月水溫變化為-0.1～0.8℃，呈增加趨勢，有利于魚類的越冬。4月至6月水溫降幅為-0.1～-2.0℃，囤蓄后庫區(qū)水溫為18.5～24.1℃，庫區(qū)魚類處于繁殖季節(jié)，鯉、鯽等魚類主要為廣溫性魚類，繁殖水溫最低要求是16～18℃，囤蓄后水溫變化對魚類繁殖影響較小。7月至10月水溫降幅在-0.6～1.6℃，囤蓄后庫區(qū)水溫為20.9～26.4℃，處于仔幼魚的生長、攝食適宜的水溫范圍內(nèi)，水溫變化對其影響較小。

2.保護(hù)對策

(1)水環(huán)境保護(hù)措施

①劃定水源保護(hù)區(qū)。由于囤蓄水庫具有供水功能，將油房坳水庫、馬耳巖水庫、木橋溝水庫等水庫劃定為飲用水水源保護(hù)區(qū)加以保護(hù)。完善水源保護(hù)區(qū)界標(biāo)、界碑和宣傳牌，建設(shè)隔離防護(hù)設(shè)施和水源地警示標(biāo)志，定期巡查、及時(shí)維護(hù)。

②面源治理措施。針對于囤蓄水庫周邊面源的影響，建議對一二級保護(hù)區(qū)內(nèi)生活污水實(shí)施截污，加強(qiáng)對保護(hù)區(qū)內(nèi)道路、水路危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸安全管理，安裝視頻監(jiān)控設(shè)施，強(qiáng)化飲用水源保護(hù)區(qū)環(huán)境應(yīng)急管理。

③水溫減緩措施。根據(jù)對向家壩灌區(qū)的調(diào)查研究，采用渠道中設(shè)置曬水池進(jìn)行曬水增溫[5]，同時(shí)利用向家壩灌區(qū)內(nèi)已建的微型水利設(shè)施塘壩進(jìn)行曬水作為輔助增溫措施。鑒于水溫對農(nóng)作物的生長密切相關(guān)，工程實(shí)施過程中，進(jìn)一步開展囤蓄水庫灌溉增溫措施的研究。

(2)水生生態(tài)保護(hù)措施

①保證囤蓄水庫下游河道生態(tài)流量

木橋溝水庫下游河道是鎮(zhèn)溪河南方鲇翹嘴鲌國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)，主要保護(hù)對象為南方鲇、翹嘴鲌，其它保護(hù)物種包括長吻鮠、中華倒刺鲃、鱖、黃顙魚、烏鱧、鯉、鯽等，考慮到南方鲇、翹嘴鲌等魚類繁殖季節(jié)需要水流刺激，壩址多年平均來水流量為1.97m3/s，在魚類繁殖期（4月至8月）按照多年平均的30%下泄生態(tài)流量（0.57m3/s），其他月份按照多年平均的20%下泄生態(tài)流量（0.38m3/s）。

其他水庫壩下河段，無特殊保護(hù)對象和敏感目標(biāo)，按照多年平均的15%下泄生態(tài)流量，油坊坳水庫多年平均來水流量為0.24m3/s，下泄生態(tài)流量為0.04m3/s；馬耳巖水庫多年平均來水流量為0.42m3/s，下泄生態(tài)流量為0.06m3/s。

為保證囤蓄水庫下游河道生態(tài)流量，對囤蓄水庫生態(tài)流量下泄措施進(jìn)行改造，同步建設(shè)生態(tài)流量監(jiān)控系統(tǒng)，對下泄流量進(jìn)行監(jiān)控。

②漁政管理

加強(qiáng)漁政能力建設(shè)和水生生態(tài)監(jiān)測，如果出現(xiàn)長江上游特有魚類、重點(diǎn)保護(hù)魚類，需要嚴(yán)格保護(hù)，配合漁政主管部門放流至適宜河段（長江、岷江等）。防止生物入侵，保護(hù)魚類生物多樣性；加強(qiáng)魚類資源保護(hù)宣傳等。

3.結(jié)束語

通過研究發(fā)現(xiàn)：工程對囤蓄水庫充水后，COD、NH3-N、TP和TN濃度均有所降低，工程建設(shè)對囤蓄水庫的水質(zhì)有一定的改善作用；囤蓄水庫充水后變化為-1.8～0.8℃囤蓄后水庫水溫變幅較小，對魚類的生長、繁殖和攝食活動影響較小；向家壩干渠取水口設(shè)置了攔魚設(shè)施，最終進(jìn)入囤蓄水庫的魚類資源較少，入侵魚類的生態(tài)影響較小，庫區(qū)水量增加有利于改善水質(zhì)，適宜餌料生物生長和繁殖，有利于魚類的生長、攝食。

針對工程建設(shè)對囤蓄水庫的影響，提出了劃定飲用水源地保護(hù)區(qū)，加強(qiáng)庫周面源治理，保證囤蓄水庫下游河道生態(tài)流量，加強(qiáng)漁政管理等環(huán)境保護(hù)措施。