龍背灣水電站建設(shè)對(duì)水質(zhì)的影響

　　摘 要：通過收集湖北省龍背灣水電站建設(shè)前后庫區(qū)及壩下河段汛期的水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，采用單因子評(píng)價(jià)法和綜合污染指數(shù)法對(duì)水質(zhì)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，龍背灣電站建設(shè)前后汛期官渡河干流入庫斷面水質(zhì)類別從Ⅰ類降為Ⅱ類，庫中斷面和壩下斷面水質(zhì)類別無明顯變化(Ⅱ類);庫區(qū)支流洪坪河河口斷面水質(zhì)類別從Ⅱ類降為Ⅲ類，公祖河河口斷面水質(zhì)類別無明顯變化(Ⅱ類);總體上看，工程建設(shè)后汛期官渡河干流及庫區(qū)主要支流各斷面水質(zhì)略有下降，但仍滿足Ⅱ類水質(zhì)目標(biāo)管理要求。建議進(jìn)一步加強(qiáng)庫區(qū)環(huán)境治理并制定長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)計(jì)劃。

　　關(guān)鍵詞：水電站;水質(zhì);單因子評(píng)價(jià)法;綜合污染指數(shù)法;影響

　　《水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測(cè)》(雙月刊)創(chuàng)刊于1997年，由國電自動(dòng)化研究院主辦，全國水電廠自動(dòng)化技術(shù)信息網(wǎng)、全國大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)信息網(wǎng)協(xié)辦，電力系統(tǒng)自動(dòng)化雜志社編輯出版。

　　水電作為清潔能源，為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展作出了積極貢獻(xiàn)，已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的綠色動(dòng)力。根據(jù)第一次全國水利普查結(jié)果統(tǒng)計(jì)，截至2011年12月，我國共有水電站約4.7萬座，總裝機(jī)容量約33.3萬MW[1]。水電站建設(shè)在帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的同時(shí)，也對(duì)流域生態(tài)環(huán)境造成了一定影響，主要表現(xiàn)在水文情勢(shì)、水環(huán)境、水生生態(tài)、陸生生態(tài)和水土流失等方面，其中水環(huán)境是水電站建設(shè)運(yùn)行后受影響的主要環(huán)境因素之一[2]。目前，研究人員在長(zhǎng)江流域[2-6]、黃河流域[7-9]、瀾滄江流域[10]、閩江流域[11-12]等流域開展了大量的相關(guān)研究，研究結(jié)果大體可歸納總結(jié)為：(1)水電站建成后蓄水?dāng)r蓄污染物，可緩解壩下水環(huán)境污染[11];(2)水電站建設(shè)對(duì)流域水環(huán)境沒有影響[8];(3)水電站建設(shè)對(duì)流域水質(zhì)影響較小[6，9]或不會(huì)造成壩下水質(zhì)惡化[4];(4)水電站建成運(yùn)行對(duì)下游干流水質(zhì)總體沒有明顯影響，但水庫水質(zhì)趨于下降[10];(5)水電站建設(shè)后壩上、壩下各斷面水質(zhì)無明顯變化，但隨著水流方向各斷面水質(zhì)呈變差的趨勢(shì)[13];(6)水電站建設(shè)后流域水質(zhì)有惡化趨勢(shì)[2，5]，水庫蓄水使庫區(qū)流速變緩，泥沙和污染物沉積庫底，加劇了庫區(qū)水體的富營養(yǎng)化[12]。可見，水電站建設(shè)對(duì)水環(huán)境的影響性質(zhì)與程度存在差異性。

　　本文通過收集龍背灣水電站建設(shè)前后汛期官渡河干流壩上、壩下及庫區(qū)主要支流水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，初步分析了工程建設(shè)前后汛期官渡河水質(zhì)變化情況，對(duì)于開展官渡河水環(huán)境保護(hù)工作具有一定指導(dǎo)意義，也為后期分析同類工程建設(shè)后水質(zhì)變化情況提供參考。

　　1 研究區(qū)域概況

　　1.1 工程概況

　　官渡河發(fā)源于神農(nóng)架的臺(tái)子鄉(xiāng)，流經(jīng)神農(nóng)架林區(qū)的板倉，房縣的九道梁，竹山境內(nèi)的洪坪、梁家、官渡、峪口，由田家壩鎮(zhèn)的兩河口匯入堵河，是堵河最大支流，流域面積約2 961km2，河長(zhǎng)約126.9km。

　　湖北省龍背灣水電站位于湖北省竹山縣，為官渡河的第一級(jí)電站，壩址位于泗河和官渡河兩河匯合口上游約55.7km，下距松樹嶺電站壩址約13km;壩址以上流域面積2 155km2，占官渡河流域面積的72.8%，壩址多年平均流量為45.3m3/s，工程地理位置見圖1。

　　龍背灣水電站屬II等大(2)型工程，開發(fā)任務(wù)為發(fā)電。電站水庫正常蓄水位520m，死水位480m，汛期蓄水，總庫容8.25億m3，調(diào)節(jié)庫容4.66億m3，具有年調(diào)節(jié)性能。電站裝機(jī)容量180MW，多年平均發(fā)電量4.17億kW·h。由于松樹嶺水電站庫區(qū)回水與龍背灣電站壩下水位相銜接，龍背灣水電站日常運(yùn)行期間壩下不會(huì)出現(xiàn)脫水河段，不需泄放生態(tài)基流。考慮下游松樹嶺水電站的重疊影響，水庫按梯級(jí)聯(lián)合運(yùn)行。該工程環(huán)境影響報(bào)告書于2009年12月獲原湖北省環(huán)境保護(hù)廳批復(fù)，2010年12月主體工程開工建設(shè)，2014年10月電站下閘蓄水，2015年5月首臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電。

　　1.2 工程涉及區(qū)水功能區(qū)劃

　　根據(jù)《湖北省水功能區(qū)劃》，龍背灣水電站涉及的官渡河干流河段屬官渡河源頭保護(hù)區(qū)和官渡河保留區(qū)，水質(zhì)目標(biāo)均為Ⅱ類。水功能區(qū)劃見表1。

　　1.3 工程涉及區(qū)污染源概況

　　(1)工業(yè)污染源

　　龍背灣水電站壩址以上全部為山區(qū)，由于自然條件、交通等方面的原因，該區(qū)域鄉(xiāng)鎮(zhèn)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)不發(fā)達(dá)，龍背灣壩址以上基本上不存在工業(yè)污染源。

　　(2)生活污染源

　　工程建設(shè)前，壩址以上流域范圍內(nèi)有柳林集鎮(zhèn)和洪坪、老碼頭兩個(gè)集中居民點(diǎn)，總?cè)丝诩s2 300人，生活污水排放量總計(jì)約13.43萬m3/a，污染物主要包括COD、氨氮等。工程建設(shè)后，原柳林集鎮(zhèn)被淹沒，整體搬遷至洪坪村集鎮(zhèn)，目前該集鎮(zhèn)采用化糞池處理生活污水，污水經(jīng)處理后進(jìn)入附近溝渠。

　　(3)農(nóng)村面源污染源

　　農(nóng)村面源污染源主要包括農(nóng)業(yè)面源污染、水土流失面源污染和農(nóng)村生活污水污染。其中，農(nóng)業(yè)面源污染主要來源于竹山縣柳林鄉(xiāng)、竹溪縣的向壩鄉(xiāng)和桃源鄉(xiāng)(部分)、房縣九道鄉(xiāng)以及神農(nóng)架的紅坪鎮(zhèn)和九湖鄉(xiāng)6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，污染源主要為化肥和農(nóng)家肥的使用;水土流失面源主要是通過流出的土壤帶入污染物，污染物主要包括氮、磷、有機(jī)污染物和懸浮物等;農(nóng)村生活污水主要包括居民的生活污水，此外還包括畜禽糞便等，上述污染物大部分分散排放至自家茅廁，經(jīng)生物發(fā)酵后直接用于農(nóng)田或菜地，而不直接排入河中，因此可忽略農(nóng)村生活污水對(duì)地表水的影響。

　　2 研究方法

　　2.1 監(jiān)測(cè)斷面布置

　　工程涉及區(qū)域共布置有6個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面，見圖1。其中，龍背灣壩址下游官渡河干流1個(gè)斷面，為壩下斷面;壩址上游官渡河干流2個(gè)斷面，分別為庫中斷面和官渡河入庫斷面;此外，在庫區(qū)主要支流平渡河、公祖河和洪坪河河口處各1個(gè)斷面。