梯级电站建设运营对下游水质的影响

陈建发 (漳州职业技术学院食品与生物工程系，福建 漳州 363000)

颜斐进 (福建省漳州市产品质量检验所，福建 漳州 363000)

方胜强，吴文炳 (漳州师范学院化学与环境科学系，福建 漳州 363000)

梯级电站建设运营对下游水质的影响

陈建发 (漳州职业技术学院食品与生物工程系，福建 漳州 363000)

颜斐进 (福建省漳州市产品质量检验所，福建 漳州 363000)

方胜强，吴文炳 (漳州师范学院化学与环境科学系，福建 漳州 363000)

在利水电站库区上游、库区、坝上、坝下布设监测断面，进行为期近2个月的枯水期水质监测，通过分析上下游水质的变化，研究了梯级电站的建设与运营对下游水质的影响。结果表明，各断面CODMn、DO、NH3-N、总P均符合Ⅲ类水质标准，无明显大的变化，但随着水流方向呈变差的趋势。由此认为，梯级电站的建设运行，形成梯级水库，流速变缓，大气覆氧能力降低，水中溶解氧下降，导致水体自净能力变差，对污染物的稀释、混合和降解能力减弱，是造成电站下游水质变差的主要原因之一。

梯级电站；水质；下游

九龙江是福建省第二大江，有北溪和西溪之分。九龙江北溪是九龙江水系中最长、最重要的溪流，源于戴云山脉，经龙岩、漳平、华安，流经漳州东部，至龙海长洲与西溪汇合后入海，全长274km。北溪是华安、漳州、龙海、厦门三百多万人口的主要饮用水源。北溪在华安县境内河道长110km，境内流域面积1131km2，历史最高水位为100.3m，最低水位82.68m，多年平均流量294.50m3/s，最大流量8400m3/s(1960年6月9日)，最小流量17.1m3/s(1963年5月27日)；历年平均径流量67.5亿m3，年最大径流量185.3亿m3，年最小径流量21.3亿m3，多年平均输砂量35.75万t/a[1]。

九龙江北溪干流从1995年至今现已建成八级梯级电站。流域梯级开发使河流湖库化，特别是建在流域下游的水库，湖库富营养化是水库的主要生态环境问题。水电站的建设对河流最直接、最基本的影响是改变河流的水文水力特性，如建坝使坝上河流由溪流状态变为湖水状态，河面变宽，流速变缓，从而使水质、水温、河道形态、泥沙输移规律等物理、化学状况发生变化，进而影响处于其中的水生生物群落、河岸带动植物，甚至整个河流生态系统结构和生态过程，最终影响整个流域生态社会经济复合生态系统[2]。

梯级开发后，形成梯级水库，流速变缓，大气覆氧能力降低，水中溶解氧下降，导致水体自净能力减弱，使水环境容量降低，对污染物的稀释、混合和降解能力减弱。流速变缓，水体的挟沙能力减弱，挟沙颗粒细化，降低了对金属粒子的吸附能力，造成沉淀，使氮、磷等元素及有机物和有毒、有害物质等沉积、富集于库底，影响了水质。这些物质的长期积累，形成了潜在的污染源[3-4]。

本研究通过对利水电站库区上游、库区、坝上、坝下水质状况的监测，以了解梯级电站建设运行对下游水质的影响程度。

1 研究区概况

利水电站位于福建省华安县境内的九龙江北溪干流，上距华安县城36km，下距漳州32km，是北溪干流已开发的第八级梯级重力式混凝土坝式电站，单机装机5000kW，总装机1.5万kW。2003年9月动工兴建，2005年5月开始运行发电。建水电站前北溪干流原有河道比降大，水流湍急，丰、平、枯流量变化较大，大坝建成后水位抬升5～27m，季节性水位变化不明显，为不完全日调节水库。其坝高31.34m，正常蓄水水位22.3m，其相应的水库面积1.5km2，库容2526万m3，有效库容912万m3；坝址多年平均流量294.50m3/s。

2 研究方法

2.1 监测断面及点位

由于利水电站库区上游800m至坝下没有其他明显的水污染源，可以排除其他因素干扰，具有很强的代表性，以这个电站的建设运行对下游水质的影响来研究梯级电站对北溪的水质影响。故布设利水电站库区上游500m(代表河流背景值)、库区、坝上和坝下共4个断面，坝上左、中、右和坝下400m处(公路桥上方，北溪支流下樟溪汇入前)共设置6个采样点。

2.2 采样时间与频次

2008年11月～2009年1月(枯水期)及2010年10月28日～2010年11月6日(枯水期)。根据上游来水量、水质停留及变化周期来确定采样周期及采样间隔时间，各阶段采样监测一般间隔周期在3 h以上，每天采集3次，连续采集累计工作日不少于10d。

2.3 监测项目与分析方法

所监测项目与分析方法详见表1。

表1 监测项目与分析方法

2.4 水质评价标准

由于该水库为不完全日调节水库，库容系数小，调节能力小，因此对该水库的水质评价按地表水环境质量标准进行评价更能真实反映水库水质现状和污染情况。水质评价标准采用《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，详见表2。

表2 水质评价标准

3 结果与分析

由监测结果(表3)可知，在同一断面的同一点位，同一天中不同的采样时间，监测结果相差较大。这主要是上游来水水质水量处于动态变化的原因。

2010年10月28日至2010年11月6日利水电站水质现状监测结果汇总见表4。

由表3、表4监测结果可以看出，4个断面水质具体评价如下：

CODMn：4个断面水质均符合Ⅲ类水质标准，坝上、坝下无明显大的变化，但随着水流方向，水质呈变差的趋势。

DO：4个断面水质均符合Ⅲ类水质标准，随着水流方向，水质呈变差的趋势，坝下DO增高。

表3 同一断面监测不同时间监测结果表(2008-11-09) mg/L

表4 九龙江北溪利水电站上下游断面监测结果汇总表 mg/L

NH3-N：4个断面水质均符合Ⅲ类水质标准，坝上、坝下无明显大的变化，但随着水流方向，水质呈变差的趋势。

总P：4个断面水质均符合Ⅲ类水质标准，坝上、坝下无明显大的变化，但随着水流方向，水质呈变差的趋势。

4 小结与讨论

本研究结果表明，单一电站运行使下游水质呈变差的趋势。梯级电站的建设使九龙江北溪多级湖库化，八级电站的累积效应更加明显，梯级电站运行能使下游水质一定程度变差，其原因主要是流速变缓，大气覆氧能力降低，水中溶解氧下降，导致水体自净能力减弱，对污染物的稀释、混合和降解能力减弱[5-6]。

[1]陈建发,黄慧珍.九龙江北溪干流甲藻爆发的污染成因分析及防治对策[J]．漳州职业技术学院学报， 2010，(4) :30-34.

[2]徐文贤.闽江支流梯级电站开发对生态环境的影响及防治措施[J].四川环境，2007，(6):30-32.

[3]李江华，王 欢，韩 霜，等.水电开发下的河流生态系统管理[J].中国农村水利水电，2006，(11)：51-54.

[4]钟华平，刘 恒，耿雷华.澜沧江流域梯级开发的生态环境累积效应[J].水利学报，2007，(10):577-581.

[5]张博庭.我国的水电开发与环境保护[J].水电及农村电气化，2007，(6):20-24.

[6]张 锐，顾大钧.金沙江下游水质现状调查与研究[J].云南环境科学，2000，(3):31-32.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.01.013

X524

A

1673-1409(2012)01-S047-03

2011-12-14

漳州职业技术学院与漳州市环境保护局科学研究资助项目(ZZY0801)。

陈建发(1971-)，男，福建华安人，高级工程师，研究方向为污染防治与废物资源综合利用。