程海湖补水可行性研究

和继华

(云南省水文水资源局丽江分局，云南 丽江 674100)



程海湖补水可行性研究

和继华

(云南省水文水资源局丽江分局，云南 丽江 674100)

摘要：程海湖是云南省九大高原湖泊之一，近年来一直处于轻度富营养状态，且蓄水量下降趋势明显，年亏水量近1700万m3。外流域补水是唯一可以解决程海湖水资源矛盾的办法。补水水源水质类别必须要达到Ⅲ类以上，水量要在满足自身流域用水要求外至少能保证每年向程海补水1700万m3。程海湖周边水源有仙人河、五郎河和金沙江，可行性分析后认为五郎河引水比较可行。

关键词：高原湖泊；湖泊补水；可行性研究；程海湖

1程海湖概况

程海又名黑伍海，是云南省九大高原湖泊之一，位于云南省丽江市永胜县西南方向的程海镇境内，距县城约45km，地理坐标为东经100°38′～100°41′，北纬26°17′～26°28′。程海汇水面积318.3km2，其中陆地面积242.5km2，水面面积75.8km2，平均水深25.7m，最大水深35.1m，蓄水量19.8亿m3，属金沙江水系。当前程海最高运行水位为1501m(黄海高程，下同)，最低控制水位1499.2m。

程海流域属中亚热带高原季风气候，主要盛行南风，年平均气温17.8℃，最冷月平均气温8～11℃。流域多年平均降水量725.5mm，蒸发量为2269.4mm；湖面年平均降水量为733.6mm，蒸发量为2169mm，蒸发量大约是降水量的3倍。程海主要入湖河流和冲沟有47条，但流程十分短小，多数河流为季节性溪流。

2程海湖水体质量现状

近年来，程海湖环境污染问题日趋突出，水环境质量下降，湖泊萎缩，水体富营养化加速发展，对程海湖可持续利用构成了严重威胁。

2.1水质现状及评价

为了能直观清晰地反映程海湖水环境现状，对程海河口街、程海湖心、程海东岩村、程海半海子4个站点2005年、2010年、2015年水质平均监测值用《GB3838-2002 地表水环境质量标准》进行评价，结果见表1，表中未列其余地表水常规监测项目(除pH和氟化物)均小于检出限，即达到I类水标准。

表1　程海湖水质及富营养化评价成果表

监测评价结果表明， 程海湖TN 2005年为0.516mg/L，2015年上升到0.790mg/L；TP 2005年为0.040mg/L， 2015年上升为0.055mg/L；水体透明度2005年为2.6m， 2015年下降到1.6m；叶绿素含量2010年为0.0068mg/L，2015年上升到0.0142mg/L。根据富营养化评价项目评分，程海营养状态由2005年的中营养逐步渐变为2010年的轻度富营养，近年来一直处于轻度富营养状态，其水体富营养化现象呈加剧趋势。在春夏季节，其水体水面有或多或少的绿色藻团，特别是在水温较高的7、8月份，程海藻密度数量级到达978×104个/L，藻细胞含量水平评价为高等，水华风险评估为强预警。

2.2水质变化趋势分析

利用2005—2015年程海湖的各监测断面资料，选择对程海湖水质有影响的TP、TN、CODMn、BOD5、NH3-N、pH、F-，用Kendall检验进行趋势分析，具体结果见表2。

从湖泊的4个断面水质变化趋势得出，程海的CODMn、TN和F-均呈高度显著上升趋势，TP湖心显著上升，NH3-N、BOD5无明显升降趋势。可能是因为面源污染使氮磷营养物质、有机物富集于湖中，不断增加湖内这些物质的含量；程海湖属封闭型湖泊，与外界水体交换基本没有，入湖来水量远远小于蒸发量，近年来水位呈明显下降趋势，增加了水中的氟化物、氮磷等物质富集，使浓度增加。

表2　程海湖监测站趋势分析表

2.3水量现状

2.3.1湖容变化分析

根据程海湖水位容积曲线，利用程海湖河口街水位站1961—2015年长系列水位资料统计年均湖容，程海湖中水量减少明显。从图1可以看出，程海湖历年湖泊水容量只有1990—2002年上升，原因是1994—2002年仙人河对程海年均1700万m3的补给；其余时间连续下降，主要原因是连续干旱，降雨量偏少，湖面蒸发量增大，流域用水量增大。1966—2015年实测资料显示，程海多年平均水位1501.32m，湖容19.8亿m3；最高水位为1967年1504.25m，湖容22亿m3；最低水位为2015年1496.88m，湖容16.1亿m3。程海湖减少蓄水量5.9亿m3。特别是2008—2015年，受连续干旱的影响，程海湖蓄水量下降趋势明显，并还在持续。

2.3.2流域水量平衡分析

根据河口街站实测降水、蒸发量资料及2013年度《永胜年鉴》程海镇工农林及生活用水量情况，分别计算出程海流域来水和耗水量。以水位1498.0m对应湖面积73.02km2及多年平均降水量740.6mm和蒸发量2000.3mm计算出程海湖湖面降雨、地表径流量和水面蒸发量；参照程海镇每亩农田用水量、人畜用水量及程海抽水站数据推算出沿湖耗水量；进行水量平衡计算，得出程海湖年亏水量近1700万m3。

表3　程海湖流域水量平衡分析　万m3

2.4程海湖存在问题

通过对程海湖水体质量分析，可以看出水资源问题相当突出：水量持续下降，水质不断恶化，且趋势比较显著，迫切需要找到解决的可行办法。

由于程海湖是封闭湖泊，外流域补水是唯一可以解决程海湖水资源矛盾的办法。《程海湖管理条例》规定补水水源水质类别不能低于Ⅲ类水标准。经过对程海湖水体质量现状分析，要满足或改善程海湖水体质量，补水水源水质类别必须要达到Ⅲ类以上，水量要在满足自身流域用水要求外至少能保证每年向程海补水1700万m3。

针对以上情况，提出理论上可能为程海湖补水的水源为仙人河、五郎河和金沙江。

3补水水源质量现状分析

程海湖周边水源有仙人河、五郎河和金沙江，详见图2。根据监测资料进行水质和水量总体情况分析研究。仙人河为马过河一级支流，发源于永胜县永北镇壶山，在程海湖东面，设置有水文和水质监测断面。五郎河属金沙江一级支流，发源于宁蒗县跑马坪乡弯钩梁子，于永胜县大安乡金安桥汇入金沙江，流域形状为扇形，流域总面积为2196km2，总管田水文站以上流域面积2083km2，河道长86.1km，是丽江市最大的一条金沙江支流，具有丰富的水资源和水能资源，设置总管田水文和水质断面。金沙江流域多年平均流量4920m3/s，多年平均年径流量1550亿m3，约占长江宜昌站来水量的1/3，设置有红光水质断面。

3.1水质评价及趋势分析

利用普渣子站、总管田站、红光站2015年水质监测结果，选取对程海湖水质影响比较大的pH、DO、NH3-N、BOD5、CODMn、F-、TP参数用《GB 3838-2002 地表水环境质量标准》进行评价，并进行趋势分析，结果见表4和表5。

表4　补水水源水质评价表　(mg/L)

由表4、表5可看出，仙人河水质类别在Ⅴ类以上，主要是TP超Ⅲ类水标准。五郎河和金沙江水质达到Ⅱ类水标准。由于仙人河水质资料只有两年，不作趋势分析。五郎河和金沙江水质变化无明显升降趋势。

表5　补水水源水质变化趋势分析表

3.2水量分析

仙人河补水工程于1993年建成，根据专用水文资料，设计年调水量为3560万m3。

五郎河流域(总管田水文站控制断面)多年平均流量29.1m3/s，折合年径流量9.16亿m3。最大年份(1966年)为16.8亿m3，最小年为(1960年)4.95亿m3。径流主要来源于降水补给，河川基流小，洪峰水量集中，洪峰水量的大小取决于降水。因此，河川径流的变化与降水存在明显的对应关系。也可以说，降水的时空分布决定了径流在年内、年际及时段上的分配特征。径流量的年内分配，地表径流量的年内分配与降水的年内分配极为相近，径流主要集中于夏秋雨季，6—10月的径流量占全年径流量的83%。从年降雨量和年径流量相关关系分析，五郎河流域多年平均雨量为1087.4mm，平均径流深435mm，年径流系数为0.40。

金沙江龙开口电站水库根据预可研阶段设计成果，电站正常蓄水位1303.00mm，总库容5.44亿m3。

4可行性评估

仙人河水源水质超标，不宜作为程海湖补水水源。五郎河和金沙江均能满足程海补水质量要求，即水质类别达到Ⅲ类以上，并且目前没有明显升降变化趋势，水量都能保证向程海补水1700万m3以上，可作为补水水源。因地制宜，五郎河补水可以在原来三川镇团结大沟上改扩建，可自流到程海湖，距离在25km左右。金沙江补水需要从龙开口电站水库经提水到程海湖，距离在30km左右。五郎河引水比较可行，并且该流域上游只有少数农村，更有利于进行水资源保护，维持和提高水质量。

5建议

(1)保护好补水水源，保证现状水质质量，并进一步提高质量；

(2)建设农灌外流域引水工程，减少直接从程海湖取水农灌；仙人河引水已建成，完善渠系配套工程，作为程海湖流域农灌的组成部分；

(3)建设环湖截污工程，减少面源和点源污染直接排放入湖；

(4)做好程海湖流域合理开发规划，经济发展应与水资源支撑能力相适应。

参考文献：

[1]董云仙,邹锐.程海湖生态系统研究[M].昆明：云南科技出版社,2011.

[2]云南省程海湖管理条例[Z].

[3]GB 3838-2002 地表水环境质量标准[S].

Water Replenishment Feasibility in Chenghaihu Lake

HE Ji-hua

(Bureau of Hydrology and Water Resources in Yunnan Province, Lijiang Branch, Lijiang Yunnan 674100 ,China)

Abstract：Chenghaihu Lake, as one of the nine plateau lakes in Yunnan province, is an enclosed alkaline lake. Its pH and fluoride background values are higher than other fresh water lakes. Due to the rapid water demand in the basin, water resource shortage has become more and more serious. The water lost 1,700,000 cubic meters every year. Meanwhile, the water quality of the lake has been becoming worse in recent year. Replenishing water from other watersheds seemed to be the only way to alleviate the water shortage problem of Chenghaihu Lake. The replenishment water quality needs to be above the third class of national water standard in order to ensure the good water quality state of the lake. There are several rivers nearby Chenghaihu Lake, namely Xianren River, Wulang River and Jinshajiang River. The water sources could replenish 1,700,000 cubic meters of water to the lake every year and leave itself enough water. After comparing the water volume of each potential water sources, Wulang River might meet all requirements.

Key words：plateau lake; water replenishment in lake; feasibility study; Chenghaihu Lake

中图分类号：X52

文献标志码：A

文章编号：1673-9655(2016)01-0035-04

收稿日期：2015-07-01