向家坝水库蓄水及下泄水水质变化分析

郑海燕 徐 浩 左新宇 兰 峰

(长江委水文局长江上游水环境监测中心， 重庆 400020)



向家坝水库蓄水及下泄水水质变化分析

郑海燕 徐 浩 左新宇 兰 峰

(长江委水文局长江上游水环境监测中心， 重庆 400020)

为了掌握向家坝水库电站蓄水初期大坝上下游水质的变化情况，在大坝上、下游分别设置了2个水质监测断面，对库区初期蓄水及下泄水进行了监测。依据完成的21次监测数据，采用单因子评价法，对向家坝水库蓄水及下泄水的水质类别和主要水质参数进行了蓄水前后的对比分析。结果表明，2个水质监测断面及金沙江干流水质在向家坝水库蓄水初期稍有改善，并逐渐趋于平稳，部分水质参数变化趋势较为明显。

水质监测；水质评价；监测断面；向家坝水利枢纽

向家坝水电站位于川滇两省交界的金沙江下游河段，是继三峡水电站、溪洛渡水电站之后我国已建的第三大水电站，是金沙江下游梯级开发中的最末一个电站，也是我国“西电东送”的骨干电源点。该水电站于2006年11月26日正式开工建设，2008年12月实现主河床截流，2012年10月首批机组发电，计划2015年工程全部竣工，总工期114个月。向家坝水利枢纽工程具有发电、防洪、航运、灌溉等综合效益。

向家坝电站水库正常蓄水位380 m，总库容51.6亿m3，防洪库容9亿m3。电站的修建极大地改善了金沙江宜宾段以上105 km的航道条件，使坝址以上航道等级由5级提高至4级。向家坝水电站建成后，其引水灌溉范围可覆盖四川、云南所属的宜宾、泸州、自贡、昭通等近20个市县，灌溉面积超过2 500 km2。

1 水质监测概况

1.1 站点布设

2008年5月，长江水利委员会长江上游水文水资源勘测局接收了位于四川省宜宾县安边镇莲花池村的向家坝水文站并负责管理运行。该站位于东经104°24′，北纬28°38′，水文测流断面位于向家坝坝址下游2 km处，下游1 km处右岸为横江与金沙江汇合口。坝下水质监测断面与水文测流断面重合，并建有固定的断面标识，采用横式采样器与缆道联用方式定位取样。采样垂线布设左岸、中泓、右岸3线，左右岸离岸边约50 m；采样点布设上下2点，位置分别为水面以下 0.5 m，河底以上 0.5 m。

另外，距向家坝坝址上游500 m处库区，设置有新滩坝水位观测站及水质监测断面，采用横式采样器取样，作为对照断面资料。采样垂线布设左岸、中泓、右岸3线；其中左右岸采样点布设上下2点，位置分别为水面以下0.5 m，河底以上0.5 m，中泓取水面下 0.5 m。断面布置如图1所示。

图1 监测断面位置示意

1.2 监测参数

水质监测参数包括：水位、流量、水温、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、BOD5、氨氮、总氮、总磷、六价铬、镉、铅、铜、锌、锰、汞、砷、硒、挥发酚、氰化物、石油类、悬浮物、粪大肠菌群、氟化物、阴离子表面活性剂、化学需氧量、磷酸盐、叶绿素a等29项。除现场测定参数(水温、pH值、溶解氧等)、现场固定参数及悬浮物、粪大肠菌群、石油类、溶解氧、现场固定参数等特殊项目外，其余监测参数严格按《地表水水环境质量标准》(GB 3838—2002)要求，水样采集后自然沉降30 min，取上层非沉降部分按规定方法进行分析。各指标所采用分析方法见表1。

表1 水质监测项目分析方法

向家坝断面在蓄水前监测本底值4次，每月上旬取样1次；向家坝断面和新滩坝断面蓄水初期每4 d取样1次，持续5次，蓄水后期每月上旬取样，持续12次；2个断面共计监测21次。

2 水质评价类别变化情况

本次水质评价选定的参数包括：pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、BOD5、氨氮、总磷、铜、锌、氟化物、硒、汞、砷、镉、六价铬、铅、挥发酚、氰化物、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群等21项。水质评价采用单因子指数法，即当有一项指标超过相应功能的标准时，就表示该水体已经不能完全满足该功能的要求。为了保证监测资料的连续性与评价结果的可比性，水质评价标准统一采用《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)进行水质类别评价。

2.1 蓄水水质监测

在2012年6～9月共4次本底值监测中，向家坝断面水体水质为Ⅲ类水体1次，占25.0%；Ⅳ类水体3次，占75.0%，主要水质超标项为粪大肠菌群。

在2012年10月共5次蓄水初期监测中，向家坝断面Ⅲ类水体1次，占20.0%；Ⅳ类水体4次，占80.0%，主要水质超标项为粪大肠菌群和总磷。新滩坝断面Ⅲ类水体2次，占40.0%；Ⅳ类水体3次，占60.0%，主要水质超标项为粪大肠菌群。

在2012年11月至2013年10月共12次蓄水后期监测中，向家坝断面和新滩坝断面水质趋于稳定，均保持在Ⅲ类水体不变。

向家坝断面和新滩坝断面水质类别情况见图2和图3。

图2 向家坝断面水质类别情况

图3 新滩坝断面水质类别情况

2.2 水质类别变化

以上分析评价结果表明，向家坝水库蓄水后，坝前库区蓄水及下泄水水质逐渐由Ⅳ类转化为Ⅲ类水体，并趋于稳定。

3 主要水质参数变化情况

根据向家坝和新滩坝断面监测资料系列，对悬浮物、溶解氧、总磷、铅、粪大肠菌群、氨氮、高锰酸盐指数、氟化物等8项参数在蓄水前、蓄水初期和蓄水后期的连续变化情况进行简要分析，见图4～11。

图4 悬浮物变化趋势

图5 溶解氧变化趋势

图6 总磷变化趋势

图7 铅变化趋势

图8 粪大肠菌群变化趋势

图9 氨氮变化趋势

图10 高锰酸盐指数变化趋势

图11 氟化物变化趋势

从图4～11可以很直观地发现，向家坝和新滩坝断面水质变化趋势基本相同；悬浮物、总磷、粪大肠菌群等含量在向家坝水电站水库蓄水后有所减小；溶解氧含量较蓄水前有所增加；铅含量随着蓄水过程呈现出倒“U”字型状态；氨氮、高锰酸盐指数、氟化物等参数变化趋势不显著。

4 结论与讨论

(1) 向家坝断面蓄水前后的监测数据表明，水质评价类别主要为Ⅳ类和Ⅲ类，分别占75.0%和25.0%，在蓄水后逐步转化为Ⅲ类水体，这说明经过向家坝水库蓄水，水质相对有所改善。

(2) 悬浮物、总磷和粪大肠菌群等含量在向家坝水库蓄水后有所减小；溶解氧含量有所增加；铅、铜等金属含量呈现出倒“U”字型状态；其余参数变化趋势均不明显。

(3) 根据相关研究，造成金沙江向家坝库区段水质恶化的主要污染物是总氮、总磷和粪大肠菌群，丰水期的污染最为严重；污染物主要来源于流域的非点源污染，主要是由生活和生产活动造成的。根据大坝建成后水体的物理、化学和生物学性质变化，预测水库，尤其是支流库湾水体将会富营养化，水库水体富营养化后很难治理，应及早采取措施进行防治。同时实测资料显示，由于向家坝水库蓄水后，高水位的清水下泄，河道泥沙含量减小，悬浮物及其易吸附的总磷含量亦随之减小；另由于蓄水后形成的大容积清水对污染物进行了一定的稀释，也可能是造成某些污染物浓度减小的重要原因[1]。

(4) 水库蓄水后水体中悬浮物蓄积的金属通过水-土间的界面反应和物质交换释放出来，影响了库区水体中的金属含量，释放强度在蓄水初期最大，之后逐渐减弱并达到动态平衡，这是铅、铜等金属含量呈现出倒“U”字型状态的主要原因。

(5) 向家坝水库蓄水，对向家坝水质监测断面及金沙江干流水质有所改善，水质参数未发生明显不利变化；高水位的清水下泄，导致水体中悬浮物减少，水体光透性增强，同时下泄水导致的溶解性气体含量会趋于饱和甚至过饱和，从而对水生态环境造成一定的影响[2]。

[1] 王新伟，姜翠玲，朱立琴．水库蓄水初期水质变化与富营养化成因分析[J]. 水电能源科学，2010, 28(1):38-40．

[2] 郭宗锋，高一川，邓卿艳，等．金沙江向家坝库区段水质现状[J]. 人民长江，2009,40(3): 31-34．

(编辑：陈紫薇)

2016-09-15

郑海燕，女，长江委水文局长江上游水环境监测中心，工程师.

1006-0081(2016)11-0041-03

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