水利工程与河流水质演变关系分析

孙永峰

(辽宁省营口水文局，辽宁 营口 115003)

1 概 述

水利工程是为达到除害兴利目的而修建的工程，用于控制和调配自然界的地表水和地下水。公元前600年左右至今，我国已修建9.8万座水库，主要用来防洪、灌溉、除涝、供水、发电等。水利工程的修建为农田灌溉提供便利，减少了洪涝灾害，带来巨大的经济效益，水库蓄水对库区的水文情势发生较大变化，同时也对水环境质量产生影响。

2 石佛寺水库蓄水后水质变化分析

着重比较上、下游水质站年际水质类别、主要污染物浓度，以揭示石佛寺水库建成蓄水后对辽河水环境质量的影响。珠尔山站位于石佛寺水库上游，至石佛寺水库入口河段没有较大汇水处，可以作为上游站；选择石佛寺水库坝前区作为下游站。珠尔山站水质实际监测数据系列为2003-2013年，石佛寺水库坝前区站实际监测数据系列为2006-2013年。

2.1 水库水质评价依据

水库水质现状采用《地表水资源质量评价规程》(SL395-2007)及《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)进行评价，选择pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、铁、锰、砷、汞、氰化物、挥发酚、石油类、镉、铅、铜、锌、硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮等基本监测项目24项进行分析评价[1-2]。

2.2 水库水质评价方法

评价方法采用单因子评价方法。一项指标超标即评定为不合格，评价结果以按照《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅲ类标准值作为水体是否超标的界限，主要超标项目及超标倍数(以超水质目标计)。依据《地表水资源质量评价规程》(SL395-2007)，对石佛寺水库富营养化情况进行评价。

2.3 水库水质变化趋势分析

石佛寺水库上游珠尔山站与坝前区逐年水质类别进行比较，如图1所示。从图中可以看出，石佛寺水库坝前区全指标逐年水质类别与珠尔山站多数年份一致，在Ⅳ-劣Ⅴ类之间波动，高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮是影响水质类别的主要因子；坝前区双指标水质类别好于珠尔山站，2012年除外。

从全指标评价水质类别变化趋势图知：水质类别珠尔山监测断面2011-2013年保持为Ⅴ类；石佛寺水库坝前区从2007年到2009年，水质类别始终处于劣Ⅴ类，但在2010年出现了拐点，水质逐渐开始转好，直至2013年，水质的类别达到并保持在Ⅴ类。其中，双指标水质类别于全指标的变化趋势大致一样，珠尔山在2011年水质类别为Ⅲ类，，2012及2013年都为Ⅳ类水质类别；石佛寺水库坝前区监测断面在2010年的水质类别始终在Ⅲ-Ⅳ类之间，出现了好转现象。氨氮、总磷、五日高锰酸盐指数是影响石佛寺水库各监测断面水质类别的主要因子。

图1 石佛寺水库蓄水后水质变化趋势

2.4 石佛寺水库坝前营养状态年际变化趋势

从图2石佛寺水库坝前断面营养状态年际变化趋势可以看出，石佛寺水库坝前区断面2007-2013年的营养状态指数EI在63.0-72.6之间，其各年份营养状态为中度富营养状态，影响石佛寺水库营养状态的主要因素是总氮。分析5年滑动平均曲线可以得出，坝前区监测断面营养状态指数EI值呈下降-波动的变化趋势[3-4]，这与石佛寺水库水质类别的变化趋势是一致的。

2.5 污染物浓度分析

对石佛寺水库上下游水质站高锰酸盐指数、氨氮、五日生化需氧量三项特征因子逐年年度浓度平均值变化趋势进行分析，从图3可以看出，坝前区三种主要污染物年度浓度低于珠尔山站，多数年份在Ⅲ类水质标准限值以上。石佛寺水库为平原型水库，污染物在不同时空尺度下的分配和运移过程中衰减、稀释，浓度逐渐降低，因此坝前区水质较珠尔山站好些。

图3 石佛寺水库蓄水后主要污染物浓度年际变化趋势

3 结 语

从评价结果可以看出石佛寺水库处于Ⅳ类和Ⅴ类水质、中度富营养状态、水质状况较差，氮是仍不可忽视的，要加强对石佛寺水库上游水体的污染防治和治理。2000年至2010年，社会经济继续发展，水资源开发利用率增加，在国家和辽宁省的共同努力下，加大治理环境污染的力度，加大环境污染事件的宣传力度，企事业单位处理各种污染物的能力水平得到了显著提升，人们对水环境保护的认知能力和自我保护能力增加，水污染治理取得了较好的成果，通过入库口珠尔山断面与坝前区断面的主要污染物浓度年际变化关系、水质类别的比较分析，水利工程受水体自净作用的影响对辽河河水环境质量具有改善作用。建议加大管理力度，减少排污，以确保水环境能主要通过水体的自身降解达到水质相关要求[5-7]。