湘江長沙樞紐工程建設對湘江長沙段水質狀況變化的分析

蘇珊 蔣飛紅 梅 鹍

（長沙水文與水資源勘測局 長沙市 410014）

湘江長沙樞紐工程建設對湘江長沙段水質狀況變化的分析

蘇珊 蔣飛紅 梅 鹍

（長沙水文與水資源勘測局 長沙市 410014）

文章收集了湘江長沙段4個常年水質監測斷面數據，根據《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）標準，采用單項標準指標法評價水源地水質狀況，發現各監測斷面水質類別基本符合相應目標要求。研究表明，湘江長沙段仍存在水質污染問題，且該流域各污染物濃度與湘江水位關系密切，但整體水質未見惡化，工程的建設對其影響不大，工程運營后該段水體營養化污染的風險變大。

湘江長沙段 水質監測 湘江長沙綜合樞紐工程

引言

湘江自南向北流經長沙市區，把長沙市分為河西、河東兩部分，河道寬（800～1 400）m，河床主要由砂礫石組成，兩岸筑有城市防洪大堤，瀏陽河、撈刀河自湘江東面，溈水、靳江自湘江西面匯入湘江。2010年10月湖南省政府在長沙市下游望城區境內的蔡家洲開工建設湘江長沙綜合樞紐，該工程的建設營運，必然對湘江長沙段及整個湘江流域的生態環境造成一定影響。水利工程的建設運營使庫區流速減緩，水體滯留時間增加，自凈能力減弱。具體表現為兩個方面：一是庫區上游發生水污染事故時，水流流速的減緩不利于污染物的遷移擴散；二是水流變緩后，大量的氮、磷等營養物質進入庫區時，庫區水體將出現富營養化現象。

1 研究方法

（1）水樣采集及樣本選取。

監測斷面為猴子石、長沙、岳華和丁白渡口等4個斷面，如圖1所示。根據 《水環境監測規范》SL 219-2013中采樣要求將水樣保存至聚乙烯或玻璃

瓶中，并添加相應保存劑。

圖1 監測斷面示意圖

根據長沙市水資源公報資料，選取各水平年分別為：豐水年份2010年和2012年、枯水年2011年、偏枯水年2013年、偏豐水年2014年。本文將收集各水平年汛期、非汛期和全年監測數據，分析其水質的變化情況并進行趨勢分析。

（2）監測指標及及評價標準。

本次研究選取氨氮、高錳酸鹽指數、總磷和砷4個指標，采用GB 3838-2002《地表水環境質量標準》中相應水質標準，分汛期、非汛期和全年對4個監測斷面進行評價。依據《長沙市水功能區劃》，猴子石大橋斷面位于湘江長沙暮云-傅家洲飲用水源區，長沙斷面位于湘江傅家洲-月亮島景觀娛樂用水區，岳華斷面位于湘江望城開福過渡區，丁白渡口斷面位于湘江望城飲用水源區 （為2013年增測斷面），4個監測斷面所在的水功能區2015年及2020年水質目標均為III類。

2 結果分析

（1）氨氮指標分析。

氨氮是衡量水體富營養化程度的重要指標之一。湘江長沙段氨氮指標變化如圖2。通過實驗及數據對比分析看出，汛期各監測斷面指標濃度在（0.20～0.81）mg/L之間，水質狀況為II類、III類；非汛期各監測斷面指標濃度在（0.46～1.43）mg/L之間，水質狀況為II類、III類、IV類；全年期各監測斷面指標濃度在 （0.35～0.96）mg/L之間，水質狀況為II類、III類。從氨氮指標分析，水質狀況上游（代表斷面猴子石）較下游（代表斷面岳華）好，再往下游到湘江長沙樞紐工程 （代表斷面丁白渡口）水質狀況良好，同時期，岳華斷面氨氮指標偏高，主要是由于支流撈刀河和瀏陽河河水的匯入引起；另外，4個斷面汛期較非汛期水質狀況好。根據相關資料，非生物作用下，氨氮除去轉化與溫度、光照強度成正相關性。隨著湘江長沙樞紐工程的建設，工程蓄水將使湘江長沙飲用水源地水位上升，水體深度、溫度將有所變化，氨氮的去除率下降，使得藻類物質的同化作用起主要作用，湘江長沙段水質可能出現局部富營養化。

（2）高錳酸鹽指標分析。

圖2 氨氮變化趨勢圖

高錳酸鹽指數是反映水體中有機及無機可氧化物質污染的常用指標。湘江長沙段高錳酸鹽指數指標變化如圖3。通過實驗及數據對比分析看出，各監測斷面在選取的年份中汛期、非汛期及全年高錳酸鹽指數監測指標為（2.0～2.5）mg/L,水質狀況為II類、III類。湘江長沙樞紐工程的建設前及建設中，長沙湘江飲用水水源地水質指標高錳酸鹽指數變化不大。

（3）總磷指標分析。

在天然水和廢水中，磷以各種磷酸鹽形式存在，總磷是有機磷、無機磷、縮合磷酸鹽的總和，它們存在于溶液、腐殖質、沙泥和水生生物中，當水體磷含量超過0.1 mg/L時，藻類會過量繁殖，則達到有害程度，因此，它是評價水質的重要指標，也是反映水體富營養化程度營養鹽水平的指標之一。湘江長沙段總磷指標變化如圖4。通過實驗及數據對比分析看出，各監測斷面在選取的年份中汛期、非汛期及全年

總磷監測指標均能達到III類標準。水質狀況上游（代表斷面猴子石）較下游（代表斷面岳華）好，其中岳華斷面2010～2014年各時期總磷含量基本都是超過0.1 mg/L，主要影響是湘江支流瀏陽河河水總磷含量偏高，匯入湘江后導致總磷監測指標高；同時各監測斷面監測數據分析比較得出汛期較非汛期含量低。

圖3 高錳酸鹽指數變化趨勢圖

（4）砷指標分析。

砷是有毒指標之一。湘江長沙段砷指標變化如圖5。通過實驗及數據對比分析看出，近5年來，汛期各監測斷面指標濃度在（0.005 1～0.008 6）mg/L之間，非汛期各監測斷面指標濃度在 （0.0031～0.007 3）mg/L之間，全年期各監測斷面指標濃度在（0.004 6～0.006 9）mg/L之間，水質狀況都能達到I類。從數據分析，總趨勢是出口斷面水質好于入口斷面，說明主要是受上游工業污染影響，而本河段范圍內污染不算嚴重。

圖4 總磷變化趨勢圖

3 結論

河流上興建水利工程會對流量的變化進行控制，這種做法將影響庫區范圍內的水環境質量。首先會對水質凈化的特有規律造成影響，如水質的擴散，稀釋規律等；另一個方面，水的稀釋速度減慢，導致出現富營養化的狀況，從而影響水質，加重污染。湘江長沙樞紐工程建設對湘江長沙飲用水源地水質狀況分析如下：

（1）湘江長沙樞紐工程的建設對湘江長沙飲用水水源地水質暫時沒有造成明顯的變化，目前，湘江長沙段水質狀況基本良好，符合近年來長沙市對湘江水質的目標要求。

圖5 砷變化趨勢圖

（2）湘江長沙段部分河段及一級支流的氨氮、總磷濃度較高，尤其是在非汛期，長沙地區湘江一級支流，尤其是入湘江河口處，這兩個指標都存在超標現象，另一方面湘江長沙段水質受上游重金屬污染尤其是鎘和砷的影響，隨著水文情勢的改變，重金屬的沉積會對環境造成一定的風險。

（3）湘江長沙樞紐工程蓄水后，水溫升高，水流流速減小，使得水體自凈能力較天然河流弱，這將有利于藻類大量生長而導致水體富營養化，所以長沙湘江飲用水源地范圍內可能產生局部富營養化的現象。

[1]鄧岳.大源渡航電樞紐工程對湘江水環境的影響分析[J].交通環保，2003，2（S1）：66-68.

[2]彭博，唐曉燕，余昌訓，等.湘江入河河段沉積物重金屬污染及其Pb同位素地球化學示蹤 [J].地質學報，2011，85（2）：282-289.

[3]王妮娜，李浩飛，鄧保君，等.漢江漢中段水體COD、BOD與DO相互關系的研究[J].化工技術與開發，2011，（03）.

[4]曹玲玲，鄧云.水電站建設對水環境容量的影響研究[J].四川環境，2010，（01）.

[5]周召梅，李強.長沙綜合樞紐工程對湘江水文情勢水生態環境影響及對策[J].水利科技與經濟，2010，（09）.

[6]俞盈，付廣義，陳繁忠，等.水體中三氮轉化規律及影響因素研究[J].地球化學，2008，37（6）：565-571.

2015-11-20）

蘇珊（1980-），女，大學本科，工程師，主要從事水文分析計算與研究工作，手機：13687339131。