水利工程與河流水質演變關系分析

孫永峰

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115003)

1 概 述

水利工程是為達到除害興利目的而修建的工程，用于控制和調配自然界的地表水和地下水。公元前600年左右至今，我國已修建9.8萬座水庫，主要用來防洪、灌溉、除澇、供水、發電等。水利工程的修建為農田灌溉提供便利，減少了洪澇災害，帶來巨大的經濟效益，水庫蓄水對庫區的水文情勢發生較大變化，同時也對水環境質量產生影響。

2 石佛寺水庫蓄水后水質變化分析

著重比較上、下游水質站年際水質類別、主要污染物濃度，以揭示石佛寺水庫建成蓄水后對遼河水環境質量的影響。珠爾山站位于石佛寺水庫上游，至石佛寺水庫入口河段沒有較大匯水處，可以作為上游站；選擇石佛寺水庫壩前區作為下游站。珠爾山站水質實際監測數據系列為2003-2013年，石佛寺水庫壩前區站實際監測數據系列為2006-2013年。

2.1 水庫水質評價依據

水庫水質現狀采用《地表水資源質量評價規程》(SL395-2007)及《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)進行評價，選擇pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、鐵、錳、砷、汞、氰化物、揮發酚、石油類、鎘、鉛、銅、鋅、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽氮等基本監測項目24項進行分析評價[1-2]。

2.2 水庫水質評價方法

評價方法采用單因子評價方法。一項指標超標即評定為不合格，評價結果以按照《地表水環境質量標準》(GB 3838-2002)中Ⅲ類標準值作為水體是否超標的界限，主要超標項目及超標倍數(以超水質目標計)。依據《地表水資源質量評價規程》(SL395-2007)，對石佛寺水庫富營養化情況進行評價。

2.3 水庫水質變化趨勢分析

石佛寺水庫上游珠爾山站與壩前區逐年水質類別進行比較，如圖1所示。從圖中可以看出，石佛寺水庫壩前區全指標逐年水質類別與珠爾山站多數年份一致，在Ⅳ-劣Ⅴ類之間波動，高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、氨氮是影響水質類別的主要因子；壩前區雙指標水質類別好于珠爾山站，2012年除外。

從全指標評價水質類別變化趨勢圖知：水質類別珠爾山監測斷面2011-2013年保持為Ⅴ類；石佛寺水庫壩前區從2007年到2009年，水質類別始終處于劣Ⅴ類，但在2010年出現了拐點，水質逐漸開始轉好，直至2013年，水質的類別達到并保持在Ⅴ類。其中，雙指標水質類別于全指標的變化趨勢大致一樣，珠爾山在2011年水質類別為Ⅲ類，，2012及2013年都為Ⅳ類水質類別；石佛寺水庫壩前區監測斷面在2010年的水質類別始終在Ⅲ-Ⅳ類之間，出現了好轉現象。氨氮、總磷、五日高錳酸鹽指數是影響石佛寺水庫各監測斷面水質類別的主要因子。

圖1 石佛寺水庫蓄水后水質變化趨勢

2.4 石佛寺水庫壩前營養狀態年際變化趨勢

從圖2石佛寺水庫壩前斷面營養狀態年際變化趨勢可以看出，石佛寺水庫壩前區斷面2007-2013年的營養狀態指數EI在63.0-72.6之間，其各年份營養狀態為中度富營養狀態，影響石佛寺水庫營養狀態的主要因素是總氮。分析5年滑動平均曲線可以得出，壩前區監測斷面營養狀態指數EI值呈下降-波動的變化趨勢[3-4]，這與石佛寺水庫水質類別的變化趨勢是一致的。

2.5 污染物濃度分析

對石佛寺水庫上下游水質站高錳酸鹽指數、氨氮、五日生化需氧量三項特征因子逐年年度濃度平均值變化趨勢進行分析，從圖3可以看出，壩前區三種主要污染物年度濃度低于珠爾山站，多數年份在Ⅲ類水質標準限值以上。石佛寺水庫為平原型水庫，污染物在不同時空尺度下的分配和運移過程中衰減、稀釋，濃度逐漸降低，因此壩前區水質較珠爾山站好些。

圖3 石佛寺水庫蓄水后主要污染物濃度年際變化趨勢

3 結 語

從評價結果可以看出石佛寺水庫處于Ⅳ類和Ⅴ類水質、中度富營養狀態、水質狀況較差，氮是仍不可忽視的，要加強對石佛寺水庫上游水體的污染防治和治理。2000年至2010年，社會經濟繼續發展，水資源開發利用率增加，在國家和遼寧省的共同努力下，加大治理環境污染的力度，加大環境污染事件的宣傳力度，企事業單位處理各種污染物的能力水平得到了顯著提升，人們對水環境保護的認知能力和自我保護能力增加，水污染治理取得了較好的成果，通過入庫口珠爾山斷面與壩前區斷面的主要污染物濃度年際變化關系、水質類別的比較分析，水利工程受水體自凈作用的影響對遼河河水環境質量具有改善作用。建議加大管理力度，減少排污，以確保水環境能主要通過水體的自身降解達到水質相關要求[5-7]。