某水力工程建設(shè)對(duì)該流域水文生態(tài)的影響研究

麥麥提托合提·吾加卜杜拉

(新疆和田地區(qū)水文勘測局，新疆 和田 848000)

水環(huán)境對(duì)生產(chǎn)生活尤為重要,而流域水文系統(tǒng)的穩(wěn)定可看做是天然水文過程的良性循環(huán),水文系統(tǒng)變異相應(yīng)帶來水文循環(huán)的改變,這種改變體現(xiàn)在徑流序列區(qū)間性的不同[1-3]。水力工程的建設(shè)會(huì)顯著的改變流域附近的地下水環(huán)境，從而影響該流域附近的水文生態(tài)，水文系統(tǒng)的變異一般和河流生態(tài)水文指標(biāo)息息相關(guān)[4-6]。本文基于地下水水質(zhì)測試，分析了水力工程對(duì)流域水文的影響關(guān)系，為水力工程建設(shè)提供參考。

1 工程概況

新疆和田水環(huán)境監(jiān)測分中心于2019年11月11日至11月23日對(duì)新疆和田流域附近開展了水質(zhì)采樣及監(jiān)測工作。其中，流域三眼井，省級(jí)10眼井。

采樣采用貝勒管進(jìn)行現(xiàn)場地下水采樣，水樣容器的選擇、洗滌方法和水樣保存方法嚴(yán)格按照黃河流域水環(huán)境監(jiān)測中心相關(guān)規(guī)范要求執(zhí)行，采樣前先測地下水位。每個(gè)水樣8組采樣瓶均按照要求加固定試劑，并密封及時(shí)寄送至黃河流域水環(huán)境監(jiān)測中心。要求分中心完成的30項(xiàng)常規(guī)分析項(xiàng)目也已按時(shí)監(jiān)測完并已將結(jié)果報(bào)送至自治區(qū)水環(huán)境監(jiān)測中心進(jìn)行匯總，其中和田分中心無上崗證參數(shù)的銅、鉛、鋅、隔、鐵、錳、砷、汞、硒九項(xiàng)委托第三方檢測完成。和田水環(huán)境監(jiān)測分中心依據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，結(jié)合分中心的實(shí)際情況認(rèn)真組織落實(shí)管理體系的各個(gè)環(huán)節(jié)。

2 水力工程建設(shè)水環(huán)境變化

2.1 采樣流程

如圖1所示，對(duì)13個(gè)監(jiān)測站開展水質(zhì)采樣送樣工作，投入6人/天，兩輛水質(zhì)采樣車負(fù)責(zé)。采樣流程見圖1。

圖1 采樣流程圖

2.1.1 設(shè)備校測

測量埋深、水溫、地面至傳感器距離、井深，填寫記錄表。留存現(xiàn)場操作照片。照片上顯示拍攝日期，并以站碼命名。每個(gè)井至少拍有以下6張照片：(1)校測前井口保護(hù)桶內(nèi)設(shè)備安放照片(須反映RTU、電纜線卡、天線等內(nèi)容)；(2)水位、水溫、井深校測工作照片(須顯示勘測局專職技術(shù)人員)；(3)地面至傳感器距離校測工作照片(須顯示勘測局專職技術(shù)人員)；(4)校測后井口保護(hù)桶內(nèi)設(shè)備安放照片(須反映RTU、電纜線卡、天線等內(nèi)容)。如發(fā)現(xiàn)需要維修的問題，應(yīng)增加照片。

2.1.2 計(jì)算井管儲(chǔ)水體積

直徑146 mm、壁厚6 mm井管，1 m水柱高儲(chǔ)水體積0.014 m3。水泵抽水時(shí)間(小時(shí))=井管儲(chǔ)水體積(m3)×抽數(shù)倍數(shù)÷水泵實(shí)際流量(m3/h)。可用水桶實(shí)測水泵實(shí)際流量。采集全指標(biāo)監(jiān)測內(nèi)容(《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017)中地下水質(zhì)量指標(biāo)(表1)，共93項(xiàng)。

表1 現(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容測定值的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)

為取得具有代表性的地下水水質(zhì)樣品，采樣前將監(jiān)測井中的滯留水抽換出來，使用多級(jí)泵進(jìn)行抽水。抽水前應(yīng)檢查多級(jí)泵的電線是否連接正確、安全繩是否固定等情況，然后將多級(jí)泵下放至井水深度的1/3 處。水泵不得下入沉淀管內(nèi)，盡量避開濾水管。原則上抽水過程中盡量避免引起水位有明顯的泄降。本次采樣嚴(yán)格按照安全操作規(guī)程安裝設(shè)備。

2.1.4 采樣前抽水

抽水設(shè)備調(diào)試、檢查完畢后抽水。達(dá)到水樣采集的要求后，才進(jìn)行采集水樣。

2.1.5 水泵抽水樣品采集

1)揮發(fā)性有機(jī)物樣品，使用貝勒管進(jìn)行采集。將貝勒管緩慢放置于井水深度的1/3處，采集新鮮補(bǔ)注的水質(zhì)樣品，控制水樣由貝勒管底部流出，使用揮發(fā)性有機(jī)物專用的棕色玻璃瓶收集，且樣品必須注滿容器，上部不留空隙。

2)其他有機(jī)物、微生物、重金屬和無機(jī)物的樣品，使用潛水多級(jí)泵進(jìn)行采集。在不改變潛水多級(jí)泵放置位置的情況下，維持原有的抽水速率，采集樣品。

3)水質(zhì)監(jiān)測樣品采集照片。照片上顯示拍攝日期，橫著照。至少有以下6張照片：(1)標(biāo)示牌照片(站碼清晰可見)；(2)采樣設(shè)備照片(顯示水泵、三腳架、卷揚(yáng)機(jī)等)；(3)抽水照片；(4)現(xiàn)場監(jiān)測照片(須顯示勘測局采樣技術(shù)人員)；(5)水樣固定、裝箱照片(須顯示勘測局采樣技術(shù)人員)；(6)校測后井口保護(hù)桶內(nèi)設(shè)備安放照片(須反映RTU、電纜線卡、天線等內(nèi)容)

2.4.1 電切質(zhì)量評(píng)估 標(biāo)本中逼尿肌組織的存在與否可作為電切質(zhì)量的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)(TaG1/LG腫瘤除外)。二次電切能夠反映初次電切的質(zhì)量。

2.1.6 放回井內(nèi)監(jiān)測設(shè)備

樣品采集分裝完成后，清除保護(hù)桶內(nèi)細(xì)沙等雜物。按取出順序的逆序?qū)⒕畠?nèi)監(jiān)測設(shè)備放至原始位置。按取出時(shí)的位置、角度，將探頭、電纜線原樣、緩慢放入井管內(nèi)，掌握手感力度，感覺重量變輕時(shí)，立即停止，重新提出，再緩慢放入，以避免電纜線在井內(nèi)纏繞、堆積。固定天線(如果有)。

2.1.7 井口保護(hù)桶蓋

如圖2所示，將保護(hù)桶內(nèi)儀器擺放整齊；合上井口保護(hù)桶蓋；在螺桿上套上彈簧墊片；旋擰專用鎖，直至聽到彈簧墊片卡住的聲音；手提蓋板把守，檢查是否鎖緊。

圖2 地下井保護(hù)桶圖片

2.1.8 樣品運(yùn)輸

93項(xiàng)全指標(biāo)監(jiān)測內(nèi)容樣品10眼井水樣，省級(jí)20項(xiàng)常用監(jiān)測內(nèi)容樣品1件、水利部監(jiān)督93項(xiàng)全指標(biāo)監(jiān)測內(nèi)容樣品2件，質(zhì)量控制樣品1件，共13件水樣送到黃河流域水環(huán)境監(jiān)測中心監(jiān)測。如圖3所示，樣品負(fù)責(zé)人將樣品進(jìn)行登記，核對(duì)無誤后，按樣品容器的規(guī)格和保存要求分類裝箱，水樣中間用海綿進(jìn)行阻隔，并放有冰塊，由中鐵快運(yùn)發(fā)往黃河流域水環(huán)境監(jiān)測中心。黃河流域水環(huán)境監(jiān)測中心收到樣品時(shí)與我局樣品負(fù)責(zé)人對(duì)接樣品狀態(tài)。

圖3 水樣的分類裝箱郵寄

2.2 沿線水質(zhì)變化情況

根據(jù)水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)，繪制了河道沿程電導(dǎo)率、溶解氧、pH值和水溫柱狀圖(圖4～圖7)。從圖中可以看出，各指標(biāo)在調(diào)水沿線上沒有升高或降低的變化趨勢，數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定。調(diào)水沿線水體中的電導(dǎo)率數(shù)值比較低，各采樣點(diǎn)的電導(dǎo)率在220～294 μS/cm范圍之間，并且比較穩(wěn)定，說明水體中導(dǎo)電離子含量相對(duì)較少，也就是離子濃度較低，水體的純凈度較高，間接反映了水質(zhì)較為優(yōu)良。各監(jiān)測斷面水體中溶解氧濃度均在3.9～7.0 mg/L之間，屬于Ⅲ～Ⅳ類水體。2015年8-11月的水溫主要在17℃～30℃之間變化，2016年7、8月份的水溫在28℃～32℃之間變化，每次采集水樣的水溫比較相近。各監(jiān)測斷面的pH值在6.7～9.3范圍內(nèi)，比較穩(wěn)定，偏堿性未遭受污染的天然水中的宏量無機(jī)組分主要包括氯離子、硫酸根離子、碳酸氫根離子、碳酸根離子4種陰離子以及鉀離子、鈉離子、鎂離子、鈣離子4中陽離子，統(tǒng)稱八大離子。這些離子的含量能夠體現(xiàn)水體的化學(xué)性質(zhì)，水質(zhì)優(yōu)良的天然水體中，一般而言，鈣離子、鎂離子的含量高于鈉離子、鉀離子的含量，重碳酸根離子的含量高于氯離子、硫酸根離子的含量。

圖4 沿程電導(dǎo)率分布 圖5 沿程溶解氧濃度分布

圖6沿程pH值分布 圖7 沿程溫度分布

2.3 地下水水環(huán)境評(píng)價(jià)

根據(jù)15眼地下水水位監(jiān)測井的水位數(shù)據(jù)，可以繪制出受水河道周邊的地下水水位歷時(shí)曲線。其中，距離河道較近的9個(gè)監(jiān)測點(diǎn)為W3、W4、W5、W6、SG2、SG3、濕地地下5#、濕地地下7#、大胡營，各監(jiān)測井的地下水水位歷時(shí)變化見圖8。

圖8 近河道監(jiān)測井水位歷時(shí)變化曲線

從圖8可以看出，第二次補(bǔ)水開始后，水位又快速拉升，停止補(bǔ)水后，水位再次下降。在近河道監(jiān)測井中，W3上升速度最快，最早達(dá)到最大升幅；SG3、W4、濕地地下5#、濕地地下7#井稍晚達(dá)到最大升幅，與W3相比，稍微滯后；SG2、W5、W6、大胡營等監(jiān)測井則因其距離受水河道水面稍遠(yuǎn)，達(dá)到最大水位的時(shí)間滯后兩月之久，也即停止補(bǔ)水后水位繼續(xù)升高一段時(shí)間(2016年1～2月，水位達(dá)到最高點(diǎn))，然后再緩慢降低。監(jiān)測井的水位變化過程，反映出停止補(bǔ)水后，地下水水壓力緩慢向外消散的過程。

3 工程分析與生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)

工程區(qū)植物種類相對(duì)貧乏，數(shù)量較少，多為常見半灌木、矮半灌木荒漠植被，植物種類以小蓬、含頭草、琵琶柴等為主，植被長勢較差，覆蓋度較低。工程減水河段河漫灘不發(fā)育，河道土質(zhì)層較薄，多為礫石覆蓋，基本無植被分布。工程占地區(qū)無國家及自治區(qū)級(jí)保護(hù)植物分布。工程區(qū)生境單一，沿河有X346線伴行，此區(qū)域人類活動(dòng)頻繁，大型獸類活動(dòng)較少。

工程評(píng)價(jià)河段內(nèi)浮游植物共計(jì)4門30種、目前，和田河僅有兩處灌區(qū)引水口，未對(duì)魚類形成阻隔；但受農(nóng)業(yè)灌溉用水的影響，出山口以下的下游河段，由于灌溉季節(jié)河道水量大幅減少，水生生物及魚類棲息空間減少，魚類資源量下降。

4 結(jié)語

通過采取施一系列評(píng)價(jià)和防治等措施，以及施工臨時(shí)占地區(qū)植被恢復(fù)措施，可減緩工程施工帶來的不利環(huán)境影響。工程運(yùn)行后減水河段生態(tài)基流可得以滿足；針對(duì)工程運(yùn)行期發(fā)電廠房生活污水、生活垃圾提出了防治措施。根據(jù)環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)論提出了環(huán)境監(jiān)理、環(huán)境監(jiān)測和管理規(guī)劃。