臺山市大隆洞水庫健康評估分析

譚藝峰, 丁全偉, 張家松

(1.臺山市大隆洞水庫管理所，廣東 臺山 529200；2. 江門市科禹水利規劃設計咨詢有限公司，廣東 江門 529050)

1 水庫概況

大隆洞水庫位于臺山市西南部的端芬鎮大隆洞河上游，距臺城約42 km，壩址位于端芬鎮墩寨墟上游約3 km的崩石橋處。水庫于1958年9月動工興建，1960年春開始蓄水和發揮效益，2001年進行了除險加固。水庫集雨面積為148 km2；死水位為12.05 m(假定高程，以下同)，相應庫容為0.0631億m3；正常蓄水位為30.80 m，相應庫容為1.6861億m3，對應水面面積為1 582萬m2，庫岸線長度約94 km；設計洪水位為35.42 m，相應庫容為2.4643億m3；校核洪水位為37.89 m，總庫容為2.921 4億m3；興利庫容為1.623 0億m3，是一座以灌溉、防洪為主，兼顧發電等功能的大(2)型水庫[1]。

大隆洞水庫是臺山市重要的城市供水備用水源地，根據臺山市相關規劃，近期規劃實施大隆洞水庫向城區供水項目[2]，故對大隆洞水庫開展健康評估試點工作，對河流水庫健康評估關鍵技術問題進行探討，并探求大隆洞水庫河湖健康現狀和健康受損的原因，提出大隆洞水庫健康保護、修復對策具有較強的迫切性和必要性。

2 健康評估技術方案

2.1 評估指標體系

對于水庫健康評估，水利部于2020年6月發布了《河湖健康評估技術導則》(SL/T 793—2020)[3]，由于大隆洞水庫作為評估試點開展，工作開展期間相應的標準規范尚未發布，本次結合大隆洞水庫實際并參照《湖泊健康評估指標、標準與方法(試點工作用)》[4]及《河湖健康評估技術導則(征求意見稿)》及附近開展過健康評估工作的水庫[5]，并進行適當調整，選取共19個評估指標(見表1)。

水庫健康評估以完整性準則層的指標逐層展開評價，通過指標賦分、指標權重，最終得出水庫健康目標賦分。再根據各指標對水庫健康目標賦分的貢獻，反算出河長制任務準則層的各層賦分。

2.2 水庫健康評估分級

根據水庫健康評估賦分，水庫健康分為5級：理想狀況、健康、亞健康、不健康、病態(見表2)。

3 監測調查技術方案

3.1 水文水資源調查

大隆洞水庫自安全加固后，安裝了水情自動測報系統，監測水位、雨量、蒸發、出庫流量等監測項目。根據2008年1月1日—2018月9月30日的大隆洞水庫壩前日水位數據(每天早上8:00)、逐月來水量數據(水庫根據水位、蒸發、出庫水量反推)，用于水文水資源準則層的相關指標的評估。

表1 水庫健康評估指標體系

表2 水庫健康評估分級

3.2 庫岸帶調查

庫岸帶狀況評估采用庫岸線10等分隨機取樣方案，庫岸帶調查點見圖1。庫岸帶狀況評估包括庫岸穩定性、庫岸帶植被覆蓋度、庫岸帶人工干擾程度3個部分的內容，調查方式為現場調查，調查次數為1次，于2018年8月進行。

3.3 水質監測與調查

在大隆洞水庫水域范圍內的主流的上、中、下游以及大壩附近6個點W1～W6(如圖2所示)設置采樣點，在汛期和非汛期(2018年1月10日、2018年2月2日、2018年5月8日、2018年7月16日)對入庫河流和水庫水質分別進行監測。水質監測指標包括：理化指標(水溫、pH值以及溶解氧)；耗氧有機污染物(高錳酸鹽指數、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮)；富營養化指標(總磷、總氮、葉綠素a、高錳酸鹽指數和透明度)；其他指標(鐵、錳、砷、汞、鎘、鉻(六價)、鉛、銅、鋅、硒、揮發酚、氰化物、氯化物、氟化物、硝酸鹽、硫酸鹽)。監測方法遵循《水環境監測規范》(SL 219)[6]。得到水質監測結果后，按照《地表水資源質量評價技術規程》(SL 395—2007)[7]及《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)[8]規定的技術方法對各個監測點的水質進行評價。

圖1 大隆洞水庫庫岸帶調查點示意

圖2 大隆洞水庫水域水質采樣點示意

3.4 生物監測與調查

浮游生物采樣依照《淡水浮游生物研究方法》[9]及《湖泊富營養化調查規范》[10]規定方法取樣。水庫常見魚類種類采樣調查為現場捕撈，并參照《廣東淡水魚類志》[11]、《中國淡水魚類志》等鑒定魚樣種類和統計捕撈數量。生物采樣時間為2018年1月22日、2018年8月25日，分非汛期和汛期采樣；浮游植物、浮游動物的采樣點與水質監測點相同(見圖2中W1～W6)。

3.5 社會服務調查

防洪指標和供水指標主要收集水庫相關資料，分析水庫防洪工程完好率、蓄洪能力和供水情況。公眾滿意度調查通過在水庫周邊派發公眾調查表，根據公眾類型和公眾打分得出綜合滿意度。

4 評估成果

4.1 水文水資源指標(HD)

4.1.1水庫最低生態水位滿足狀況(ML)

大隆洞水庫死水位為12.05 m，旱限水位為14.5 m，近10 a大隆洞水庫水位變化過程與死水位、旱限水位關系可以看出，10 a以來水庫水位最低只消落至18.72 m，出現在2008年4月19日，因此日水位均高于評估水位，賦分為100。

4.1.2入庫流量變異程度(IFD)

入庫流量變異程度指環庫河流入庫實測月徑流量與天然月徑流量過程的差異。綜合近10 a水庫來水、降雨情況及集雨范圍地形地貌分析，來水與降雨同步情況良好，且大隆洞水庫集雨范圍內主要是原始的地形地貌，沒有大型城鎮化建設，沒有水電站、水庫開發，沒有大規模跨流域調水工程，因此可以認為大隆洞入庫流量幾乎未發生變異，該指標綜合賦90分。

4.1.3水文水資源準則層賦分

水文水資源要素評分采用兩個指標的加權平均值，根據賦分標準，水文水資源準則層賦分結果為97分，該準則層處于健康狀態。

4.2 物理結構指標(PF)

4.2.1河庫連通狀況(RFC)

大隆洞水庫上游入庫6條河流，與水庫水體連通良好，全部無斷流時段，入庫河流的來水量基本上可全部入庫，不會出現年入庫水量小于年徑流量的70%的情況，水庫的河庫連通狀況賦分100。

4.2.2庫容淤積損失率(SCS)

大隆洞水庫岸帶及集雨范圍植被狀況良好，水土流失強度低，流域內不存在明顯的水土流失問題，評估大隆洞水庫的庫容自除險加固以后沒有發生明顯的淤積，庫容淤積損失率小于10%，庫容淤積損失率指標賦分100分。

4.2.3庫岸帶狀況(RS)

調查表明，大隆洞水庫庫岸穩定性較好，調查時未見有庫岸沖刷跡象，庫岸帶植被覆蓋良好，近水處的斜坡傾角一般在30°以下。綜合分析10個調查點，草本植被覆蓋度90%，灌木植被覆蓋度55%，喬木植被覆蓋度63%。在1號采樣點、5號采樣點和6號采樣點發現有較明顯的人類活動干擾。1號點附近發現有沿岸建筑物，5號點附近發現有垃圾在水域聚集，6號點附近為大片草地，時有大量游客駕車前來游玩，有比較強烈的人類活動干擾。綜合分析水庫庫岸帶狀況賦分結果為81.2分。

4.2.4主要水工建筑物安全狀況(HSS)

大隆洞水庫主副壩、溢洪道、輸水涵管目前安全狀況良好，加固以來未出現重大險情，但水庫安全監測、自動化管理方面還有待提高。主要水工建筑物安全狀況可賦分80。

4.2.5物理結構準則層賦分

在河庫連通狀況(RFC)、庫容淤積損失率(SCS)、庫岸帶狀況(RS)和主要水工建筑物安全狀況(HSS)賦分結果的基礎上，根據賦分標準，物理結構準則層賦分結果為88.2分，該準則層處于理想狀態。

4.3 水質指標(WQ)

4.3.1溶解氧水質狀況(DO)

根據采樣監測的溶解氧指標，總體上看非汛期溶解氧含量高于汛期溶解氧含量，按照賦分規則，非汛期賦分均為100，汛期賦分95～100，取低值作為指標賦分。

4.3.2耗氧有機污染狀況(OCP)

評價時，計算W1～W6高錳酸鹽指數、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮4項指標各月平均值，再對平均值進行賦分。根據本次采樣監測的結果，水庫的6個采樣點4項指標均可賦分100。

4.3.3水質優劣程度(WQL)

水質優劣程度根據《地表水資源質量評價技術規程》(SL 395)和《地表水環境質量標準》(GB3838)采用單因子評價法進行評估。采樣點W1～W6水質重金屬指標均達到Ⅰ類水標準，總氮指標介于Ⅱ～Ⅳ類之間，總磷指標介于Ⅰ～Ⅳ類之間，其他指標良好。絕大部分的監測時段內，各采樣點水質都能維持在Ⅲ類或以上，Ⅳ類水質僅出現在5月份的W2和W6采樣點，根據賦分規則，水質優劣程度指標賦分90分。

4.3.4富營養狀況(EU)

采用《地表水資源質量評價技術規程》(SL395)中的規定進行評價，采用營養狀態指數EI值判斷營養狀況分級。通過分析W1～W6采樣點的總磷、總氮、葉綠素a、高錳酸鹽指數和透明度，得出1月、2月、5月、7月各自的營養狀態指數EI，EI介于36.3～40之間，均屬于中營養的狀態，各月平均的營養狀態指數EI為37.6，賦分81.6分。

4.3.5水功能區達標率(WFZ)

大隆洞水庫已劃定水功能區，水質管理目標為Ⅱ類。經統計水功能區達標率為50%，因此水功能區達標率指標賦分50分。

4.3.6水質準則層賦分

水質準則層賦分，表達式如下：

(1)

式中:

DOr——溶解氧狀況指標,賦分98分；

OCPr——耗氧有機污染狀況,賦分100分；

WQL——水質優劣程度,賦分90分；

EUr——營養狀況指標,賦分82.8分；

WFZr——水功能區達標率指標,賦分50分。

因此，水質準則層賦分WQr為83.9分。

4.4 生物指標(AL)

4.4.1浮游植物數量(PHP)評價

調查共檢測到浮游植物7門40屬(種)，隸屬于藍藻門(Cyanophyta)、綠藻門(Chlorophyta)、硅藻門(Bacillariophyta)、甲藻門(Pyrrhophyta)、裸藻門(Euglenophyta)、隱藻門(Cryptophyta)和金藻門(Chrysophyta)。大隆洞水庫枯水期和豐水期浮游植物密度平均值分別為18.93和347.47萬個/L，根據賦分標準枯水期和豐水期浮游植物數量賦分分別為95.3分和50.2分，考慮到豐水期和枯水期該項指標賦分差別較大，該指標分開打分，不進行綜合評分。

4.4.2浮游動物生物損失指數(ZOP)評價

調查共檢測到浮游動物3門26種，在枯水期和豐水期分別為17和20種，選取廣東省18座亞熱帶水庫浮游動物的物種平均數量53種作為參考系標準，浮游動物生物損失指數ZOP值在枯水期和豐水期分別為0.321和0.377，賦分分別為15.7和20.2分。

4.4.3魚類(FOE)

經統計，在枯水期，共采集到43尾魚，魚類物種共計6種，分別屬于2目2科6屬。在豐水期，共采集到93尾魚，魚類物種共計11種，分屬于2目6科10屬。根據賦分標準，枯水期、豐水期分別賦分35.5分和37.7分，處于不健康狀態。

4.4.4生物準則層賦分

根據賦分標準，計得枯水期、豐水期生物準則層賦分結果分別為45.5分和36.5分，大隆洞水庫生物準則層評估結果為亞健康～不健康之間。

4.5 社會服務功能指標(SS)

4.5.1防洪指標(FLD)

防洪指標防洪工程完好率和水庫洪水調蓄能力兩方面，大隆洞水庫自2001年加固以來，工程完好，工程運行狀態良好。大隆洞水庫防洪指標賦分100。

4.5.2供水指標(WS)

考慮灌溉和供水兩個主要用水戶的情況，并結合下游生態用水。根據《臺山市大隆洞灌區取用水評估報告書》(2017)[12]的可供水量分析，在水庫多年調節下，可在要求的保證率下滿足灌溉用水、供水和生態用水需求。大隆洞水庫供水指標賦分100。

4.5.3公眾滿意度指標(PP)

對大隆洞水庫管理人員、沿水庫居民、水庫周邊從事生產活動人員及旅游者共發放問卷16份，收回16份，接受調查的公眾當中，沿水庫居民2人，水庫管理者4人，水庫周邊從事生產活動人員3人，游客3人，另有4名公眾既是沿水庫居民也是水庫周邊從事生產活動人員。經計算，得到公眾滿意度指標賦分80.8。

4.5.4社會服務功能準則層賦分(SS)

根據賦分標準，社會服務功能準則層賦分94.2，處于理想狀況。

4.6 水庫健康目標層綜合評價

參考《湖泊健康評估指標、標準與方法(試點工作用)》，生態完整性和社會服務功能分別取0.7和0.3的權重。水庫健康評價綜合了水庫生態完整性評估指標賦分和社會服務功能評估賦分，水庫健康目標層得分為83.7分，水庫狀態為理想狀況。健康狀況雷達示意見圖3。通過各級權重可以分析得到各個指標在水庫健康目標層得分的貢獻程度，再結合各指標得分及其在表1中分屬的河長制任務準則層，計算出在河長制任務準則層下各指標的權重，從而分析出河長制任務準則層的分層得分(見表3)，河長制任務賦分雷達示意見圖4。

表3 大隆洞水庫河長制任務準則層得分

圖3 大隆洞水庫健康狀況雷達示意

圖4 大隆洞水庫河長制任務賦分雷達示意

5 存在問題與建議

大隆洞水庫按評分達到理想狀態，但也存在一些問題，需要加以重視，并采取相應的措施。

5.1 進一步深入推進“河(湖)長制”

落實綠色發展理念、推進生態文明建設，切實圍繞水資源保護、水安全保障、水污染防治、水環境治理、水生態修復、水域岸線管理保護和加強執法監管七大任務進一步深入推進“河(湖)長制”，將維護水庫生態健康與“河(湖)長制”工作相結合，加強組織領導，強化考核問責，加強社會監督和宣傳引導，落實保護措施，逐步提高水庫的健康狀況。

5.2 嚴格控制水庫周邊的近岸旅游活動

水庫周邊的近岸旅游會給水庫水源帶來污染的壓力，對水庫水源水質和水生態也會產生威脅。建議當地政府加大生態環境保護和水源保護的宣傳力度，宣傳水資源保護和生態保護的重要性，在水邊線附近劃定一定范圍區域禁止游客進入，并在岸邊設置圍欄、公示牌、標語等。嚴厲打擊近岸旅游的違規經營行為，如有發現應堅決取締。

5.3 加強流域內的面源污染控制

大隆洞水庫集雨范圍內有尋皇、三洞、隆文3個行政村，常住人口約9 000人，面源污染物來自流域范圍內的農業生產、村民生活以及商品林種植等，。建議從源頭上控源截污，加快農村生活污水的收集處理和生活垃圾的收集轉運，調整現有的單一林種，逐步將流域內的商品林調整為生態林，推廣清潔的農業耕作方式，減少農藥、化肥施用量。

5.4 加強整治庫區漁業非法捕撈活動

水生態環境是影響大隆洞水庫健康狀況最薄弱的一環，水庫水生態除了與水庫水質狀況、污染物流入有著密切的聯系之外，還與庫區漁業捕撈活動息息相關，過度的捕撈，對魚類資源將是毀滅性的破壞。改善大隆洞水庫水生態狀況，除了控制上游污染物入庫外，還需加大對庫區漁業非法捕撈的執法力度，減緩水體的漁業捕撈壓力，保護好水庫生態，結合其他水生態修復手段，逐步修復。

6 結語

1) 開展臺山市大隆洞水庫健康評估工作符合當前臺山市發展需要，對于有效保護、科學管理和合理利用本市水資源，為子孫后代留下健康的水庫水源，實現水資源的可持續利用，保障全市整體生態環境安全和經濟社會的可持續發展，具有十分重要的戰略意義。

2) 大隆洞水庫作為健康評估工作試點，工作開展較早，工作內容上與2020年發布的《河湖健康評估技術導則》(SL/T 793—2020)存在一定差異，在日后的研究工作中，需進一步參照技術導則以及水庫的狀態變化，從“水”“盆”“生物”等方面完善健康評估內容，有條件的情況下，可形成長效評估機制，定期開展一次水庫健康評估工作，從而獲得水庫健康狀況的動態信息，為水庫管理工作提供更為詳盡的技術資料。