于福蘭
(遼寧省阜新水文局,遼寧 阜新 123000)
大伙房水庫位于撫順市東郊渾河中上游,水庫面積110km2,總庫容22.68億m3,調(diào)洪庫容12.68億m3,興利庫容12.96億m3,控制流域面積5437km2,屬于大(1)型水庫,按千年一遇洪水設(shè)計、可能最大洪水校核。
大伙房樞紐工程擋水壩建筑物有主壩、一副壩、二副壩、三副壩及貼坡,其中主壩為黏土心墻沙殼壩,最大壩高49.8m,壩長1367m;泄洪建筑物有主溢洪道、非常溢洪道和輸水洞,最大泄量5120,9280,400m3/s。主要入庫河流有3條:渾河、蘇子河、社河。大伙房水庫具有防洪、灌溉、供水、發(fā)電、養(yǎng)殖等多種功能。
水庫先后調(diào)蓄了大于1000m3/s的洪水44次,保證了沈陽、撫順兩大城市及下游的安全。在供水方面擔(dān)負沈陽、大連、鞍山、撫順、遼陽、盤錦、營口7個城市的供水任務(wù),成為遼寧省水資源優(yōu)化配置的骨干工程[3]。
結(jié)合遼寧省水庫特點,分別提出了水庫健康評價指標(biāo)體系,對大伙房水庫健康評價指標(biāo)體系采取分目標(biāo)層、亞目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層進行評價,并采用加權(quán)法進行綜合評價,評價指標(biāo)體系如表1[4]。
表1 大伙房水庫流健康評價指標(biāo)體系
大伙房水庫選取浮游植物數(shù)量及魚類損失指數(shù)為生物評估指標(biāo)。
2.2.1 浮游植物數(shù)量
采用直接賦分法對浮游植物數(shù)量進行賦分。根據(jù)《中國湖泊環(huán)境》調(diào)查數(shù)據(jù),我國20世紀(jì)80~90年代湖泊藻類數(shù)量年平均值變動范圍在10~10000萬個/L之間。結(jié)合《中國湖泊環(huán)境》調(diào)查數(shù)據(jù)和相關(guān)文獻調(diào)查數(shù)據(jù),確定浮游植物數(shù)量指標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn)如表2。
表2 浮游植物數(shù)量指標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn)
2.2.2 魚類損失指數(shù)
魚類生物損失指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)建立采用歷史背景調(diào)查方法確定。選用1980年代作為歷史基點。基于歷史調(diào)查數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計評估河流的魚類種類數(shù),在此基礎(chǔ)上,依據(jù)不同魚類自然分布特征,在不同河段確定魚類分布名錄,并開展專家咨詢調(diào)查,確定各評估河流所分布的魚類歷史背景狀況,確定魚類指標(biāo)調(diào)查評估預(yù)期值[1]。
3.1.1 最低生態(tài)水位滿足狀況
利用逐日庫水位資料,計算年均水位、3d、7d、14d、30d、60d平均水位。根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn),大伙房水庫最低生態(tài)水位滿足狀況賦分為90分。
3.1.2 入庫流量變異程度
收集數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)成果,分析計算,水庫入庫逐月實測流量和徑流還原量。計算水庫入庫流量變異程度IFD值為0.41,根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn),大伙房水庫入庫流量變異程度賦分IFDr為47.71分。
按照評價標(biāo)準(zhǔn)與賦分方法,大伙房水庫水文水資源準(zhǔn)則層賦分77.31分,結(jié)果如表3。
表3 大伙房水庫水文水資源準(zhǔn)則層賦分
3.2.1 庫岸帶狀況
2014年6月,對大伙房水庫庫岸帶狀況進行了現(xiàn)場查勘及賦分分析。本次評估將大伙房水庫庫區(qū)分為上游區(qū)、庫區(qū)及下游區(qū)3個斷面進行調(diào)查。調(diào)查表明,3個斷面的岸坡穩(wěn)定性均處于基本穩(wěn)定與次不穩(wěn)定之間,監(jiān)測斷面的平均岸坡穩(wěn)定性屬于次不穩(wěn)定狀態(tài)。庫岸植被覆蓋度均在75%以上,整體平均覆蓋度為85%。實地查勘發(fā)現(xiàn)干擾庫岸形態(tài)的人為活動主要是公路、農(nóng)業(yè)耕種、沿岸建筑物[2]。
根據(jù)岸坡穩(wěn)定性、植被覆蓋度與人工干擾程度3項指標(biāo)的賦分情況及指標(biāo)權(quán)重,經(jīng)計算得到大伙房水庫的庫岸帶狀況賦分為84.1分,健康狀況為理想狀況。
3.2.2 河庫連通阻隔狀況
通過查閱資料、計算分析,得出大伙房水庫連通狀況賦分為100分,水庫的連通性優(yōu)。
3.2.3 水庫淤積狀況
通過查閱資料,經(jīng)公式計算得到大伙房水庫的庫容損失率為5%,進而得出大伙房水庫的淤積狀況賦分為100分。
綜合庫岸帶狀況、水庫連通狀況、水庫淤積狀況3個指標(biāo),根據(jù)指標(biāo)權(quán)重,經(jīng)計算得到大伙房水庫的的物理結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則層賦分為95.2分,屬于理想狀況。
水質(zhì)調(diào)查監(jiān)測共布設(shè)7個監(jiān)測斷面(北雜木斷面DHF01、古樓斷面DHF02、臺溝斷面DHF03、渾73斷面DHF04、渾37左斷面DHF05、渾7左斷面DHF06、撫順取水口DHF07)。監(jiān)測時間為2013年9月至2014年8月,包括DO水質(zhì)狀況 (DO)、耗氧有機污染狀況(OCP)、重金屬污染狀況(HMP)、富營養(yǎng)狀況(EU)4項指標(biāo)。求出各監(jiān)測斷面的評估年水期(汛期、非汛期)DO、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、5d生化需氧量、氨氮、汞、鎘、鉻、鉛及砷平均濃度,根據(jù)DO水質(zhì)狀況、耗氧有機污染、重金屬污染狀況指標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn)予以賦分。按照SL395《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程》規(guī)定,對7個監(jiān)測斷面進行富營養(yǎng)化評價,參照富營養(yǎng)狀況指標(biāo)賦分予以賦分。根據(jù)監(jiān)測斷面賦分成果及賦分標(biāo)準(zhǔn),大伙房水庫水質(zhì)準(zhǔn)則層得分為49.4分[6]。
水生生物指標(biāo)全年監(jiān)測2次,春季調(diào)查監(jiān)測時間為2014年5~6月,秋季調(diào)查監(jiān)測時間為2014年8~9月,分別進行了魚類資源調(diào)查及浮游植物取樣監(jiān)測。
大伙房水庫共設(shè)定4個監(jiān)測點位。兩次調(diào)查期間,春季共采集到藻類33種,優(yōu)勢種類為小環(huán)藻、針桿藻,相對多度分別為48.69%、16.74%,浮游植物密度平均值為217萬個/L;秋季監(jiān)測,秋季共采集到藻類35種,優(yōu)勢種類為針桿藻、小環(huán)藻、脆桿藻,相對多度分別為37%、17%、13%,浮游植物密度平均值為89萬個/L。大伙房水庫浮游植物數(shù)量賦分為70分。
大伙房水庫魚類采集,經(jīng)鑒定春季共采集到魚類18種,分屬1綱2目2科17屬。優(yōu)勢種為、亮銀鮈、興凱鱊、鳙,相對多度分別為29.60%、18.01%、14.99%和10.83%。秋季共采集到魚類16種,分屬1綱2目2科16屬,優(yōu)勢種為和興凱鱊,相對多度分別為13.37%、52.33%,與春季相比,優(yōu)勢種發(fā)生了變化,可能與季節(jié)相關(guān)。
大伙房水庫為沈陽和撫順的飲用水源地,水質(zhì)較好,水庫內(nèi)有多種養(yǎng)殖魚類,平均年漁產(chǎn)量100萬~200萬kg。由于受限于調(diào)查的網(wǎng)具和時間等問題,F(xiàn)OEr值偏低,大伙房水庫魚類生物損失指數(shù)賦分為59分。基于春季和秋季大伙房水庫4個斷面12個樣點調(diào)查數(shù)據(jù),根據(jù)各指標(biāo)賦分與權(quán)重,計算得到大伙房水庫生物準(zhǔn)則層賦分63.4分[5]。
3.5.1 水功能區(qū)達標(biāo)指標(biāo)
本次評估大伙房水庫集水范圍只劃分為1個水功能區(qū),在2013年9月~2014年8月的水質(zhì)監(jiān)測中,達標(biāo)率16.7%,未達到80%,所以認定為不達標(biāo),賦分0分。
3.5.2 防洪指標(biāo)
2014年6月13日及8月19日,兩次深入大伙房水庫調(diào)查,并與大伙房水庫管理局工作人員咨詢,綜上認為,大伙房水庫防洪指標(biāo)達標(biāo),賦分95分。
3.5.3 公眾滿意度
2014年6月12日及8月19日,對大伙房水庫管理局管理人員、水庫附近居民及商戶開展了公眾滿意度問卷調(diào)查,共采訪25人,其中水庫附近居民9人,水庫管理者13人,水庫周邊從事生產(chǎn)活動的3人。由于水庫取消旅游景觀,采訪對象中無水庫旅游者。經(jīng)計算,公眾滿意度指標(biāo)最后得分為85.2分,說明公眾對大伙房水庫處于滿意狀態(tài)。
大伙房水庫健康評價賦分為67分,處于健康狀況。其中生態(tài)狀況賦分69.8分,為健康水平,社會服務(wù)功能賦分為60.42分,為健康水平。
大伙房水庫生態(tài)狀況賦分69.8分,屬于健康水平。其中水文水資源賦分77.31分,屬于健康水平;物理結(jié)構(gòu)賦分95.2分,屬于理想狀況;水質(zhì)狀況整體賦分49.4分,屬于亞健康水平;生物準(zhǔn)則層賦分63.4分,屬于健康水平。
本次評價選擇以水功能區(qū)達標(biāo)率、防洪指標(biāo)及公眾滿意度為評價指標(biāo)對社會服務(wù)功能狀況進行了評價,大伙房水庫社會服務(wù)功能賦分為60.42分,總體評價為健康。
大伙房水庫健康指數(shù)賦分為67分,綜合評價為亞健康水平,如圖1。
圖1 大伙房水庫健康評價成果
根據(jù)評估成果,導(dǎo)致大伙房水庫健康問題的主要原因是上游河段農(nóng)田徑流中的植物營養(yǎng)物質(zhì)排入,導(dǎo)致湖庫藻類大量繁殖,從而產(chǎn)生富營養(yǎng)化問題。
5.1.1 水文水資源方面
根據(jù)評價結(jié)果,大伙房水庫水文水資源賦分77.31分,為健康水平。其中入庫流量變異程度計算值0.41,偏離程度不是很大,但是由于水庫的人工調(diào)控,對天然水文情勢有一定影響,水庫年均水位大于水庫確定的最低生態(tài)水位,能夠滿足生態(tài)系統(tǒng)的正常運行[7]。
5.1.2 物理結(jié)構(gòu)方面
大伙房水庫物理結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則層賦分為95.2分,屬于理想狀況。水庫受人類活動影響的地區(qū)主要集中在水庫上、下游地區(qū),影響了水庫物理結(jié)構(gòu)健康狀況。
5.1.3 水質(zhì)方面
整體來看大伙房水庫水質(zhì)狀況呈亞健康狀態(tài),7個水庫分區(qū)中,臺溝水質(zhì)準(zhǔn)則層賦分大于60分,處于健康狀況;渾73水質(zhì)準(zhǔn)則層賦分為15.6分,處于病態(tài);其他5個水庫分區(qū)水質(zhì)準(zhǔn)則層賦分在48.4~57.7分之間,處于亞健康狀態(tài)。
富營養(yǎng)狀況指標(biāo)是影響大伙房水庫水質(zhì)準(zhǔn)則層賦分較低的主要原因,富營養(yǎng)狀態(tài)評價的5個參評項目中總氮是主要影響因子。本次評價中渾73處于病態(tài)的另一個原因是汛期透明度的賦分較高。
5.1.4 水生生物方面
大伙房水庫生物完整性較好,賦分為63.4分,為健康水平。魚類多樣性較高,魚類完整性相對較好,為亞健康水平,大伙房水庫富營養(yǎng)化程度問題是影響其健康狀況的主要問題之一。生物入侵也對大伙房水庫水生物棲息環(huán)境產(chǎn)生影響,調(diào)查監(jiān)測期間,大伙房水庫發(fā)現(xiàn)鏡鯉,鏡鯉為從原西德引進的品種,由于養(yǎng)殖逃逸和人為放生,目前已經(jīng)在野外形成了一定的種群。其生態(tài)位與本地鯉相似,將于本地鯉產(chǎn)生競爭,并且鏡鯉和本地鯉可以雜交,造成土著鯉種質(zhì)資源不純,造成基因污染。大伙房水庫所在渾河流域從上游到下游,部分河段由于挖沙、采石活動的影響,影響了河流水生生物的棲息地,從而導(dǎo)致了河流魚類、大型底棲動物、兩棲類、河岸帶植被等生物多樣性明顯下降[8]。
5.1.5 社會服務(wù)功能方面
水功能區(qū)達標(biāo)情況非常不理想,大伙房水庫集水范圍只劃分為1個水功能區(qū),水功能區(qū)未達標(biāo),處于病態(tài)水平,富營養(yǎng)化問題是影響水質(zhì)健康狀況的主要問題;經(jīng)過除險加固后的大伙房水庫,防洪工程的完好率、達標(biāo)率及水庫調(diào)蓄洪水能力都能夠充分滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),但是2010年洪水后,發(fā)現(xiàn)輸水洞的實際過流量達不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的400m3/s,目前正在進行維修,計劃2015年汛前完成施工,水庫防洪指標(biāo)未完全達標(biāo)。
(1)大伙房水庫具有防洪、灌溉、供水、發(fā)電、養(yǎng)殖等多種功能,其中大伙房水庫輸水工程一期、二期工程擔(dān)負著遼寧中部撫順、沈陽、遼陽、鞍山、營口、盤錦城市工業(yè)及居民生活用水。應(yīng)科學(xué)配置流域水資源,優(yōu)化大伙房水庫調(diào)度、合理調(diào)度,最大限度地發(fā)揮水庫的調(diào)蓄作用,同時合理對中下游河道補水,滿足生態(tài)流量要求。
(2)嚴格控制水庫上、下游河岸帶的開發(fā)與利用,減輕人類活動對河岸的人為干擾,加強河岸帶的保護與治理。
(3)控制污染源頭,嚴格控制上游入庫河流的污染物排放總量,控制污染源頭,加強面源整治,科學(xué)施用氮肥、磷肥,嚴格控制進入庫區(qū)的營養(yǎng)鹽量,防止藻類爆發(fā),避免水華發(fā)生。生態(tài)清淤,減少二次污染,考慮水體受污染情況、底質(zhì)受污染情況、底質(zhì)釋放污染物的速率、水體的流速、清淤的方法、采用的機械設(shè)備及清淤質(zhì)量等因素。同時生態(tài)清淤應(yīng)與生態(tài)修復(fù)工程相配合,在計劃種植沉水植物和挺水植物區(qū)域應(yīng)考慮適當(dāng)減小清游深度或不清游。對大伙房水庫建立前置庫,將河湖交界及河道末端作為前置庫,對水質(zhì)進行控制,進行生物、物理和化學(xué)治理。
(3)加強水生生物多樣性的監(jiān)測管理。開展水生生物多樣性的綜合調(diào)查,加強野外定位監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)站點的建設(shè),進行水生生物種分類與編目,建立水生生物多樣性數(shù)據(jù)庫和水體污染指示種,水生生物多樣性生態(tài)群落結(jié)構(gòu)特征系統(tǒng),為本水生生物多樣性的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時在大伙房水庫源頭區(qū)域建立具有特色的水生生物保護區(qū),以保護稀有或水生生物物種及水生態(tài)系統(tǒng),并加強水生物種資源庫與基因庫的建設(shè),以保證水生生物的遺傳多樣性。
(4)加快維修水庫輸水洞防洪標(biāo)準(zhǔn),使其滿足泄量設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),盡快落實工程投資與實施,提高整體防洪狀況,保護下游城市安全。
通過對大伙房水庫的健康評價分析可以看出健康指數(shù)賦分為67分,綜合評價為健康水平。要科學(xué)配置流域水資源,優(yōu)化水庫調(diào)度,最大限度地發(fā)揮水庫的調(diào)蓄作用,嚴格控制水體污染,改善水質(zhì),嚴格控制進入庫區(qū)的營養(yǎng)鹽量,防止藻類爆發(fā),避免水華發(fā)生,提高整體防洪狀況,保護下游城市安全。
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