巴重振，李爱军，潘 瑛，铁 程，金 玉，殷丽萍，杨 良

（1.临沧市环境监测站，云南临沧650201；2.云南省环境监测中心站，云南昆明650034；3.中国科学院亚热带农业生态研究所，湖南长沙410125）

澜沧江梯级水电站库区水环境时空差异性研究

巴重振1，李爱军2，潘 瑛3，铁 程2，金 玉2，殷丽萍2，杨 良2

（1.临沧市环境监测站，云南临沧650201；2.云南省环境监测中心站，云南昆明650034；3.中国科学院亚热带农业生态研究所，湖南长沙410125）

根据2008年1—12月澜沧江下游的漫湾水电站、大朝山水电站库区的水质监测资料，对水环境时空差异性进行了分析，结果表明：两库区水质特征变化趋势比较相似，季节性变化明显，两库区水体有机污染程度小，水体氮磷含量较高，属于中—富营养水平，总氮在秋季最高，冬季最低，总磷在夏秋季最高，春季最低。梯级水坝的形成对水体中总氮含量、有机污染的累积效应不明显。

水电站；水环境；时空差异；研究；澜沧江

澜沧江－湄公河是东南亚最大的一条国际河流，发源于我国青海省，自北向南流经西藏进入云南，从西双版纳州出境称湄公河，又经老挝、缅甸、泰国、柬埔寨到越南，在越南胡志明市南部注入南海，全长4880.3km，在中国境内长2130.1km，其中云南境内长1216.7km［1］。澜沧江干流集中了全流域91%的落差，沿途山高谷深，水流湍急，蕴藏着丰富的水力资源，仅在云南境内的干流就规划了16个梯级水电站，其中漫湾水电站和大朝山水电站分别于1993年和2003年建成并投入运行［2］。梯级大坝的建成使澜沧江上形成了首尾相连的河流性水库，改变了河流原有的连续性，切断了水生生物的自然通道，改变了澜沧江的河流生态环境。由此可能引起的水环境问题不仅关系到我国境内流域地区经济社会的协调发展，而且还触及到上下游不同国家间原有的利益格局，使其梯级水电的开发具有极高的政治敏感性，备受流域各国和国际组织的关注。本次调查结合以往澜沧江水环境调查和监测经验，对澜沧江上最早建成的两个梯级电站漫湾和大朝山库区的水环境的时空变化特征进行研究，探讨梯级水电站的建设对澜沧江－湄公河河流生态系统的影响。

1 材料与方法

1.1 采样点布设

通常河流筑坝所成的水库根据其纵向区域的水文水质特征不同，可以分为河流区、过渡区和湖泊区。漫湾大坝库区回水可到达小湾大坝附近，大朝山大坝库区回水可到达漫湾大坝前，梯级水坝的形成，增强了水体的均匀度，两库区水体基本属于湖泊区。根据库区的地段特征，分别于大朝山库区和漫湾库区大坝前纵向区域从距离大坝3km开始每隔2km左右各设3个监测点，用1＃、2＃、3＃表示大朝山库区，4＃、5＃、6＃表示漫湾库区。

1.2 分析项目及测试方法

1.2.1 分析项目

光照强度、水温、透明度 （SD）、溶解氧（DO）、pH、气温、风向风速、气压、总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（CODMn）。

1.2.2 水样采集及分析方法

水样的采集、保存和分析按照 《水和废水监测分析方法 （第四版）》进行［3］。用1L采水器于水面下50cm处采集水样。采样现场测定光照强度、水温、SD、DO、pH、气温、风向风速、气压。

1.3 采样频次

库区水环境易受季节、降雨、排污、泄洪等因素影响，因此于2008年1—12月每月月底采样1次进行监测分析，以反映库区水环境全年的变化情况。

1.4 数据统计分析

采用SPSS11.5和Excel 2003进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 水温

两库区水温随气温的季节性变化而变化，水温与气温的相关系数大朝山为0.875（sig＝0.0），漫湾为0.637（sig＝0.0）。两库区2008年各个采样点同时期水温基本相同，但大朝山库区水温年内变化幅度较漫湾库区大。从图1可以看出大朝山库区水温年变化明显，变动范围在14.4～25.4℃，年平均值为19.6℃，最低水温和最高水温分别出现在1＃的12月和7月。图2表明漫湾库区水温年内变动范围在14.5～23.6℃，年平均值为18.9℃，最低水温和最高水温分别出现在12月的3＃和8月的4＃。两库区水温处在水华发生的最佳范围10～25℃，能为藻类的生长提供有利条件［4］。可以推测，如果澜沧江水体发生富营养化，水温将不是限制性条件。

经方差分析，大朝山库区和漫湾库区的水温差异显著（sig.＝0.04），大朝山库区水温显著高于漫湾库区。两库区水温的差异主要是由于气温的差异所引起的，因为两库区属于混合型水库。

2.2 溶解氧

两库区水体溶解氧含量年变化趋势如图3和图4所示。大朝山库区水体溶解氧含量年内变化范围在4.2～9.7mg／L，年平均值为6.1mg／L，最低溶解氧和最高溶解氧分别出现在6月1＃和12月3＃。漫湾库区水体溶解氧含量年内变化范围在4.1～11.3mg／L，年平均值为6.3mg／L，最低溶解氧和最高溶解氧分别出现在6月2＃和12月3＃。

经方差分析，大朝山库区和漫湾库区溶解氧不存在显著性差异（sig.＝0.092）。

2.3 透明度

两库区水体溶解氧含量年变化趋势如图5和图6所示。大朝山库区水体透明度年内变化范围在15～150cm，年平均值为58cm。漫湾库区水体透明度年内变化范围在19～250cm，年平均值为103cm。

库区河流都属于典型亚热带季风型河流，径流补给主要来源于夏秋降水，因此河川径流的季节分配极不均匀，每年都有一个明显的枯水期和洪水期，径流量悬殊。澜沧江干流洪水期为6—10月，径流总量为282×108m3，占全年径流总量的72.1%，枯水期为11月至次年5月，径流总量仅19×108m3，占全年径流总量的27.9%；洪水期平均流量2130m3／s，为枯水期平均流量（596m3／s）的3.6倍［6］。澜沧江两库区水体透明度在枯水期最大，然后随着上游来水量增大透明度逐渐减小，丰水期达到最低值，然后逐渐上升。对湖泊水库等相对静置的水体而言，透明度主要是由各种浮游生物造成的，所以透明度与叶绿素成比较明显的反比关系。对于澜沧江水体而言，影响透明度的主要因素是泥沙等悬浮物，透明度与浮游藻类密度和Chl.a成显著的正相关关系，大朝山相关系数为0.331（sig.＝0.049）和0.443（sig.＝0.007），漫湾为0.540（sig.＝0.001）和0.519（sig.＝0.001），这与其他湖泊、水库等情况有很大的不同。

经方差分析，大朝山库区和漫湾库区透明度存在极显著性差异（sig.＝0.00），漫湾库区的透明度要显著高于大朝山库区。两库区的透明度差异不是由于浮游藻类密度差异所引起的，因为浮游藻类密度大时透明度也较高，而浮游藻类密度小时透明度也较低。这种差异可能是由于水体悬浮物和泥沙含量不同所导致，从现场采样对水色感官来看，在相同时期漫湾库区水质较大朝山库区清澈。

2.4 pH

大朝山库区水体pH值变动范围在7.7～9.0，平均值为8.4。漫湾库区水体pH值变动范围在7.8～9.2，平均值为8.6。两库区水质属碱性水体。水体pH值变化情况在沿水流方向无明显规律。两库区水体pH受季节性影响明显。洪水期pH值较枯水期低，枯水期来水量少，水流速度减缓，水质清澈，有利于水体中浮游植物大量繁殖，浮游植物的光合作用消耗水中游离CO2，致使pH值相应增加。相关分析表明，两库区水体pH与浮游藻类密度和Chl.a成显著的正相关关系。大朝山库区相关系数为0.553（sig.＝0.0）和0.568（sig.＝0.0），漫湾为0.742（sig.＝0.0）和0.648（sig.＝0.0）。同时随着水体温度的增高，澜沧江水体中的化学与物理化学反应也有相应变化，有可能会加大pH值的变化趋势，水体的pH与水温呈负相关关系，大朝山库区的相关性不明显，相关系数为－0.326（sig.＝0.053），漫湾库区的相关性明显，相关系数为－0.405（sig.＝0.014）。此外，两库区水体pH与水体透明度和溶解氧呈极显著的正相关关系，大朝山库区的相关系数为0.682（sig.＝0.0）和0.648（sig.＝0.0），漫湾库区的相关系数为0.838（sig.＝0.0）和0.565（sig.＝0.0）。两库区水体pH的差异可能主要与环境地质和水热条件的变化有关，其次两库区水体营养盐结构和支流水量的汇入也可能是造成差异的原因。

一是加大农产品网络信息设施的建设。要发挥政府的主导作用，通过政策导向、财政投入、资金支持，改善农产品的网络环境。还应该多方吸纳资源，鼓励电信企业、民间资本通过招标方式参与到农村网络建设当中。在互联网背景下农产品安全溯源监管系统包括食品安全溯源、预警与应急处理等，用户可以通过查询机、手机、网络等多种客户端进行查询，连接生产、销售、消费等流通各个环节，保障消费权益。

2.5 五日生化需氧量和高锰酸盐指数

两库区水体BOD5含量年变化趋势如图9、图10所示。可以看出两库区BOD5的变化趋势不明显。大朝山库区水体BOD5含量年内变化范围在1～4mg／L，年平均值为1.56mg／L。漫湾库区水体BOD5含量年内变化范围在1～2mg／L，年平均值为1.44mg／L。经方差分析，大朝山库区和漫湾库区BOD5不存在显著性差异（sig.＝0.473）。

两库区水体CODMn含量年变化趋势基本相同。洪水期CODMn的值要小于枯水期。大朝山库区水体BODMn含量年内变化范围在1.10～3.80mg／L，年平均值为1.88mg／L，最大值和最小值分别出现在5月3＃和4月1＃。漫湾库区水体BODMn含量年内变化范围在0.61～3.96mg／L，年平均值为1.75mg／L，最大值和最小值分别出现在5月和11月1＃。经方差分析，大朝山库区和漫湾库区CODMn不存在显著性差异（sig.＝0.61）。

两库区的CODMn和BOD5无显著性差异。大朝山水库回水长度91.2km，末端与漫湾电站衔接，在漫湾坝址和大朝山坝址之间有许多支流不断汇入，如罗闸河、大寨河、拿鱼河等，支流水量的汇入提高了澜沧江大朝山段河流的自净能力，增大了水环境容量。澜沧江干流落差大，水流流速依然较快，有利于有机物的分解，从而使得有机污染无显著的累积性。

2.6 总氮

两库区水体各监测点的总氮含量测定结果见图13和图14。大朝山库区水体总氮浓度变化范围为0.345～1.880mg／L，年均值为0.858mg／L，最高值和最低值分别在10月2＃和12月1＃。漫湾库区水体总氮浓度变化范围为0.340～1.743 mg／L，年平均值为0.773 mg／L，最高值和最低值分别出现在10月3＃和12月1＃。从总体来看总氮浓度季节变化趋势明显，洪水期总氮含量低于枯水期。大朝山库区总氮含量一般略高于漫湾库区。

相关性分析表明，总氮与水温相关系数大朝山为0.432（sig.＝0.008），漫湾为0.198（sig.＝0.246），总氮与透明度的相关系数为大朝山－0.154（sig.＝0.370），漫湾－0.232（sig.＝0.173）。

经方差分析，大朝山库区和漫湾库区水体TN含量不存在显著性差异（sig.＝0.054）。

2.7 总磷

两库区水体各监测点的总磷含量测定结果见图15和图16。大朝山库区水体总磷浓度变化范围为0.019～0.139mg／L，年均值为0.059mg／L，最高值和最低值分别在6月1＃和2月1＃。漫湾库区水体总磷浓度变化范围为0.015～0.111mg／L，年平均值为0.046mg／L，最高值和最低值分别出现在8月3＃和1月3＃。从总体来看总磷浓度季节变化趋势明显，洪水期总磷含量低于枯水期。洪水期大朝山库区总磷含量略高于漫湾库区。

水体中总磷质量浓度与水文特征及水体中泥沙质量有一定的关系，随泥沙质量的增加而增加［7～9］。丰水期时，地表水土流失严重，水样中泥沙质量较高，平均含沙量为1.29kg／m3［6］，从而影响了库区水体总磷含量，相关性分析也表明，水体的总磷含量与透明度存在极显著的负相关关系，大朝山相关系数为－0.588（sig.＝0.0），漫湾相关系数为－0.538（sig.＝0.001）。宋丽娟通过对长江嘉陵江交汇段总磷浓度与悬浮物含量变化曲线分析对比，也表明水体总磷、悬浮态总磷浓度与泥沙悬浮物含量存在极强的正相关性［10］。

此外，相关性分析还表明，水体总磷含量与pH和DO呈负相关关系，大朝山相关系数为－0.441（sig.＝0.007）和－0.479（sig.＝0.003），漫湾为－0.421（sig.＝0.011）和－0.311（sig.＝0.065）。总磷含量与水温呈极显著正相关关系，大朝山相关系数为0.492（sig.＝0.002），漫湾为0.637（sig.＝0.0）。

经方差分析，大朝山库区和漫湾库区水体TP含量存在极显著性差异（sig.＝0.002），漫湾库区水体TP显著低于大朝山库区。

3 讨论

大朝山库区和漫湾库区水体总氮含量无显著性差异。这可能与漫湾库区水生生态系统对溶解态氮营养盐的固定及其库区的拦沙作用有关，因而影响氮营养盐向下游大朝山库区的输送通量。大量悬浮物和泥沙的沉降使得在漫湾库区上游生成的部分颗粒态N、P及由溶解态转化而来的生物有机态C、N和P被迁移至库区沉积物中，从而对上游输入的N、P营养盐产生截留，减少了对下游大朝山库区的氮输送量。研究表明，三峡水库对上游N、P营养盐的截留分别减少长江流域向海洋输送N、P营养盐通量的约8%～9%和8%～13%［11］。张恩仁对三峡水库的研究也表明，水库投入使用后，发育出的水库生态系统可将上游输入的2%～7%溶解态无机氮和13%～42%的溶解态无机磷固定于浮游生物中［12］。但有关澜沧江梯级水坝截流作用在多大程度上能调节径流中营养盐组分的输送仍需要对澜沧江河流进行具体研究。

漫湾库区和大朝山库区水体总磷含量差异极显著，这种差异可能与大朝山库区的气温显著高于漫湾库区有关。实验证明，无论好氧与厌氧，磷的释放都随温度升高而增长，温度升高l～3℃，将使底泥中总磷的释放增加9%～57%［13］。从现场采样对水色感官来看，在相同时期漫湾库区水质较大朝山库区清澈，即大朝山库区的悬浮物和泥沙含量较漫湾库区多，而且在大朝山库区的2＃和3＃点之间有一条常年混浊的支流大寨河流入库区，大量的悬浮物和泥沙的流入导致了库区水体总磷含量增加，泥沙对磷的吸附容量随着含沙量的增大而增大［14］。支流水体泥沙所吸附的磷对库区水体总磷的贡献有多大还需进行研究。漫湾水库运行7a后，大朝山水库开始运行。漫湾水库对大朝山水库有明显的拦沙效益，减少大朝山入库输沙量和含沙量，使入库泥沙颗粒细化，将大量悬移质泥沙拦淤在库内。水库运行10a，漫湾库区可拦淤65.6%的悬移质泥沙（实测），推移质全被拦淤在库内［15］。悬移质由于具有比推移质更大的比表面积和在天然水体中空间上更大的分布范围，对污染物与泥沙表面的作用更强，使得悬移质成为水体中污染物迁移、转化的主要载体和媒介［14］。因此，对于泥沙对水质的影响特别是对于氮磷的吸附和解吸附需进行具体的研究。对于氮磷的差异是由于梯级电站库区蓄水导致的水文差异影响所引起的，还是由于面源污染所引起的，有待于进一步研究。

两库区总磷含量季节性变化与总氮含量变化相反，夏季和秋季最高，春季和冬季最低。水土流失是澜沧江流域总磷污染的一个重要原因。澜沧江雨季雨量占全年雨量的75%以上［16］，毁林开荒使流域中下游地区水土流失严重，泥沙随水进入河流，使河水悬浮物产量大量增加，同时随泥沙进入澜沧江水体的污染物也大量增加，河流泥沙在迁移疏运过程中可以携带一定的磷污染物及有机污染物［17］，导致河水水质恶化。水体中总磷质量浓度与水期及水体中泥沙质量有一定的关系［7，8］。丰水期时，地表水土流失严重，澜沧江水样中泥沙质量较高，平均含沙量为1.29kg／m3［6］，而总磷主要来源于泥沙中吸附的有机磷和无机磷，溶解态磷较少，总磷含量随泥沙质量的增加而增加［18］。总磷含量主要受水力学特性和泥沙悬移质变化的影响［19］，李丽娟等人对澜沧江干流水质的评价结果也表明澜沧江水系丰水期水质总体上呈恶化趋势，主要污染为总磷，枯水期水质波动小，水质良好［16］。澜沧江流域水土流失严重，澜沧江河流泥沙来沙量自20世纪60年代以来总体上呈增大趋势［20］，水体中的磷素的积累作用远大于稀释作用。

4 结论

（1）两库区水质特征变化趋势比较相似，季节性变化明显，主要受水量影响。两库区水体有机污染程度小。两库区水体氮磷含量较高，属于中—富营养水平，总氮在秋季最高，冬季最低，总磷在夏秋季最高，春季最低。单从营养浓度分析，两库区水体已经具备发生富营养化的条件。

（2）库区水流速度较建库区前有所减缓，但相比一般湖泊水库来说，澜沧江干流落差大，水流流速依然较快，这也是澜沧江干流暂时未发生富营养化的原因之一。

（3）梯级水坝的形成对水体中总氮含量、有机污染的累积效应不明显。

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Study on the Spatiotem poral Differences in the Reservoir of Cascade Hydropower of Lancang River

BA Chong－zhen1，LIAi－jun2，PAN Ying3，TIE Cheng2，JIN Yu2，YIN Li－ping2，YANG liang2
（1.Lincang Environmental Monitoring Station，Lincang Yunnan 67700，China）

The spatiotemporal differences of the water quality of the reservoirs of Manwan and Dachaoshan Hydropower Station were studied based on the watermonthlymonitoring data in 2008.The results showed that a similar trend of seasonal changes ofwater quality with less organic pollution was found between the reservoirs.The concentrations of nitrogen and phosphorus in both reservoirswere high in amesotrophic and eutrophic level.The total nitrogen was high in the autumn and low in winter.The total phosphorus was high in both summer and autumn and low in spring.There was no significant difference in terms of TN，BOD5，CODmn，and DO.

hydro－power plant；water environmental；spatiotemporal differences；Lancang River

X52

A

1673－9655（2015）02－0035－06

2014－06－14

巴重振（1981－），男，硕士。