苏珊 蒋飞红 梅 鹍

（长沙水文与水资源勘测局 长沙市 410014）

湘江长沙枢纽工程建设对湘江长沙段水质状况变化的分析

苏珊 蒋飞红 梅 鹍

（长沙水文与水资源勘测局 长沙市 410014）

文章收集了湘江长沙段4个常年水质监测断面数据，根据《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）标准，采用单项标准指标法评价水源地水质状况，发现各监测断面水质类别基本符合相应目标要求。研究表明，湘江长沙段仍存在水质污染问题，且该流域各污染物浓度与湘江水位关系密切，但整体水质未见恶化，工程的建设对其影响不大，工程运营后该段水体营养化污染的风险变大。

湘江长沙段 水质监测 湘江长沙综合枢纽工程

引言

湘江自南向北流经长沙市区，把长沙市分为河西、河东两部分，河道宽（800～1 400）m，河床主要由砂砾石组成，两岸筑有城市防洪大堤，浏阳河、捞刀河自湘江东面，沩水、靳江自湘江西面汇入湘江。2010年10月湖南省政府在长沙市下游望城区境内的蔡家洲开工建设湘江长沙综合枢纽，该工程的建设营运，必然对湘江长沙段及整个湘江流域的生态环境造成一定影响。水利工程的建设运营使库区流速减缓，水体滞留时间增加，自净能力减弱。具体表现为两个方面：一是库区上游发生水污染事故时，水流流速的减缓不利于污染物的迁移扩散；二是水流变缓后，大量的氮、磷等营养物质进入库区时，库区水体将出现富营养化现象。

1 研究方法

（1）水样采集及样本选取。

监测断面为猴子石、长沙、岳华和丁白渡口等4个断面，如图1所示。根据 《水环境监测规范》SL 219-2013中采样要求将水样保存至聚乙烯或玻璃

瓶中，并添加相应保存剂。

图1 监测断面示意图

根据长沙市水资源公报资料，选取各水平年分别为：丰水年份2010年和2012年、枯水年2011年、偏枯水年2013年、偏丰水年2014年。本文将收集各水平年汛期、非汛期和全年监测数据，分析其水质的变化情况并进行趋势分析。

（2）监测指标及及评价标准。

本次研究选取氨氮、高锰酸盐指数、总磷和砷4个指标，采用GB 3838-2002《地表水环境质量标准》中相应水质标准，分汛期、非汛期和全年对4个监测断面进行评价。依据《长沙市水功能区划》，猴子石大桥断面位于湘江长沙暮云-傅家洲饮用水源区，长沙断面位于湘江傅家洲-月亮岛景观娱乐用水区，岳华断面位于湘江望城开福过渡区，丁白渡口断面位于湘江望城饮用水源区 （为2013年增测断面），4个监测断面所在的水功能区2015年及2020年水质目标均为III类。

2 结果分析

（1）氨氮指标分析。

氨氮是衡量水体富营养化程度的重要指标之一。湘江长沙段氨氮指标变化如图2。通过实验及数据对比分析看出，汛期各监测断面指标浓度在（0.20～0.81）mg/L之间，水质状况为II类、III类；非汛期各监测断面指标浓度在（0.46～1.43）mg/L之间，水质状况为II类、III类、IV类；全年期各监测断面指标浓度在 （0.35～0.96）mg/L之间，水质状况为II类、III类。从氨氮指标分析，水质状况上游（代表断面猴子石）较下游（代表断面岳华）好，再往下游到湘江长沙枢纽工程 （代表断面丁白渡口）水质状况良好，同时期，岳华断面氨氮指标偏高，主要是由于支流捞刀河和浏阳河河水的汇入引起；另外，4个断面汛期较非汛期水质状况好。根据相关资料，非生物作用下，氨氮除去转化与温度、光照强度成正相关性。随着湘江长沙枢纽工程的建设，工程蓄水将使湘江长沙饮用水源地水位上升，水体深度、温度将有所变化，氨氮的去除率下降，使得藻类物质的同化作用起主要作用，湘江长沙段水质可能出现局部富营养化。

（2）高锰酸盐指标分析。

图2 氨氮变化趋势图

高锰酸盐指数是反映水体中有机及无机可氧化物质污染的常用指标。湘江长沙段高锰酸盐指数指标变化如图3。通过实验及数据对比分析看出，各监测断面在选取的年份中汛期、非汛期及全年高锰酸盐指数监测指标为（2.0～2.5）mg/L,水质状况为II类、III类。湘江长沙枢纽工程的建设前及建设中，长沙湘江饮用水水源地水质指标高锰酸盐指数变化不大。

（3）总磷指标分析。

在天然水和废水中，磷以各种磷酸盐形式存在，总磷是有机磷、无机磷、缩合磷酸盐的总和，它们存在于溶液、腐殖质、沙泥和水生生物中，当水体磷含量超过0.1 mg/L时，藻类会过量繁殖，则达到有害程度，因此，它是评价水质的重要指标，也是反映水体富营养化程度营养盐水平的指标之一。湘江长沙段总磷指标变化如图4。通过实验及数据对比分析看出，各监测断面在选取的年份中汛期、非汛期及全年

总磷监测指标均能达到III类标准。水质状况上游（代表断面猴子石）较下游（代表断面岳华）好，其中岳华断面2010～2014年各时期总磷含量基本都是超过0.1 mg/L，主要影响是湘江支流浏阳河河水总磷含量偏高，汇入湘江后导致总磷监测指标高；同时各监测断面监测数据分析比较得出汛期较非汛期含量低。

图3 高锰酸盐指数变化趋势图

（4）砷指标分析。

砷是有毒指标之一。湘江长沙段砷指标变化如图5。通过实验及数据对比分析看出，近5年来，汛期各监测断面指标浓度在（0.005 1～0.008 6）mg/L之间，非汛期各监测断面指标浓度在 （0.0031～0.007 3）mg/L之间，全年期各监测断面指标浓度在（0.004 6～0.006 9）mg/L之间，水质状况都能达到I类。从数据分析，总趋势是出口断面水质好于入口断面，说明主要是受上游工业污染影响，而本河段范围内污染不算严重。

图4 总磷变化趋势图

3 结论

河流上兴建水利工程会对流量的变化进行控制，这种做法将影响库区范围内的水环境质量。首先会对水质净化的特有规律造成影响，如水质的扩散，稀释规律等；另一个方面，水的稀释速度减慢，导致出现富营养化的状况，从而影响水质，加重污染。湘江长沙枢纽工程建设对湘江长沙饮用水源地水质状况分析如下：

（1）湘江长沙枢纽工程的建设对湘江长沙饮用水水源地水质暂时没有造成明显的变化，目前，湘江长沙段水质状况基本良好，符合近年来长沙市对湘江水质的目标要求。

图5 砷变化趋势图

（2）湘江长沙段部分河段及一级支流的氨氮、总磷浓度较高，尤其是在非汛期，长沙地区湘江一级支流，尤其是入湘江河口处，这两个指标都存在超标现象，另一方面湘江长沙段水质受上游重金属污染尤其是镉和砷的影响，随着水文情势的改变，重金属的沉积会对环境造成一定的风险。

（3）湘江长沙枢纽工程蓄水后，水温升高，水流流速减小，使得水体自净能力较天然河流弱，这将有利于藻类大量生长而导致水体富营养化，所以长沙湘江饮用水源地范围内可能产生局部富营养化的现象。

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2015-11-20）

苏珊（1980-），女，大学本科，工程师，主要从事水文分析计算与研究工作，手机：13687339131。