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方华峰 丁爱中 | 三峡库区水环境安全监测现状与建议
发布日期:2019-05-27 信息来源:《环境工程2017增刊》 访问次数: 字号:[ ]

摘要:三峡水库蓄水后,库区河流水动力情势发生了根本性改变。流速变缓,水体的自净能力下降,库区支流水质也呈逐年下降的趋势。同时,随着库区上游经济快速发展,入库污染负荷不断加大,三峡库区水环境恶化趋势仍未解除。 原有监测系统的监测能力、组织结构和运行管理模式已不能完全满足新形势对监测工作的要求。针对目前库区水环境监测工作中存在的问题,结合新形势和新要求,从顶层设计、监测内容、数据应用与信息化等方面,提出了完善库区 水环境监测工作的建议。

关键词:三峡库区;水环境;监测;安全

引   言

三峡工程是一座具有防洪、发电、改善航运和发展库区经济等综合效益的特大型水利水电工程。2003年三峡大坝开始135m水位试验性蓄水,2010年蓄水至175m水位,形成了一个长约670km,平均宽1.1km,平均水深90m,总库容393亿m3的人工水库[1]。三峡工程蓄水后,形成的河道型水库回水面积达1000km2,改变了长江原有的天然河道属性,致使流速变缓、滞留时间延长、水体自净能力减弱[2]。为确保水库水质安全,保证库区长期可持续发展,迫切需要进一步加强对库区水环境的监测。

1 三峡库区水环境监测基本情况

1.1 三峡库区水环境概况

三峡库区地处长江中上游,位于北纬29°—31°50',东经106°20'—110°30',涉及湖北的宜昌、兴山、秭归、巴东和重庆的巫山、巫溪、奉节、云阳、开县、万州、忠县、涪陵、丰都、武隆、石柱、长寿、渝北、巴南、江津及重庆核心城区(包括渝中区、北碚区、沙坪坝区、南岸区、九龙坡区、大渡口区和江北区)等20多个市、区(县),总面积约7.9万km2,水库面积为1084km2。

三峡水库蓄水后,库区江段由天然河道变成水库,使得境内长江干流及诸多支流的水文特征发生重大变化,库区水环境逐步由急流环境的河流生态系统向静水环境湖泊生态系统演变,氮、磷等营养盐的迁移转化途径和停留时间发生明显改变,支流水体富营养化程度逐渐提高,部分支流回水区藻华频发。同时,随着库区上游经济快速发展,入库污染负荷不断加大,三峡库区水环境恶化趋势仍未得到解除[2]。根据《长江三峡工程生态与环境监测公报》(2015)可知:

1)在三峡库区长江干流共布设有6个水质监测断面,分别为永川朱沱、江津大桥、重庆寸滩、涪陵清溪场、万州晒网坝和巴东官渡口;在嘉陵江布设金子和北温泉2个水质监测断面,在乌江布设万木和锣鹰2个水质监测断面。监测结果显示:2014年,从三峡库区长江干流布设的6个水质监测断面的监测结果来看,工程蓄水以来,干流水质变化符合三峡水库当初建设论证的预测结果,干流水质保持稳定,干流6个断面年度总体水质为Ⅲ类;嘉陵江总体水质为优,乌江总磷超标;寸滩断面粪大肠菌群为劣Ⅴ类,其余断面粪大肠菌群均达到或优于Ⅲ类。嘉陵江金子和北温泉断面年度总体水质均为Ⅱ类,锣鹰断面为Ⅲ类,主要污染指标为总磷。

2)在受到长江干流回水顶托作用影响的38条长江主要支流以及水文条件与其相似的坝前库湾水域布设77个营养监测断面,采用叶绿素a、总磷、总氮、高锰酸钾指数和透明度等5项指标计算水体综合营养指数,评价水体综合营养状态。结果显示:2014年,三峡库区38条主要支流水华敏感期(3—10月)水体富营养化状况比上年有所加重。从各月情况来看:77个断面中,处于富营养状态的断面比例为20.8%~37.7%,处于中营养状态的断面比例为57.1%~75.3%,处于贫营养状态的断面比例为0~6.5%。其中,回水区水体处于富营养状态的断面比例为20.0%~45.0%,非回水区为16.2%~29.7%,回水区富营养化程度高于非回水区。与上年同期相比,库区主要支流3月、4月、6月、9月和10月富营养断面比例分别上升了2.6,11.7,5.2,9.1,5.2个百分点;7月和8月富营养断面比例分别下降了6.5,5.2个百分点;5月富营养断面比例无明显变化。

3)2014年,在三峡库区青干河、神农溪、大宁河、磨刀溪、梅溪河、清溪河、苎溪河、汝溪河、东溪河、池溪河、龙河和香溪河等主要支流回水区存在水华现象。水华主要发生在春季和秋季,春季水华优势种主要为硅藻门的小环藻、针杆藻和直链藻,隐藻门的隐藻,甲藻门的角甲藻和多甲藻,绿藻门的衣藻,蓝藻门的微囊藻;秋季水华优势种主要为蓝藻门的鱼腥藻,绿藻门的空球藻,硅藻门的小环藻,隐藻门的隐藻。

1.2三峡库区水环境监测系统基本情况

为了全面、准确掌握三峡工程的建设和运行可能引起的生态环境变化,及时预警预报可能产生的不利环境影响,并为三峡工程建设及建设过程中环境与资源管理以及有关部门决策提供科学依据,国务院三峡工程建设委员会办公室(简称国务院三峡办)从1994年起,开始组建跨地区、跨部门的长江三峡工程生态与环境监测系统。1996年国务院三峡办组织并委托长江流域水资源保护局编制完成了《长江三峡工程生态与环境监测系统实施规划》。自此,长江三峡工程生态与环境监测系统正式启动。经过近20年的发展和不断的优化完善,现已逐渐形成了跨地区、跨部门、跨行业、跨学科的多层次的三峡生态与环境综合监测网络体系,其中,水环境监测系统是整个监测网络系统中的重要组成部分。

三峡库区水环境监测系统是以干支流“水文、水质、水生态及富营养化问题”为核心,建立起的水文与水质相结合、水质与底质相结合、理化与生物相结合、干流与支流相结合、常规质量监测与专项科学研究相结合的水环境监测系统,主要由干流水文水质同步监测系统、重点支流水质监测系统和污染源监测三部分组成。其中,干流水文水质同步监测系统按照《长江三峡工程生态与环境监测系统实施规划》、《长江三峡生态与环境监测水质子系统监测工作技术规定》、《水文水质同步监测常规监测系统》以及《水环境监测规范》(SL219)的要求,在三峡库区干、支流及长江中下游至河口干流等重要水域设置监测断面,开展水文、水质、底质和水生生物等方面的监测;重点支流水质监测系统则对流域内10条重点支流开展了水体富营养化的监测和研究;污染源监测包括了工业、生活、船舶和农业面源污染等重点污染源的监测。经过近20年的运行,该系统取得了重要的阶段性成果:获得了三峡工程建设及试验性蓄水期间生态与环境的基础资料,为科学分析研究三峡工程对水环境影响奠定基础;监测成果为相关管理部门的科学决策提供依据,为确定环境保护建设的工作方向和重点提供了一定支撑;连续19年编制《长江三峡工程生态与环境监测公报》向国内外公开发布,科学回应社会关切,正确引导社会舆论,向社会表明了三峡工程对相关区域生态环境影响没有超出环境影响评价和可行性研究预测范围。

2 三峡库区水环境监测系统存在的主要问题

三峡库区水环境监测经过近20年的发展,在分析方法、布点采样等方面积累了较为完整的经验,初步形成了库区水环境监测网络体系。随着三峡工程建设完成进入运行期,新《中华人民共和国环境保护法》的颁布实施和《水污染防治行动计划》的正式出台,对环境监测提出了更高的要求,但目前三峡库区水环境监测工作仍然存在着一些不够完善的地方:

1)参与监测队伍多,且来自不同的部门,水平参差不齐,人才队伍薄弱,质控管理不到位。特别是承担支流监测任务的监测单位较多,在人员保障、数据质量控制、评价标准等方面存在较大差异,工作中协调组织的难度较大。

2)参与监测部门的工作相互间不衔接,部分工作内容存在重复。如干流、支流监测分属不同的部门,监测设备、测定方法、监测频次、监测标准、计算和评价方法等均不统一,相互间缺乏协调、相互隔绝,信息不能共享。

3)水中有机污染物监测没有引起足够重视。近年来的监测与科研结果表明:我国城市河流及各大水系均以有机污染物污染为主[3]。目前的三峡库区水环境监测中缺乏对水中有机污染物控制指标的监测。

4)尽管水环境监测系统运行已近20年,积累了丰富数据,但由于对监测数据综合分析和深度挖掘不够,数据间可比性不强,很难最大限度地发挥监测数据对三峡库区水环境保护所能起到的应有效果。

5)库区水环境监测与研究手段还处于以传统地面手工监测为主的阶段,自动化程度低,且不具备应急监测能力。面对日益复杂的变化形势,传统水环境监测技术已难以对突发性环境污染事故进行实时跟踪监测,对库区水质状况的预测和应急预警难以形成有效支撑,也与“天地一体化”观测网络体系的新要求不相适应。

6)信息化水平落后,整个系统缺少一个统一的信息交流和数据交换分析平台;各子系统间不能实现信息共享,达不到对监测数据开展综合分析和应急响应的要求,信息化建设急需加大投入力度。

3 加强三峡库区水环境监测能力建设的必要性

1)长江流域既是我国经济社会发展的重点区域,又是全国生态文明建设的重要区域。三峡水库地处长江中段,为长江中上游多个重要生态功能区的交汇点,地理位置关键,生态作用重要。库区水环境状况直接关系到三峡工程的安全运行与库区移民的安稳致富,以及国家淡水资源安全战略、长江中下游生态安全以及长江经济带建设等经济社会可持续发展,是维护长江生态健康的重要生态屏障。加强水环境监测系统的建设是符合国家协调发展和环境保护的要求,符合三峡库区人民生产、生活的实际需要,可以为库区经济的可持续发展提供有力的科学依据。

2)三峡工程建成后,长江干、支流水文情势发生了改变,对库区、大坝下游及河口地区的水环境产生了不同程度的影响。建立干、支流监测系统,开展水文观测、水质、底质、水生生物和富营养化等方面的监测工作,通过对水库蓄水前后历史资料的分析,系统跟踪监测三峡工程兴建前后的库区及大坝下游相关地区的水资源、水环境、水生态的状况以及时空变化规律,及时发现问题,可为国家有关部门决策提供科学依据,为客观分析和评估三峡工程对生态环境的影响奠定了基础。

3)长江流域沿线人口密度大、企业多,工业废水、城市污水、农业面源污染等是造成岸边水体污染最直接和最主要的原因之一。特别是在污染严重的城市江段,化工企业的大面积布局,生产和运输过程中均对水环境安全造成极大威胁。因此,加强对污染源的持续监测,可发现库区潜在的水环境安全问题,促使库区产业布局规划和水污染防治规划相互协调;同时,做好污染物和排污总量控制,提高快速反应能力,可最大限度降低污染事故的危害。

4)水环境监测要实现对三峡水库水生态系统演变的有效监控,掌握三峡水库干支流水质演化机理及富营养化发生机制,需要有及时、准确的监测数据做支撑。目前三峡库区水环境监测主要依靠常规、手工监测手段,周期长,提供信息过程较缓慢,监测系统还不能够完全适应三峡工程的管理需求以及应对突发事件的快速响应需求,还需要在现有基础上进一步优化站点布局、扩大监测覆盖范围、充实监测内容、引入先进技术,加强数据分析和预测预警。

4 新形势下库区水环境监测工作的思路与建议

三峡库区水环境监测系统始建于1996年,当时确定的目标是为三峡工程建设服务,回应社会关切的问题。随着工程的完工,水库进入运行周期,原有监测系统的组织结构和运行管理模式已不能完全满足新形势对监测工作的要求,监测手段、监测范围、监测要素、监测频次和监测质量等方面均需要进行优化调整完善。

中国共产党十八届五中全会提出“创新、协调、绿色、开放、共享”的五大发展理念。2016年1月5日,习近平总书记在推动长江经济带发展座谈会上强调要走生态优先、绿色发展之路,把修复长江生态环境摆在压倒性位置,共抓大保护,不搞大开发,对新时期三峡水库水环境安全提出了新的要求。据此,未来三峡库区水环境监测工作应以保护长江健康为目标,为长江经济带服务,为三峡工程运行、水资源安全以及污染防治服务。在现有工作的基础上,进一步做好相关部门间的统筹协调,把能力建设、技术创新和管理创新作为工作重点,在监测手段、监测内容、监测方法、监测质量、综合分析水平和信息共享等方面得到全面提升。为此,建议如下:

1)加强顶层设计,完善体制机制建设。为更好地弄清库区水环境质量现状以及变化趋向,需加强顶层设计,优化资源整合。一是需要进一步明确库区水环境监测工作的牵头部门,进一步创新管理体制,统筹协调目前各部门已有的监测平台,使之相互融合、相互衔接和信息共享;二是建立独立于行政管理层面的技术指导和监督机构,并引入全方位研究与应用合作机制,建立监测系统长效运行机制;三是构建基于行业管理的常规监测与基于三峡工程特点的专项监测有机结合的监测网络体系;四是有关部门间的常规监测要做好衔接和优化工作;按照水库运行调度和水环境保护的要求,充实完善监测内容;五是争取将监测系统的建设与提升纳入国家正在编制的长江经济带生态环境顶层规划中。

2)加强监测能力建设。一是监测工作人才的培养是监测成功的重要保障。加强监测人力资源管理,建立健全人才成长机制和人才成长环境,打造一批综合素质高的技术人才,完善环境监测职业资格认证以及技能培训制度;二是配备先进的仪器设备,提高监测分析的自动化水平,尽快形成全面的检测能力;三是激发监测部门内部工作人员科研创新动力,提高环境监测技术水平,提高监测的创造力,打造和建立技术研究型环境监测站;四是着力于环境遥感等先进技术的应用,扩大监测范围,提高监测反应速度,实现对突发性环境污染事故进行实时跟踪监测;五是在加强常规和专业监测建设的同时,构建完善的水环境安全预警系统,建立、健全和完善环境应急响应体制和运行机制[4];六是监测工作属于环境基本公共服务的一部分,目前资金的投入不足以支撑相关工作的开展,有关部门应考虑适当加大投入的力度。

3)完善监测内容和质量控制。第一,流域沿线化工企业多,污染物排放和运输造成泄露对环境影响大,需加强对库区污染源状况的掌握,对库区污染源的日常监测应增加监测频率,动态掌握污染源排放变化情况;第二,根据GB3838—2002《地表水环境质量标准》完善相关监测指标与内容,适时开展微量有机物的检测;补充水质综合毒性评价方法;第三,研究建立统一的监测技术标准规范和质量管理要求,逐步建立对监测机构的资质、质控样品考核与实验室比对、第三方质控、信誉评级等机制,督促监测机构不断提高数据质量和服务质量。

4)提升数据的综合分析水平。加强监测数据的深度挖掘和综合分析工作,及时反映水质变化情况和污染控制成效,以形成对库区水质状况的预测和应急预警的有效支撑,彻底解决目前水环境监测系统监测数据应用效能低的问题。有关监测部门应设立或委托相关专业部门,应加强数据分析和表征以及污染源解析,充分发挥监测数据的效能,及时跟踪水环境质量的动态变化,为科学管理决策提供依据。

5)加强监测系统信息化建设。第一,有关部门应考虑尽快建立三峡库区水环境监测综合信息系统,建立数字三峡水环境监测公共服务平台,将环保部、水利部、农业部、三峡办等的监测数据进行整合,形成库区水环境状况数据库;第二,通过服务平台建立多部门信息会商机制,及时发布库区水环境影响信息,完善三峡环境监测的技术保障体系,为管理决策、科学认知、风险防范和公众知情提供最优质的信息支撑;第三,通过库区水环境状况数据库的建设,进一步提升对库区水环境质量水平的综合评价工作,扩展数据共享服务的内涵,提高部门间的信息交换效率,以满足不断增加的综合分析决策需求,为水库运行管理提供服务。

5 结论

水环境监测是一项涉及面广、业务性强、技术含量高的工作,为了保证监测数据的科学性、准确性、精密性和完整性,必须建起一套长效的运行机制,抓好科技创新和管理创新,完善监测手段,提升监测水平和数据分析能力,切实保证三峡库区水环境的安全。

参考文献

[1]严岩,孙宇飞,董正举,等.美国农村污水管理经验及对我国的启示[J].环境保护,2008,4(1):65-67.

[2]苏丽萍,何熙.浅谈三峡库区水环境污染及治理[J].广东化工,1007-1865(2015)19-0123-02.

[3]李贵宝,周怀东,郭翔云,等.我国水环境监测存在的问题及对策[J].标准化,1008-1305(2005)03-0057-04.

[4]王述伟 魏子勇.环境安全预警和应急监测体系建设探讨[J].中国环境管理,1674-6252(2013)04-0032-04.

注:本文转载自《环境工程2017增刊》,工业建筑杂志社,2017:5.




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