澜沧江乌弄龙水库营养盐成因及应对措施初探

杨 潇，任云春

（1.华中科技大学，湖北省武汉市 430074；2.华能澜沧江水电股份有限公司，云南省昆明市 650214 ）

0 引言

近30年以来，云南三江并流地区气候变化表现为河谷加剧成为干热河谷，在干热河谷的焚风现象作用下，横断山区域雪山冰川萎缩、雪线进一步上升[1]；大香格里拉旅游经济兴起、人群大量涌入等问题，加剧了更多的N、P元素随着水土流失进入澜沧江，进一步加剧了澜沧江水环境和陆生生态保护的迫切性。水体中N、P等营养盐含量增加会导致水质下降，导致富营养化等水污染现象发生，国内的湖库富营养化基本都是源于N、P含量过多，气温升高、河流径流量减少都是可能引发库区藻类爆发的重要外界条件[2]。随着澜沧江上游梯级水电站建成发电，澜沧江梯级水库区河段的水环境由天然河流转变为类似湖泊的水体，水流态及水生态有较大的变化。按照国内同样营养盐含量的河流水域属于好水，进入成为水库水体后，就可能判定为富营养化水体。研究上游已建第一级水电站乌弄龙水库水质N、P等营养盐的成因，防止水库富营养化，提出库段水环境保护措施，具有国际意义[3]。

1 工程概况

澜沧江自北向南流，于云南省西双版纳傣族自治州勐腊县南腊河口流出国境，出国境后称湄公河，流经老、缅、泰、柬、越等5个东南亚国家，在胡志明市注入南海，是世界第七大河。澜沧江水系呈羽毛状，大支流较少，干流源远流长，流域内植被良好。澜沧江流经青、藏和滇等3个省（自治区），干流长约2100km，落差约5000m，流域面积17.4万km2，其中，乌弄龙坝址以上流域面积8.57万km2。

乌弄龙水电站为澜沧江梯级水电开发规划的水电站，于2018年11月下闸蓄水并网运行发电，是澜沧江干流河段已建成发电的第一级水电站。坝址位于迪庆藏族自治州维西县巴迪乡，处于横断山区三江世界自然遗产保护地腹地。电站装机容量990MW，正常蓄水位1906m，水库库容2.65亿m3，调节库容0.36亿m3，是一个日调节水库。水库长约42km，涉及迪庆藏族自治州的德钦县的燕门乡、云岭乡和维西县的巴迪乡等1个州、2个县、3个乡、12个行政村。

2 水库水质评价

乌弄龙水电站建设期间，实现了施工污水和生活污水全部由污水处理厂处理后，用于枢纽工程建设区绿化，未向澜沧江排放，不影响河段水质，施工期澜沧江干支流水质满足地表水环境功能区划要求干流Ⅱ类水功能区划要求。

乌弄龙工程投产运行后，建立了水情监测及自动测报系统系统[4]，并委托第三方开展水质监测，依据5个断面水质的监测报告，乌弄龙5个断面水样取样点TN、TP均超过二类水功能。其中，最上游的取样断面总磷最高，达到0.15mg/L，最低有两个断面的水样，总磷都达到0.01mg/L。丰富的营养盐水平为浮游植物的生长创造了有利条件，水库水取样断面TN、TP已接近国际上确定的爆发水华的临界值。水质监测资料表明，各个断面按照总磷指标已经是超过二类水水质标准，按照TN因子评价，所有取样断面水质均达到了中—富营养化；按照TP因子评价，4个取样断面水质均达到了中度营养化，详见表1。进一步开展水库水体全面水质监测和综合治理已经迫在眉睫了。

表1 乌弄龙水电站库区水质检测与评价表Table 1 Water quality testing and evaluation table of Wunonglong hydropower station reservoir area

3 水库污染物的来源

乌弄龙库区水体污染物的来源，包括水库上游河流和泥沙携带的水体污染物；库区河段生产生活污水、生活垃圾、农田地表径流等对乌弄龙库区水质污染的影响。乌弄龙水库坝址以上流域面积达8.57万余平方千米，该区域大部分人群是在生产条件较好的河谷生活，人类的生产生活活动是水库营养盐入库贡献最大的因素。截至目前，乌弄龙水电站是该河段建成发电的第一个水电站，坝址拦住的是该流域产生的所有生活污水及生活垃圾等污染物。本电站水库调节库容较小，大部分污染物在库区停留由微生物吸收，并随着微生物的死亡沉入水库死库容空间，最终填满整个水库；或者随着发电用水流入下一个水电站水库区。2020年9月，下游电站水库区同一时段就监测到浮游植物数量远超过乌弄龙水库区的数值，虽然只是一个监测数值，还是足以引起警惕。

3.1 生产生活污水

自2018年11月，经过两年多的监测，乌弄龙库区分散的村庄居民点的生活污水都是直接排入乌弄龙库区水体，库岸边的居民，直接用一根排水管就将污水排入库区，而远离库岸的居民污水则由支流和支沟流水进入库区。库区以上流域区域县城和移民安置点有小型的污水处理厂，如正常运行，可以实现排放合格。其余大部分村庄和库周居住居民都是生产生活污水直接进入河道，这些居民点属面源污染源，特点是分布广，难以控制，这也是乌弄龙水库水质治理的难点所在。对面源污染做了初步的调查分析：①库区及流域区人群生产生活活动中大量使用含磷洗衣粉，磷氮化肥，N、P随着废水入库；②因为库区及流域区人民生活水平普遍提高，新建的住房基本是冲水厕所，代替了原来的旱厕，人畜的粪便也大量随水直接排入澜沧江。

N、P营养盐高可导致水库中细菌和藻类大量繁殖，形成藻类爆发现象，藻类死亡沉入水底，成N、P营养盐的析出源，进入水体，细菌分解藻类尸体需消耗水体中大量氧气，导致鱼类等水中生物缺氧死亡。富营养化与生物循环的最终结果是湖泊或水库老化、死亡。

3.2 生活垃圾

生活垃圾进入水库会导致水资源失去功能，无法利用。生活垃圾堆积会腐烂霉变，释放出大量恶臭、含硫等有毒气体、粉尘。对于像澜沧江这样的峡谷地带，极容易积累而成新的瘴气，极度危险。垃圾堆放地及临近土壤被重金属等有毒物质污染导致土壤失去种植和居住功能，严重侵占人类的生存空间。乌弄龙库区全库段都有大量的漂浮物需要人工打捞出库，据初步调查统计，乌弄龙水库建成之后，库区水面打捞的漂浮物，超过50%是各类生活垃圾，主要是各种塑料制品，如塑料瓶、塑料袋和一些塑料制作的生活用品，不难想象其他的不易浮在水面的垃圾已经沉入水底，形成了水底新的污染源，这些生活垃圾直排入库的不良生产生活习惯对库区水质的恶化也是不容忽视的。根据有关试验和研究成果，水库漂浮物将增加其覆盖水体的氨氮水平和有机污染物浓度，氨氮浓度升高，是致使水体富营养化的最主要原因之一[5]。如果在库区及流域区，进行垃圾分类，可以将这些漂浮在水面上的塑料制品等有用的废品进行合理回收，实现废物利用。反之，直接垃圾入库，则会造成生态失调局面日趋加重。最终造成水体功能失衡，导致水体功能丧失，势必将影响、阻碍经济的顺利发展。如图1所示为乌弄龙库区漂浮物。

图1 乌弄龙库区漂浮物Figure 1 Floating objects in Wuhonglong Reservoir area

3.3 农田地表径流

乌弄龙库区两岸地形陡峭，台地分布不多，居民基本都是依山而居，农作耕地大部分是坡耕地。其特点就是耕地平整度差，耕作困难，不便机械耕作，跑水、跑肥、跑土突出，农作物产量低。目前澜沧江流域虽然实施了天保工程，将25°以上坡耕地退耕还林，但是库区耕地5°～25°的坡耕地存量依旧大，由于坡耕地失肥和失土严重，土地生产力损失严重，为了增加产量，需要向坡耕地大量施肥，才能勉强获得预期产量，农作物收获后，坡耕地里存留的土壤和肥料又因为地形陡峭，随着雨水大量流失，夹带大量化肥的土壤直接流入澜沧江水体，最终进入乌弄龙库区，成为水库磷氮元素的重要来源，如此循环年复一年，越来越加码。如图2所示即为澜沧江左岸一个非常典型的村庄居民点及其生产使用的农作地，山顶是一个藏传佛教的寺院，海拔约3000m。依次是分散居住的农户，之间基本有乡村公路连接，到江边是德维二级公路（即香格里拉旅游环线公路西线），分布有沿江住户和一个小型水电站，水电站的压力钢管清晰可见，水域即为乌弄龙水电站库区。

图2 乌弄龙水库区农村居民点的生产生活区域示意图Figure 2 Schematic diagram of production and living areas of rural residential areas in Wunonglong Reservoir Area

4 水环境损伤及治理措施

乌弄龙大坝建成蓄水后，澜沧江干流河段约有42km，从自净能力较强的天然河流变为自净能力低的人工湖泊（水库）。目前已经有水体TN和 TP总量偏高的现象发生，需要采取措施防止发生水体富营养化。造成富营养化水体的原因很复杂，治理措施也很多。针对乌弄龙水库TN和 TP总量偏高的现实，初步提出相应措施，以期能够实现N、P等营养盐的源头控制，保护本河段优质水质。

4.1 生态措施

乌弄龙蓄水运行22个月之后，雍水库段部分断面浮游植物数量显著增加，总体介于16.3750×104～193.8000×104个/L，已经处于水体藻类爆发的临界状态，需要尽快除藻，以避免水华等污染现象发生。我国湖泊（水库）富营养化的生态治理，首先就是藻类降盐，然后在引进鲢、鳙等以浮游植物和浮游动物为食的滤食性鱼类除藻，最后达到水库区域的新的生态平衡，其中以武汉东湖治理效果最为显著。乌弄龙水库是否也可以通过投放滤食性鱼类除藻，以达到新的生态平衡，值得研究。

据调查，乌弄龙库区蓄水前浮游植物共有39属73种，以硅藻门为主，其次为绿藻门和蓝藻门。干、支流河段浮游动物现存量较低，底栖动物35种。

调查区河段主要经济鱼类有：光唇裂腹鱼、澜沧裂腹鱼、德钦纹胸鮡、扁头鮡等。未发现适应静水生活的鱼类，无滤食性和食鱼性鱼类。

居于以上调查结果，经初步分析，为避免生物入侵事件发生，本河段不考虑引进滤食性鱼类。初步计划配合水库鱼类增殖工作以投放土著鱼类为主，抑制水体营养化进一步加剧。经研究，第一阶段拟试验性地投放以着生藻类和小型浮游动物为食的澜沧江土著鱼——光唇裂腹鱼，目的是吞食试验水体中的藻类，减少水体藻类含量。计划结合乌弄龙库区鱼类增殖放流计划，新建拦河网隔离库区支流库湾水体，在水体中加大光唇裂腹鱼的放养密度，同时开展库湾水质及藻类监测工作，通过试验得出原生土著鱼、藻类和TN、TP等营养盐促生藻类的关系数据，分析土著鱼类养殖对控制水体中的营养盐的作用及效果。如果效果良好，就在水库中加大相关土著鱼类的放殖密度，除藻降盐，遏制水体趋向富营养化的进程。

4.2 控制外源措施

控制外源就是减少或者截断外部输入的营养盐等污染物，使水体减少污染物继续累积的可能性。首先调查清楚库区，扩大到流域排入生产生活污水的主要排放源，对于库区有污水处理厂的点源要调查清楚；对面源污染，采用典型抽样调查，在全流域建立采样监测点，依次推算面源污染源。对全部污染源定量计算年排放的氮、磷总量，为采取科学有效措施控制外源提供数据基础。

进一步强化在库区及流域区实施垃圾分类和处理工作，减少垃圾直接入库浸泡，形成新的污染物。

结合国家的水土保持政策，促进地方政府加强对库周的坡耕地进行梯地改造，实现保水保肥，最大程度地减少水土流失，提高农作物产量的同时减少N、P排入库区水体。

4.3 排除内源措施

乌弄龙库区内源污染主要是库区淹没的耕地、淹没的村庄居民点等区域通过水体的浸泡，缓步释放出的N、P等营养盐，这个是不可避免，也是遏制乌弄龙水体富营养化治理的难点。需结合淹没前的村庄居民点和耕地分布图，布设监测断面监测营养盐的浓度及藻类种类数量，按监测成果研究处理措施。

结合水库排沙运行调度，合理地消除沉积在水库的内部营养盐。

4.4 大力发展宣传教育工作，增强人们的环保意识

乌弄龙水体TN、TP等营养盐浓度偏高现象的发生，一方面是我国农村经济飞速发展的一个现象，同时也警示在藏区，在美丽的秘境香格里拉，生态环境保护面临着严峻的挑战，看着江面密集漂浮的垃圾，没有人会认为这还是香格里拉。

由各级政府组织的环境保护宣传工作是水环境污染防治的重要组成部分，乌弄龙面源污染源基本处于广大的藏区山区农村，科学治理生态环境，需要提高人民的环保意识和环保自觉，是澜沧江水体营养盐减排的关键因素之一。

4.5 大数据库构建

乌弄龙水电站库坝区处于国际河流干流河段，库区有环香格里拉旅游环线二级公路穿库区而过，时有公路事故发生，造成车辆落水，所载的油类、化工等污染物流入水体中都可能造成大范围水污染，库区地处三江并流世界自然遗产保护区腹地，及时有效应对水污染事件具有重要意义。

在乌弄龙水库成库后，澜沧江流域青海、西藏和云南藏区旅游产业发展迅速[6]，城镇及农村生产生活水平提高，造成污水等排放量增加，而澜沧江水温较低，水体环境容量较小，极有可能引发水污染事件。

建议扩大构建大数据库所需的调研范围，研究包括流域污染源、包括城集镇、村庄居民点的分布位置、人口、耕园地等农作地的数量等社会经济资料，积极协调全流域地方政府，获得政策支持保障。[7]实现企地联合，共同做好澜沧江水环境保护工作。

5 结语

目前乌弄龙水库已经处于趋向营养盐污染的边沿，局部河段有污染现象发生，随着水电站的运行，如果不及时采用预防和治理措施，水污染还会持续加剧。尤其是需要及时进行水库周边生活污水和生活垃圾的治理，否则必然会造成库区水质进一步恶化，同时也加剧了澜沧江中、下游各个梯级水电站水库水质的恶化。应积极开展相关研究工作，将乌弄龙水库及库段以上河流流域的环境保护工作做好，实现源头控制，降低环境风险，为世界自然遗产三江并流的保护工作做出应有的贡献，让美丽的香格里拉继续是人间胜景。