水力发电 第３５卷第１２期 ２００９年１２月 文章编号：０５５９—９３４２（２００９）１２－００３４—０３ 三峡水库建设期间污染物来源及 水环境质量变化趋势分析 胡兴娥．惠二青 （中国长江三峡集团公司，湖北宜昌４４３００２） 关键词：污染物当量；水环境质量；三峡水库 摘要：基于污染物当量计算方法，探讨了１９９６年一２００７年三峡水库建设期间污染物来源、各污染源及污染物当量 逐年变化趋势，初步分析了库区水体水环境质量总体变化趋势。结果表明，三峡水库污染物排放主要来自于城镇生 活污水排放，各污染源污染物排放量呈下降趋势，库区水体水环境质量总体上朝良性方向发展。 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｐｏｌｌｕｔａｎｔ Ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｔｒｅｎｄ ｄｕｒｉｎｇ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｈｕ Ｘｉｎｇ ｅ，Ｈｕｉ Ｅｒｑｉｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｙｉｃｈａｎｇ Ｈｕｂｅｉ ４４３００２） Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ；ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｍｎｅｎｔ ｑｕａｌｉｔｙ；Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ ｔｒｅｎｄｓ ｏｆ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｌｏａｄ ｉｎ １ ９９６－２００７ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ｉｎ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｓ ｆｒｏｍ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｅｗａｇｅ，ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｓ ｔｏｗａｒｄｓ ａ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｇｅｎｅｒａ１． 中图分类号：Ｘ５０８（２６３） 文献标识码：Ａ ２００９年９月１５日．三峡水库１７５ ｍ水位实验性蓄水正 式启动 这标志着历时１７年、耗资２ ０４０亿元人民币建设的 世界最大水利枢纽工程将全面竣工 三峡工程库区属中国生 态环境的敏感区、脆弱区和易污染易破坏区 三峡水库也是中 国最大的河道型水库，蓄水至１７５ ｍ水位时水域面积ｌ ０８４ ｋｍ ．总库容３９３亿ｍ， 库区内还有次级河流４００多条，水库 库线共达５ ７００多ｋｍ。三峡水库蓄水后．水深增加，流速减 价等方法 单因子评价方法不能全面的评价水环境质量变化 趋势．而多因子综合评价方法虽然考虑了水体中的主要污染 物．但是每种污染物对水体环境质量的贡献权重很难准确赋 值．因此．评价结果可能会出现较大偏差。本文引用环境经济 学中排污收费制度中污染物当量的概念．定义了污染物当量 系数．以需氧量ＣＯＤ为基准污染物．计算了二三峡工程建设期 间各年度污染物总负荷当量．识别各年度主要污染物排放 源．分析建设期间ｊ峡库区水环境质量变化趋势，为三峡库 区的水环境污染控制提供依据 缓．水体自净能力减弱．污染物环境容量急剧下降，部分支流 回水区和库湾成为富营养化的敏感水域．库区次级河流水污 染严重。据国家环保部有关水环境监测评价数据表明：三峡 库区范围内化学需氧量和石油类等指标均出现不同程度的 １ 三峡库区建设期间主要污染物的当量系数 １．１ 污染物当量定义 污染当量是根据各种污染物或污染排放活动对环境的 超标．各城市江段水质以三类为主 由于水环境保护基础薄 弱．三峡库区已面临比较严重的水资源污染问题 国内待建 和在建的大型水电工程项目都将面临类似三峡的问题．如果 能在建设期问对这些污染源进行控制和治理．会大大减轻水 库运营后因污染带来的水资源安全压力 因此．有必要对三 峡工程建设期间的污染源进行识别．分析库区水环境质量变 收稿日期：２００９—１１—２０ 基金项目：国家杰出青年基金项目ｆ５０９２５９３２）；国家科技支撑计 划（２００９ＢＡＢ２９Ｂ０９１ 作者简介：胡￣（１９６５－－），女，湖北仙桃人，高级Ｔ程师，主要从 化趋势．为其他大型水电工程项目水环境管理提供借鉴 传统的水环境质量评价方法有单因子和多因子综合评 事水库运行管理工作． 圈Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｖｏ１．３５．Ｎｏ．１２ 身弓ｊ 苍身弓ｌ ２期 明六５ ，守：＝：Ｉ 小Ｊ牛姆 １ 剐１日Ｊ 米 木脲 小 、况Ｊ贝里 １ 烂 万１＝Ｊ 有害程度、对生物体的毒性以及处理的技术经济性．规定的 有关污染物或污染排放活动相对数量的一种关系。根据国务 院《排污费征收使用管理条例》（国务院令字第３６９号）中的 规定，污水的污染当量值是以污水中ｌ ｋｇ最主要污染物化 学需氧量ＣＯＤ为一个基准污染当量．再按照其他污染物的 有害程度、对生物体的毒性等进行测算．并与ＣＯＤ进行比 较．分别得出其他污染物的污染当量值 从这个定义出发．可 以将污染物当量系数定义为相对于某一污染物来说．另一污 染物对生物体造成同等程度伤害所需要的数量 从确定过程 来说．污染当量是有害当量、毒性当量与费用当量的一种综 合关系．表示了不同污染物或污染排放变量之间的污染危害 与平均处理费用的相对关系。例如，以１ ｋｇ的ＣＯＤ为基准 值，如果０．００５ ｋｇ的镉与１ ｋｇ的ＣＯＤ造成的伤害程度相同， 则镉的污染物伤害当量系数为０．００５ 从这个定义出发．目前 水体中大部分污染物的当量系数都可以从国家环保局出台 的《排污费征收标准管理办法》得到．则每年三峡库区污染物 总当量负荷为： ＰＤＬ＝∑ （１） ｉ 式中，ＰＤＬ为每年三峡库区污染物总当量负荷：肌 为第 种污 染物每年排放的总量（ｋｇ）；Ｇ为第ｉ种污染物的当量系数。 １．２三峡库区建设期间水体中主要污染物及其当量系数 根据国家环境保护总局每年发布的《长江三峡工程生态 与环境监测公报》，确定三峡水库每年排放的主要污染物，并 将其进行分类为富营养化类和水生态毒性类 以ＣＯＤ为基 准污染物．三峡水库建设期间主要污染物及其污染物当量系 数如表１所示 表１ 三峡水库建设期间主要污染物及其污染伤害当量系数 ２三峡水库建设期间污染物来源识别及水环境质 量变化趋势分析 ２．１ 污染物来源识别 根据１９９６年一２００７年《长江三峡工程生态与环境监测 公报》，将污染物来源分为工业源、生活源及农业面源。其中， 工业源主要是指城市企业污染物年排放量：生活源为城镇生 活污水污染物排放量：农业面源为农田化肥以及农药流失排 入水库的污染物量。利用式（１），计算了历年各污染源污染物 总当量负荷，结果如图１所示。 １ｏ０ §８０ ７ ６Ｏ ； ｊ ４０ ； ； ； ２０ 贮。 。．『 ．ｒ ； ． ．ｒ ； 柏 １９９６ ｌ９９７】∈Ｉ９８ １９９９ ２０ｏ０ ２０。１ ２［ｘ】２ ２ｏｏ３ ２０Ｏ４ ２００７ 年份 图１ １９９６年～２００７年三峡库区各污染源占 污染物总当量负荷的比例 由图ｌ可以看出．除了１９９６年．三峡库区污染物主要来 源为库区内生活污水排放．１９９７年以后均为工业废水排放 和农业面源。这跟库区内实际情况比较符合．三峡库区内各 城镇工矿企业较少．污染物排放主要是来源于生活污水 １９９６年各污染源污染物总当量负荷排序不同于其他年份． 是由于该年份污染源统计数据缺失较多．尤其是库区内很多 城镇的生活源统计数据缺失 ２．２各污染源年变化趋势 利用式（１）计算了１９９６年～２００７年各污染源负荷当量． 分析了其逐年变化趋势．结果如图２所示 由于农业面源污 染物排放量大大少于生活源和工业源．因此采用了双纵坐标 的折线变化图 坷旺４ ４ ㈣ ３ ３ ２ ２ 喜；㈣Ⅺ １ ｌ ５ ０ １９９６ １９９７ ｌ９９８ １９９９ ２００ｏ ２［ｘｊ１ ２ｏＯ２ ２００３∞０４善＿新疆接ｓ嫌皇毒 旧 《 ２００７ 年份 圈２各污染源变化趋势 由图２可以看出．生活源总伤害当量在１９９８年达到最 大，随后逐年降低 这是因为２００１年１１月开始实施了《三 峡库区及其上游水污染防治规划ｆ２００１年～２Ｏｌ０年）》， 峡 库区内许多城镇建设了污水处理厂．使排入库区的污染物 量大大减少。工业源除１９９６年外．整体呈增加趋势．这是由 于库区内经济发展的原因．各城镇建设了许多工矿企业．致 使排入库区的工业污水量增加 农业面源逐年变化规律跟 工业源基本一致．其原因跟农田化肥和农药的过度使用有 密切关系 从农田生产力的变化看．三峡库区缺少足够的高 产农田．一等地占７．９％．二等地占５９．２％．质量差的三等地 占３３％ 一等地的缺乏加上粮食产量不足必然导致农药和 化肥的过度使用 ２．３三峡库区水环境质量逐年变化趋势 利用式（１）计算了在１９９６年 ２００７年间历年排人ｊ峡 Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｖｏ１．３５．Ｎｏ．１２困 小／Ｊ 吧 ＵＵ １Ｚ／＝Ｊ 水库的污染物总当量负荷．分析了其总体变化趋势．结果如 图３所示。 初步治理，２００１年１１月出台的《三峡库区及其上游水污染 防治规划（２ｏ０１年～２０１０年）》使库区及上游污染物排放量得 到了进一步的削减 当三峡水库蓄水到１７５ ｍ水位以后．库 专 区稀释环境容量大大增加．虽然流速减缓使库区水体自净能 力有一定的削弱．但由于库区内污染物排放量大大减少．因 崧 Ｓ 贮 １９％１９９７ｌ９９８１９９９ ２０００ ２００１ ２Ｏ０２∞０３ ２０ｏ４２００７ 此．三峡水库水环境质量将会朝良性方向发展 ３结年份 语 （１ １三峡水库污染物排放主要来自于城镇生活污水排 放．其次为工业废水和农业面源排放 峡工程建设期间各 图３三峡水库污染物排放总当量负荷逐年变化趋势 污染源污染物排放量呈总体下降趋势．库区水体水环境质量 总体上呈良性方向发展 ｆ２）本文提出的基于污染物当量的水环境质量评价方 由图３可以看ｍ．三峡水库污染物排放总当量负荷总体 呈下降趋势。其从１９９６年开始逐年上升．１９９９年达到最大， ２００２年略有上升．随后逐年下降 这跟国家对三峡库区内的 污染源治理有密切关系 １９９８年国家发改委牵头组织编制 法．在～定程度上可以克服多因子综合评价方法权重难以准 确赋值的缺点．可以有效识别污染源、分析水环境质量总体 变化趋势．为水体污染预防和控制提供科学依据 的《长江上游水污染整治规划》，使库区及上游污染源得到了 （上接第１４页）国产化。即，自主设计、自主制造、具有自主 知识产权． 峡机组做到了“三自” 二三峡右岸电站机组招标 和产能相一致的 三峡总公司机组招投标国内外厂家机组份 额对比为：三峡左岸电站１４台机组，国内分包不少于２５％， 实际执行中为５０％：三峡右岸电站和地下电站机组，国内已 实现独立设计制造．且国内合同额占２／３．制造份额远超过 ７０％：溪洛渡、向家坝工程，国内已实现独立设计制机组，并 全部由国内制造 为哈电、东电创造了与国际水电巨头同台竞争的机会．以各 自开发的水轮机模型单独中标．自主设计制造４台套机组 其中有两个亮点值得特别指出：第一．是自主的水力设计和 创新，水轮机的效率、稳定性等性能达到了国际先进水平：第 二．是７００ ＭＷ等级全空冷水轮发电机的设计与制造．各项 指标均达到设计要求．成为了具有很强竞争力的核心技术 （３）国产化的不断推进引起了充分竞争，促进了技术进 步 国内外存在的技术差距促使我们推动国产化。而随着国 产化的不断推进．国内外处于同一技术水平时，更能引起行 业的充分竞争．促进技术进步 从三峡左岸电站至ｉ峡右岸 电站．再到向家坝、溪洛渡电站．每一次招标都带来技术的 进步：无论水力设计的提升．还是在全空冷发电机的推广， 转轮铸件、蜗壳钢板等关键材料的逐步国内采购展现出 国产化的深度： 峡左岸电站蜗壳高强钢板开始完全依赖从 国外进口．后来鞍钢和宝钢分别研制出了性能完全相同的高 强钢板ＡＤＢ６１０Ｄ、Ｂ６１０ＣＦ．ｊ峡右岸电站蜗壳钢板完全由鞍 钢和宝钢供货 左岸电站水轮机转轮的铸件开始主要依靠从 发电机电压等级的提高．这每一步都成为了行业技术进步 最好的见证 除水轮发电机组以外、由我国自主研发的三峡 电站水轮机调速系统、发电机励磁系统也适应了三峡水轮 发电机组的可靠性的要求，填补了国内空白；三峡机组８４０ ＭＶ．Ａ变压器、５００ ｋＶ ＧＩＳ设备．也通过引进消化吸收再创 新．在关键技术上实现了突破：大型水电机组厚钢板、发电 机用硅钢片、变压器用硅钢片也通过技术攻关．实现了国产 国外铸件厂进口，目前鞍钢、二重、一重、宁夏共享等国内企 业已具备量产能力．逐步实现了核心部件的关键材料国内制 造．展现出我国大型设备国产化推进的深度 ３．２机电设备国产化的全面推进 （１）国产化程度决定了机组招标方式 三峡左岸电站机 组选择国际公开招标，采取“技贸结合、技术转让、联合设计、 合作生产”的方式．是与当时国内的制造水平相适应的．是有 利于国内制造厂掌握核心技术、实现跨越式发展的 峡有 化．满足了三峡地下电站、溪洛渡、向家坝电站对核心部件 材料的要求 岸电站机组招标时．哈电、东电已具备了与国际水电巨头同 台竞技的能力，因此采用４台国际公开招标、８台国内询价 采购，有利于巩固技术引进、消化吸收再创新成果．促进国产 化向更深层次推进 从三峡左岸电站的全部国际公开招标．至三峡右岸电站 ４结语 三峡工程水轮发电机组通过技术引进消化吸收再创新， 增强了我国水电行业的自主创新能力．促进了跨越式发展。 在推动三峡电站机组国产化过程中．推动了大型水轮发电机 ４台国际公开招标．再到向家坝、溪洛渡全部国内公开招标， 不同的招标政策反映出不同的国产化水平．国产化程度的提 组关键技术的进步．引领了水电行业的发展方向，增强了我 国自主设计、制造、安装、运行和管理大型水电机组的能力， 增强了我国企业的核心竞争力。在国家政策支持下，通过技 贸结合，实现引进、吸纳、自强的重大设备装备政策，最终实 现大型机组制造国产化．是我国重大装备业发展道路上新的 里程碑．意义重大而深远 高促进了招标方式的改变 （２）国产化水平和产能决定了中标份额 在溪洛渡、向家 坝Ｔ程招标采购２６台机组全部由国内制造．其中１９台由哈 电、东电制作，７台由合资厂制造 这是与各家的国产化水平