利用電導(dǎo)率分析南四湖水質(zhì)變化狀況

張 健李寶恒張秀敏孔 舒

利用電導(dǎo)率分析南四湖水質(zhì)變化狀況

張 健1李寶恒2張秀敏1孔 舒1

1 基本概況

1.1 湖區(qū)概況

南四湖位于山東省南部，由南陽(yáng)、獨(dú)山、昭陽(yáng)、微山四個(gè)湖泊相連而成，是一個(gè)南北狹長(zhǎng)的湖泊，1958年于南四湖最窄處修筑二級(jí)壩，將湖區(qū)分為上、下兩級(jí)。湖區(qū)南北長(zhǎng)120km，東西寬5～25km,湖面面積1266km2?？値?kù)容 53.72億 m3，其中上級(jí)湖22.27億m3，下級(jí)湖31.45億 m3，是我國(guó)第六大淡水湖泊，具有調(diào)節(jié)洪水、蓄水灌溉、發(fā)展水產(chǎn)、航運(yùn)交通、改善生態(tài)環(huán)境等多重功能。

南四湖總流域面積31700km2，承接蘇、督、豫、皖4省32個(gè)縣（市、區(qū)）50多條河流的來(lái)水，其中流域面積1000km2以上的主要有泗河、梁濟(jì)運(yùn)河、白馬河、沫趙新河、老萬(wàn)福河、復(fù)興河、城郭河、東魚(yú)河、氵光氵府河、新薛河、萬(wàn)福河共11條。南四湖流域年平均降雨量685mm,年平均入湖徑流量29160億m3，年平均出湖徑流量19120億 m3。

1.2 南四湖與南水北調(diào)的關(guān)系

南水北調(diào)東線工程由韓莊運(yùn)河，經(jīng)臺(tái)兒莊、萬(wàn)年閘、韓莊三級(jí)泵站提水后進(jìn)入南四湖下級(jí)湖，經(jīng)下級(jí)湖湖內(nèi)航道及東股引河至二級(jí)壩，由二級(jí)壩泵站提水進(jìn)入南四湖上級(jí)湖，經(jīng)湖內(nèi)航道進(jìn)入梁濟(jì)運(yùn)河輸水干線北上，南四湖成為南水北調(diào)東線最大的調(diào)蓄水庫(kù)，由于湖區(qū)來(lái)水較為豐沛，也是山東省重要的后備調(diào)水水源地。因此，南四湖水質(zhì)對(duì)南水北調(diào)工程作用的發(fā)揮有直接影響。

1.3 近年來(lái)湖區(qū)洪水及水質(zhì)概況

近年來(lái)，南四湖水量連續(xù)偏豐，2004～2010年連續(xù)7年來(lái)水量均較歷年偏多20%左右，多年持續(xù)高水位運(yùn)行，汛末蓄水量均超過(guò)限制水位蓄水。2011年來(lái)水量接近常年，2012年南四湖進(jìn)入偏枯年份，來(lái)水量較歷年偏少31%，上、下級(jí)湖汛末蓄水分別低于限制水位0.20m和0.35m。

由于南水北調(diào)工程的實(shí)施，隨著湖區(qū)各河流截污導(dǎo)流工程的竣工運(yùn)行，湖區(qū)水質(zhì)狀況也逐步得到改善，尤其上級(jí)湖南陽(yáng)以北附近水域水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)明顯提高，重金屬等污染物呈減少趨勢(shì)。

2 南四湖水質(zhì)變化狀況及原因分析

2.1 電導(dǎo)率的應(yīng)用及資料收集

溶液的電導(dǎo)率是電解質(zhì)溶液的一個(gè)基本物理化學(xué)量。在特定的條件下，溶液的含鹽量、總?cè)芙庑怨腆w物質(zhì)TDS（TotalDissolvedSolids）、pH值等都與電導(dǎo)率有著密切的關(guān)系。由于電導(dǎo)率值隨離子濃度的增大而增大，故使用該指標(biāo)反映水質(zhì)狀況更直觀。近年來(lái)通過(guò)南四湖南陽(yáng)和微山兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)，根據(jù)湖區(qū)電導(dǎo)率的變化，分析南四湖水質(zhì)的變化狀況。

選取南陽(yáng)、微山島兩個(gè)斷面電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)資料，南陽(yáng)監(jiān)測(cè)斷面代表上級(jí)湖，微山島斷面代表下級(jí)湖水質(zhì)狀況。分析時(shí)段為2004～2012年汛前（5月10日）、汛末（9月10日）電導(dǎo)率資料。同時(shí)選取2008年為代表年，對(duì)南陽(yáng)、微山島監(jiān)測(cè)斷面電導(dǎo)率年內(nèi)變化情況進(jìn)行分析。

2.2 湖區(qū)電導(dǎo)率、水位年際變化分析

根據(jù)2004～2012年南陽(yáng)、微山島兩監(jiān)測(cè)斷面汛前、汛末電導(dǎo)率、水位資料，繪制電導(dǎo)率及水位年度變化過(guò)程線，水位變化是反應(yīng)湖區(qū)蓄水量變化的重要指標(biāo)，水位越高湖內(nèi)蓄水量就越大，分析電導(dǎo)率年際變化趨勢(shì)及電導(dǎo)率變化與水位變化的相應(yīng)關(guān)系。南陽(yáng)、微山島汛前、汛末電導(dǎo)率、水位變化趨勢(shì)如圖1。

圖1中，南陽(yáng)、微山島電導(dǎo)率、水位變化趨勢(shì)表明，2004～2012年南陽(yáng)、微山汛前電導(dǎo)率最小的年份是2005年，電導(dǎo)率分別為 950μs/cm、658μs/cm，2005 年后呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。2004～2012年南陽(yáng)、微山汛末電導(dǎo)率最小的年份為2006年，電導(dǎo)率分別為 650μs/cm、470μs/cm，2006年后呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。南陽(yáng)汛前、汛末和微山島汛前電導(dǎo)率與水位變化趨勢(shì)相反，水位較高蓄水量大時(shí)電導(dǎo)率較小，離子濃度減小；水位較低蓄水量小時(shí)電導(dǎo)率較大，離子濃度增大。微山島汛末電導(dǎo)率隨水位增加而減小的趨勢(shì)不明顯，根據(jù)下級(jí)湖韓莊站水文資料分析，微山島處于下級(jí)湖中，一般汛末微山湖蓄水，韓莊閘泄流水量較小，造成下級(jí)湖水體流通性較差，可能導(dǎo)致電導(dǎo)率與水位變化趨勢(shì)不明顯。

圖1 南四湖電導(dǎo)率、水位變化趨勢(shì)圖

2.3 典型代表年電導(dǎo)率、水位年內(nèi)變化分析

根據(jù)選擇的典型年2008年南陽(yáng)、微山島兩監(jiān)測(cè)斷面電導(dǎo)率、水位資料，繪制電導(dǎo)率及水位年內(nèi)變化過(guò)程線，分析電導(dǎo)率年內(nèi)變化趨勢(shì)及電導(dǎo)率變化與水位變化的相應(yīng)關(guān)系。微山島、南陽(yáng)監(jiān)測(cè)斷面處2008年電導(dǎo)率、水位年內(nèi)變化情況如圖2。

圖2 南四湖2008年電導(dǎo)率、水位變化趨勢(shì)圖

圖2中，南四湖2008年各月電導(dǎo)率、水位變化趨勢(shì)圖表明，南陽(yáng)、微山島監(jiān)測(cè)斷面處在8月電導(dǎo)率最小，最小值分別為1050μs/cm、520μs/cm；在汛前1～6月電導(dǎo)率較大，6～8月逐漸減小，汛后又逐漸增大，微山島監(jiān)測(cè)斷面處電導(dǎo)率與水位變化趨勢(shì)相反，南陽(yáng)監(jiān)測(cè)斷面處除8月份外電導(dǎo)率與水位變化趨勢(shì)也相反，水位較高蓄水量大時(shí)電導(dǎo)率較小，離子濃度減??；水位較低蓄水量小時(shí)電導(dǎo)率較大，離子濃度增大。2008年8月份南陽(yáng)站水位較低，電導(dǎo)率也較小，根據(jù)南陽(yáng)站、二級(jí)壩及韓莊閘水文資料分析，2008年8月份由于南四湖流域上游來(lái)水量大，上級(jí)湖通過(guò)二級(jí)壩向下級(jí)湖泄流，上級(jí)湖水量充沛、水體流動(dòng)性較好，可能造成水位較低，電導(dǎo)率也較小的情況。

由于南四湖3～6月、10～12月湖內(nèi)水位較低，湖內(nèi)水生植物季節(jié)性變化，導(dǎo)致水體水質(zhì)變化，電導(dǎo)率較高，水質(zhì)較差。

3 結(jié)論和建議

近幾年，南四湖經(jīng)過(guò)截污導(dǎo)流等多項(xiàng)治理措施水質(zhì)狀況得到了改善，下級(jí)湖水質(zhì)好于上級(jí)湖，但由于2012年南四湖來(lái)水量偏少，水位偏低，電導(dǎo)率為近年來(lái)最高值，水質(zhì)有變差趨勢(shì)，所以南四湖水環(huán)境治理工作面臨考驗(yàn)。

（1）南四湖水質(zhì)與湖內(nèi)水量有密切關(guān)系，枯水年是水質(zhì)容易出現(xiàn)惡化的年份，在枯水年應(yīng)加大治理力度。

（2）在春秋季節(jié)變化期間，受水生植物影響，水質(zhì)發(fā)生變化，應(yīng)加強(qiáng)水環(huán)境監(jiān)測(cè)治理措施。

（3）南四湖在低水位期應(yīng)采取調(diào)水措施，增強(qiáng)水體流動(dòng)性，補(bǔ)充南四湖生態(tài)用水，改善南四湖水質(zhì)狀況

1.濟(jì)寧市水文局 272019 2.濟(jì)寧市中區(qū)水務(wù)局 272000）