石羊河流域地下水水質(zhì)變化及污染防治對策研究

李 亮

(甘肅省武威水文水資源勘測局，甘肅 武威 733000)

石羊河流域地下水水質(zhì)變化及污染防治對策研究

李 亮

(甘肅省武威水文水資源勘測局，甘肅 武威 733000)

隨著社會工業(yè)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展導(dǎo)致地表水驟然減少，地下水水位急劇降低，對于地區(qū)的生態(tài)平衡和穩(wěn)定發(fā)展造成極大的不利影響。本文通過數(shù)據(jù)分析、匯總統(tǒng)計等方法對2011年-2015年地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，確定了地下水水質(zhì)超標(biāo)指標(biāo)由四個變化為八個，并根據(jù)實際調(diào)研和數(shù)據(jù)分析確定了指標(biāo)超標(biāo)的原因；通過對地下水水質(zhì)污染的原因進(jìn)行分析，提出了“宣傳→監(jiān)督→管理”，“細(xì)化→控制→技術(shù)推廣”的污染物關(guān)鍵控制措施，為類似地區(qū)地下水污染控制和治理提供借鑒，同時也為我國大流域水資源污染控制提供指導(dǎo)。

地下水；水質(zhì)變化；水質(zhì)監(jiān)測；生態(tài)措施；策略研究；石羊河流域

我國對于水資源方面的重要政策：合理開發(fā)和有效保護(hù)地下水資源，促進(jìn)水資源可持續(xù)利用，改善和保護(hù)生態(tài)環(huán)境[1]，這表明地下水資源的合理利用和保護(hù)已然成為在新世紀(jì)我國水資源方面的重要發(fā)展方向。針對于我國的地下水資源情況方面的研究包括：鄭洋[2]根據(jù)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范，對石羊河流域地下水質(zhì)量進(jìn)行了分析，通過十年的監(jiān)測數(shù)據(jù)對水質(zhì)情況進(jìn)行了分類；張永勇，張士鋒，翟曉燕[3]等通過構(gòu)建SWAT模型模擬了該流域的水文變化情況，研究了在氣候變化條件下流域水資源規(guī)劃和治理，為其提供了數(shù)據(jù)支撐；郭小芹，劉明春，曾婷[4]等結(jié)合五個氣象點30年氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)及其十年的監(jiān)測統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對石羊河主干流徑流量變化趨勢進(jìn)行了分析，揭示了降水和溫度的敏感性程度和變化規(guī)律；朱金花[5]通過針對石羊河流域下游的水質(zhì)狀況進(jìn)行分析，揭示了河水的自凈規(guī)律，提出了水污染的治理和控制措施；呂麗霞[6]等通過對石羊河水質(zhì)監(jiān)測資料進(jìn)行分析，研究了2010年以來的河水水質(zhì)情況，分析了河水污染變化規(guī)律，通過對污染物的排放量進(jìn)行統(tǒng)計和分析，結(jié)果證明流域的污染治理取得了較好的成效。此外，朱金花[7]，侯慧敏，Hou Huimin，嚴(yán)維，Yan Wei[8]，石巖，張芮，董平國[9]等也對石羊河流域水資源情況進(jìn)行了深入的研究，并取得了一定的研究成果。

但是，各位專家學(xué)者針對于石羊河流域的水質(zhì)監(jiān)測及其評價研究的內(nèi)容較多，特別是監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計較為深入，但是對石羊河流域水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)及原因、防治惡化的策略和關(guān)鍵措施的研究尚有值得商榷的地方，目前為止尚未有真正適合的地下水資源流失的控制措施。因此，本文你針對于2011年至2015年最新的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對石羊河流域的地下水指標(biāo)超標(biāo)情況進(jìn)行了分析，并根據(jù)超標(biāo)的地下水指標(biāo)分析了原因并提出了具體的水資源控制措施。

1 流域概況

石羊河全長179.6 km，流域總面積達(dá)到4.16×104km2，是甘肅省河西走廊三大水系之一。該流域主要包括四大地貌單元：低山丘陵區(qū)(北部)、祁連山地(南部)、河西走廊平原區(qū)(中部)和荒漠區(qū)。多年平均降水量達(dá)到222 mm，流域自產(chǎn)水資源總量達(dá)到1.66×1010m3，主要通過高山冰雪融水、山區(qū)大氣降水進(jìn)行水量補給，產(chǎn)流面積1.1×104km2。

但是，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，由于用水方式陳舊、浪費污染嚴(yán)重等，據(jù)最新統(tǒng)計可知，該流域用水總量已經(jīng)超過2.84×1010m3。其次，上下游地下水的超采導(dǎo)致流域的水資源開發(fā)利用達(dá)到172%，消耗率率達(dá)125%，造成地下水年超采量達(dá)到5.6×109m3，直接導(dǎo)致其生態(tài)水環(huán)境的嚴(yán)重失衡。此外，由于地下水量的加速開采和利用，水位下降間接導(dǎo)致水中礦物度快速增大，水質(zhì)惡化情況較為嚴(yán)重，造成流域水質(zhì)超標(biāo)。

2 流域地下水水質(zhì)變化趨勢分析

2.1 地下水水質(zhì)監(jiān)測

2.1.1 監(jiān)測項目情況

根據(jù)GB/T14848-93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對地下水監(jiān)測項目的相關(guān)規(guī)定，確定監(jiān)測項目為21項：水溫、pH、總硬度、礦化度、總堿度、硫酸鹽、碳酸鹽、重碳酸鹽、亞硝酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、氯化物、氰化物、氟化物、砷、汞、鉻、鐵、鈣、鎂、總大腸菌群等[10]。

2.1.2 監(jiān)測要求

根據(jù)省地下水監(jiān)測規(guī)定，在地下水監(jiān)測范圍內(nèi)各監(jiān)測點按季度需監(jiān)測一次，由于地下水位下降嚴(yán)重及其他導(dǎo)致無法正常采集水樣的監(jiān)測點，需指明原因，并上報相關(guān)部門。

2.2 水質(zhì)變化分析

通過對石羊河流域60眼地下水監(jiān)測井點近五年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，水質(zhì)類別及其所占的比例見表1。水質(zhì)超標(biāo)項目監(jiān)測最大值見表2。

通過表1可知：根據(jù)石羊河流域近五年的監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，石羊河流域地下水質(zhì)量狀況，無 Ⅰ 類水質(zhì)，平均 Ⅱ 類水質(zhì)占8.3%，平均 Ⅲ 類水質(zhì)占26.7%，平均 Ⅳ 類水質(zhì)占4.7%，平均 Ⅴ 類水質(zhì)占60.3%。其中，通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)：超標(biāo)項目已經(jīng)由原來的等4項的基礎(chǔ)上增加成為8項。由表2分析可知：近五年八項超標(biāo)項目超標(biāo)倍數(shù)最大值達(dá)到32.5倍。其中，硫酸鹽為3 664 mg/L，超標(biāo)13.69倍；氯化物為4 146 mg/L，超標(biāo)15.74倍；總硬度為1 830 mg/L，超標(biāo)3.21倍；礦化度為12 685 mg/L，超標(biāo)11.77倍；氨氮為2.85 mg/L，超標(biāo)13.20倍；亞硝酸鹽氮為0.670 mg/L，超標(biāo)32.50倍；鐵為4.55 mg/L，超標(biāo)14.20倍；氟化物為1.10 mg/L，超標(biāo)1.10倍。通過以上數(shù)據(jù)分析可知：流域水質(zhì)類別所占比例隨著年變化情況變動較小，這說明水質(zhì)污染等情況逐步得到改善并進(jìn)行控制，但好轉(zhuǎn)的幅度變化不明顯。針對于確定的超標(biāo)指標(biāo)，對當(dāng)?shù)氐墓I(yè)、農(nóng)業(yè)、生活用水情況等進(jìn)行實地考察得出原因：人類活動，特別是工業(yè)廢水、污水等的排放，農(nóng)作物化學(xué)肥料的過量使用是造成這一現(xiàn)象的主要原因。

表1 水質(zhì)分類及其比例情況統(tǒng)計表 %

表2 水質(zhì)分類及其比例情況統(tǒng)計表

3 地下水水質(zhì)污染控制關(guān)鍵措施

3.1 加強宣傳，明確責(zé)任

地下水資源關(guān)系到地區(qū)發(fā)展和社會的進(jìn)步，因此，各地區(qū)必須聯(lián)合大力宣傳，樹立“關(guān)心水、珍惜水、保護(hù)水環(huán)境”的意識，利用交流會、群眾會、節(jié)約用水宣傳冊等形式，逐門、逐村、逐鎮(zhèn)等宣講宣傳，同時加強水資源利用監(jiān)督、公共媒體、輿論監(jiān)督力度，為石羊河地下水資源的合理使用提供重要保障[11]。結(jié)合石羊河流域具體情況，針對于低山丘陵區(qū)(北部)、祁連山地(南部)、河西走廊平原區(qū)(中部)和荒漠區(qū)四大地貌建立專門的地下水資源利用監(jiān)管辦公室，確定主體責(zé)任，監(jiān)管辦公室下設(shè)各地貌工作專項小組，特別是針對于河西走廊平原區(qū)等人口眾多的地區(qū)進(jìn)行重點治理和管理，，形成水電使用部門、責(zé)任監(jiān)管部門、鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理部門等綜合管理機制體系，制定領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任制、各級政府考核辦法和流域治理細(xì)則。

3.2 細(xì)化水權(quán)，輪次配水

堅決執(zhí)行“四嚴(yán)格、一重點”政策。石羊河流域用水方式陳舊、浪費污染嚴(yán)重，再加上地下水量的加速開采和利用，水位下降間接導(dǎo)致水中礦物度快速增大，因此，必須對地下水資源進(jìn)行輪次、計劃配水。一是對于低山丘陵區(qū)(北部)、河西走廊平原區(qū)(中部)嚴(yán)格初始水權(quán)分配，健全完善縣、鎮(zhèn)、村、戶四級水權(quán)臺賬，確定每級的水量控制指標(biāo)和參數(shù)；二是對于祁連山地(南部)和荒漠區(qū)嚴(yán)格配水面積監(jiān)管，因地制宜，針對當(dāng)?shù)氐挠盟捌涔喔惹闆r，對縣、鎮(zhèn)、村、戶等各級的水權(quán)進(jìn)一步確認(rèn)和細(xì)化；三是嚴(yán)格審批輪次水權(quán)，對水量、水面、電量等逐步核實，對輪次、機井、地塊等逐步落實到位；四是嚴(yán)格逐井定額管理，確保定額水量和輪次水量不超標(biāo)；重點強化水權(quán)水量監(jiān)管，保證“公開、公正、公平”。針對于超采、水質(zhì)惡化等情況，必須加大監(jiān)管和懲罰力度，嚴(yán)格依法執(zhí)行，違法必究，過程控制。

3.3 加強污染源控制，發(fā)展污水灌溉技術(shù)

針對石羊河流域地下水污染源情況，對硫酸鹽、氯化物、總硬度、礦物度、氨氮、氟化物等八項指標(biāo)加強監(jiān)測力度和頻率，增設(shè)監(jiān)測點，形成“監(jiān)測點布設(shè)→監(jiān)測數(shù)據(jù)分析→信息反饋→預(yù)警控制”監(jiān)測預(yù)警機制，加強對各指標(biāo)超標(biāo)的監(jiān)測力度；各個區(qū)域加強污染源控制，對生活污水、工業(yè)廢水、石油類污染等主要污染源必須嚴(yán)格控制，務(wù)必達(dá)標(biāo)排放；加大力度興建污水處理廠等，積極引進(jìn)污水處理新技術(shù)、新設(shè)備，健全建設(shè)污水管網(wǎng)處理，提高污水綜合處理能力；對于不含影響植物生長物質(zhì)的污水，適時進(jìn)行“污灌”利用，進(jìn)一步提高了水的利用率。此外，應(yīng)及時加強與高校、科研院所的溝通和交流，研發(fā)新型污染源處理技術(shù)和工藝，發(fā)展新型灌溉技術(shù)；對于石油類、烴基類等水資源化學(xué)污染，可通過引入可分解石油類、烴基類污染物的微生物凈化水體，解決水污染問題[12]。

3.4 加強水利科研，重視生態(tài)技術(shù)推廣

加大推廣高產(chǎn)灌溉制度、先進(jìn)灌水技術(shù)，引導(dǎo)農(nóng)民通過減少灌水次數(shù)、降低灌水定額等措施，計劃好生育期灌水，力求使有限水量獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益；加快滴灌為重點的節(jié)水工程建設(shè)，強化工程運行管理，逐步提高水資源的高效利用率；積極推薦機井智能化設(shè)備的使用、維護(hù)、運行管理流程，促進(jìn)生態(tài)技術(shù)的適時推廣。

4 結(jié)語

地下水資源對于地區(qū)的社會發(fā)展具有重要作用，同時也是制約地區(qū)工業(yè)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。本文通過對石羊河流域地下水水質(zhì)情況進(jìn)行研究，針對2011年至2015年地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)，確定了地下水水質(zhì)超標(biāo)的8個指標(biāo)：，計算得出了指標(biāo)超標(biāo)倍數(shù)；通過實地考察、研究地下水水質(zhì)礦化、污染等原因，提出了石羊河流域針對性的水質(zhì)污染防治策略和措施，從宣傳到監(jiān)督，從細(xì)化到控制，從加強污染控制到生態(tài)技術(shù)推廣，為類似石羊河流域地下水水質(zhì)污染控制工程提供技術(shù)借鑒和指導(dǎo)。隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，越來越多的新技術(shù)和新設(shè)備不斷研發(fā)，對于節(jié)水、控污、生態(tài)防護(hù)等仍存在更深入的研究和探索。

[1]周俊菊,師瑋,石培基. 石羊河上游1956-2009年出山徑流量特征及其對氣候變化的響應(yīng)[J]. 蘭州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).2012.48(1):27-34.

[2]朱金花.石羊河流域地下水水質(zhì)狀況及演變趨勢分析[J].地下水.2013. 35(3): 22-25,30.

[3]鄭洋.近10年石羊河流域地下水質(zhì)量分析評價[J].甘肅水利水電技術(shù).2016.52(08): 4-7.

[4]張永勇，等.氣候變化下石羊河流域徑流模擬與影響量化[J].資源科學(xué).2013.35(03): 601-609.

[5]郭小芹，等.氣候變化下石羊河流域水資源特征分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué).2014.42(5): 1385-1387+1426.

[6]朱金花.淺析石羊河下游水質(zhì)狀況及污染控制措施[J]. 甘肅水利水電技術(shù).2014.48(11): 18-19.

[7]呂麗霞.石羊河流域地表水水質(zhì)評價分析[J]. 甘肅水利水電技術(shù).2013.49(06): 04-06.

[8]吳彥霖,左其亭.珠江流域水質(zhì)現(xiàn)狀及以區(qū)域合作為特色的水污染控制措施[J].氣象與環(huán)境科學(xué).2007. 30(3): 20-23.

[9]侯慧敏,嚴(yán)維.石羊河流域水資源變化趨勢及特點[J].價值工程.2011. 30(32): 317.

[10]石巖.石羊河流域水資源高效利用與生態(tài)效應(yīng)分析-以民勤縣水資源管理為例[J]. 水利規(guī)劃與設(shè)計.2017.( 02):53-55.

[11]石巖，成自勇，王開錄.滴灌工程技術(shù)在河西地區(qū)大田推廣應(yīng)用中的問題探討——以勤鋒農(nóng)場滴灌工程為例[J].中國水利.2013( 11) : 27-29．

[12]石磊，董平國.石羊河流域水資源管理與生態(tài)修復(fù)成效、問題與對策措施[J].水利與建筑工程學(xué)報.2012.10( 04) : 156-159．

2017-06-23

李亮(1984-)，男，甘肅民勤人，工程師，主要從事專業(yè)水文、水質(zhì)化驗方面的工作。

P641.12

A

1004-1184(2017)04-0086-02