天山南坡地表水水質(zhì)現(xiàn)狀分析

(新疆阿克蘇水文勘測局，新疆 阿克蘇 843000)

渭干河流域由木扎提河、卡普斯浪河、臺勒維丘克河、卡拉蘇河、克孜爾河5條支流匯合而成，均源于天山南坡，單獨出流，匯集于拜城盆地克孜爾水庫，始稱渭干河。5條支流位于南疆北部，天山中段南麓。山區(qū)面積約22 000 km2。渭干河從千佛洞出口后呈輻射狀分布，形成長64 km，寬160 km的山前大型沖洪積扇，其面積達8 281.8 km2

1 地表水水質(zhì)調(diào)查分析

地表水資源分析工作在進行數(shù)量分析時，亦同時需對地表水的質(zhì)量進行調(diào)查分析，水量、水質(zhì)是水資源不可分割的統(tǒng)一，水體若遭受了污染，會形成有水也不能用的局面。地

表水水質(zhì)指地表水體的物理、化學(xué)和生物學(xué)的特征和性質(zhì)，地表水的水質(zhì)調(diào)查分析內(nèi)容包括地表水的水化學(xué)類型、現(xiàn)狀水質(zhì)分析、水質(zhì)變化趨勢以及水功能區(qū)水質(zhì)達標情況等。本次分析，收集、整理了流域范圍內(nèi)8個斷面的地表水水質(zhì)監(jiān)測資料，其中河流水質(zhì)監(jiān)測斷面7處，水庫水質(zhì)監(jiān)測斷面1處。經(jīng)過分析整理，8個斷面水質(zhì)監(jiān)測資料分析項目齊全、監(jiān)測日期確切，可以作為本次渭干河部分流域水質(zhì)分析依據(jù)。河流斷面水質(zhì)監(jiān)測頻次為每年的3月、5月、7月8月10月和11月各監(jiān)測一次，水庫水質(zhì)監(jiān)測斷面4月、7月和10月各監(jiān)測一次，因此分析分汛期、非汛期、年平均三個時段，部分流域水質(zhì)監(jiān)測斷面情況見表1。

表1 渭干河部分流域水環(huán)境監(jiān)測站點一覽表

2 地表水天然水化學(xué)特征

地表水的水化學(xué)特征，與河流的徑流組成、流域地質(zhì)條件密切相關(guān)，同時也受氣候條件的影響，地表水天然水化學(xué)成分的組成和變化，決定于河流補給來源以及所流經(jīng)的途經(jīng)，地表水在流動過程中與土壤和巖石相接觸會導(dǎo)致其天然成分質(zhì)量和數(shù)量上的變化，渭干河部分流域河流均發(fā)源于天山南坡中段，河流的補給以冰川融雪水、降水徑流、地下水三部分組成，其天然水質(zhì)一般較好。

天然水化學(xué)類型統(tǒng)一采用阿廖金分類法，礦化度≤1 000 mg/L為適宜任何用途的淡水，硬度值(以CO3Ca計)≤75 mg/L為極軟水，75～145 mg/L為軟水，145～300 mg/L弱硬水，300～450 mg/L為硬水。pH=7為中性水，7～9堿性水，>9為強堿性水。

根據(jù)資料統(tǒng)計，渭干河部分流域河流地表水水化學(xué)類型絕大多數(shù)為C類鈣組Ⅱ型或Ⅲ型水，部分河流在汛期或非汛期水化學(xué)類型轉(zhuǎn)為S類鈣組Ⅲ型水，通過各河流水化學(xué)特征統(tǒng)計結(jié)果分析，冰川融雪水補給比重大的河流如木扎提河，其天然水質(zhì)較好。

表2 渭干河部分流域地表水天然水化學(xué)特征統(tǒng)計表

各河流、水庫pH值均在7.8～8.1之間，差別不大。礦化度和總硬度在出山口以上監(jiān)測值小于出山口處，且由上而下其值漸次增大，如破城子站礦化度、總硬度為246.8 mg/L、123.7 mg/L，至千佛洞站，礦化度和總硬度增加為452.0 mg/L、218.0 mg/L。拜城盆地河流天然水質(zhì)反映出地表水天然水化學(xué)特征在河流徑流過程中的變化，而這些變化，除天然變化影響外，還有人為施力所形成的變化，如水庫的修建，改變了地表徑流的天然狀態(tài)，使其礦化度、總硬度增高。

3 現(xiàn)狀水質(zhì)分析標準及方法

3.1 河流水質(zhì)分析

分析項目包括氨氮、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、化學(xué)需氧量、氰化物、砷、揮發(fā)酚、六價鉻、汞、鎘、鉛、銅、鋅、氟、總磷和陰離子表面活性劑，總共17項。

3.2 水庫水質(zhì)分析

水庫水質(zhì)分析項目同河流。同時需對水庫進行富營養(yǎng)化分析，分析項目為總磷、總氮、葉綠素、透明度和高錳酸鹽指數(shù)，營養(yǎng)程度按貧營養(yǎng)、中營養(yǎng)和富營養(yǎng)三級分析。

3.3 分析標準

地表水水質(zhì)分析標準采用國家環(huán)境保護總局和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布的《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》GB3838—2002，《富營養(yǎng)標準分級參數(shù)》

3.4 分析方法

采用單因子(指標)分析法。即最差的項目賦全權(quán)，又稱一票否決法，確定地表水水質(zhì)類別。分析時段采用汛期、非汛期和年度平均3個值，沒有以汛期、非汛期時段監(jiān)測的斷面按年均值進行分析，分析結(jié)果按河長統(tǒng)計，并以Ⅲ類地面水標準值為界限，在單項分析的基礎(chǔ)上，采用地圖疊加法做各斷面水質(zhì)的綜合分析，并統(tǒng)計主要污染物及超標倍數(shù)。

式中：Pi為某分析參數(shù)的超標率：Pi<0參數(shù)不超標；反之則為超標；Si為某分析參數(shù)的標準值(以地面水環(huán)境質(zhì)量標準Ⅲ類標準為限值)；Ci為某一時期某分析參數(shù)的實測平均濃度。

圖1 卡普斯浪河總硬度變化趨勢圖

圖2 卡普斯浪河氨氮含量變化趨勢圖

圖3 卡普斯浪河五日生化需氧量變化趨勢圖

4 水質(zhì)分析結(jié)果研究

根據(jù)分析標準和分析方法，對各斷面的水質(zhì)參數(shù)進行不同時段的計算、水質(zhì)類別劃分及超標項目、超標倍數(shù)的統(tǒng)計，分析結(jié)果見表3，水庫的富營養(yǎng)分析單獨進行。

渭干河部分流域地表水資源主要由北部山區(qū)冰川融雪和山區(qū)降水補給，水質(zhì)現(xiàn)狀分析結(jié)果反映出，渭干河部分流域5條河流水質(zhì)較好，17個參評指標中，大部分達到Ⅰ類水質(zhì)標準，達到Ⅱ類標準的參評項目主要是鎘。

在出山口站千佛洞站以上監(jiān)測斷面中，僅黑孜水庫庫區(qū)水質(zhì)監(jiān)測反映出，庫水在汛期化學(xué)需氧量超標，達到Ⅳ類地表水質(zhì)標準，其它大部分指標為Ⅰ類，分析汛期水庫水體化學(xué)需氧量的原因，應(yīng)是汛期各支流地表水體在匯入水庫的過程中，攜帶的大量泥沙匯集在水庫內(nèi)，使水體需氧量超標。從大部分參評指標達到的水質(zhì)類別分析，渭干河水目前尚未受到人類生活廢水、生產(chǎn)廢水的明顯不良影響。

分析區(qū)是一個干旱、半干旱地區(qū)，水環(huán)境容量小，生態(tài)環(huán)境脆弱，加之河流大多水量小流程短，自凈能力低，所以承受污染的能力就小，而人類的活動對本區(qū)地表水的水質(zhì)變化起到很大作用，且加重了各河流的水環(huán)境承載能力。各級政府和流域機構(gòu)應(yīng)努力維護渭干河部分流域目前良好的水環(huán)境現(xiàn)狀，保護好地表水體水質(zhì)，并避免地下水遭受污染

主要水庫富營養(yǎng)化分析。根據(jù)渭干河部分流域現(xiàn)有水庫的水質(zhì)資料，分析項目為總磷、總氮、葉綠素、透明度和高錳酸鹽指數(shù)，營養(yǎng)程度按貧營養(yǎng)、中營養(yǎng)和富營養(yǎng)三級分析，富營養(yǎng)標準分級參數(shù)，對渭干河部分流域的1個水庫進行了富營養(yǎng)化分析，分析結(jié)果見表4。

5 水質(zhì)變化趨勢

根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測資料系列長度，選用卡木魯克站的水質(zhì)數(shù)據(jù)用肯得爾檢驗法進行水質(zhì)變化趨勢分析，分析的項目為總硬度值、五日生化需氧量、氨氮、溶解氧4項。

根據(jù)現(xiàn)有水質(zhì)資料，對卡普斯浪河溶解氧、氨氮、總硬度和五日生化需氧量4項進行長系列變化趨勢分析，分析結(jié)果為五日生化需氧、氨氮處于下降趨勢，總硬度處于上升趨勢，溶解氧含量無變化，4項指標均符合地表水Ⅰ類水質(zhì)標準。分析結(jié)果見表5，分析項目變化趨勢圖(見圖1—圖4)。

表3 渭干河部分流域水質(zhì)監(jiān)測斷面現(xiàn)狀年水質(zhì)類別統(tǒng)計表

表4 渭干河部分流域水庫水質(zhì)分類及富營養(yǎng)化現(xiàn)狀

表5 渭干河部分流域水質(zhì)變化趨勢分析測站統(tǒng)計結(jié)果

圖4 卡普斯浪河溶解氧變化趨勢圖

6 結(jié)語

水功能區(qū)劃要求以可持續(xù)發(fā)展、統(tǒng)籌兼顧、突出重點的原則，具有前瞻性、便于管理、實用可行、水質(zhì)水量并重的原則來進行，根據(jù)部分地區(qū)河流的水域面積進行功能區(qū)劃，其

中也包括渭干河部分流域，借用其水功能區(qū)劃成果，對流域水功能區(qū)水質(zhì)達標情況進行分析。由于地處干旱、半干旱地區(qū)，水資源特別珍貴，發(fā)源于天山南坡的各河流，大多水量不大、流程短，其水環(huán)境承載能力不高，因此對水資源的保護工作就顯得尤為重要。對河流出山口以上區(qū)域進行水源保護工作，是渭干河部分流域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的前提。因此該水功能區(qū)劃成果將出山口以上山區(qū)劃分為一級保護區(qū)，范圍為各河河源至出山口，控制斷面為出山口處的各水文斷面。其下為渭干河部分流域的水資源開發(fā)利用區(qū)，人類的生產(chǎn)、生活大都集中于此，經(jīng)過長期居住這里的人們長時間的辛勤努力，這一地帶已成為荒漠里的綠洲，是人們賴以生存的家園，一級功能區(qū)目標水質(zhì)為Ⅱ級，根據(jù)本次河流水質(zhì)分析結(jié)果，各監(jiān)測斷面現(xiàn)狀年水質(zhì)均為Ⅱ級，因此渭干河部分流域水功能一級區(qū)水質(zhì)均達標。二級功能區(qū)劃分出工業(yè)用水區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)、景觀娛樂用水區(qū)，未劃分過渡區(qū)。二級功能區(qū)目標水質(zhì)為Ⅱ級，根據(jù)河流水質(zhì)分析結(jié)果，各監(jiān)測斷面現(xiàn)狀年水質(zhì)均為Ⅱ級，因此渭干河部分流域水功能二級區(qū)水質(zhì)均達標。保護環(huán)境，實現(xiàn)人與自然的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。