满燕燕（张掖水文水资源勘测局，甘肃　张掖　734000）



黑河流域水质特征研究及水环境保护

满燕燕
（张掖水文水资源勘测局，甘肃张掖734000）

摘要：在分析黑河流域水文特征的基础上，主要对其水化学特征进行了较全面的研究，通过分析得出，黑河流域大部分河段属于重碳酸盐类。同时对水质状况做出了评价以及指出主要污染指标的危害，最后提出了水环境保护的措施。

关键词：黑河流域；水文特征；水化学特征；水质评价；

黑河水系位于河西走廊中部，是河西内陆河流域最大的水系，发源于祁连山北麓，干流全长821km，流域面积162314km2。作为一条省际河流，黑河承担着青海、甘肃、内蒙古三省的用水需要，水环境的变化对三省的社会经济发展起到举足轻重的作用。因此，认真研究黑河流域水质及其变化特征，提出保护水环境的总体规划、解决方案显得尤为重要。

1　水资源背景

1.1自然条件

黑河干流发源于祁连山腹地，由东西两岔汇合而成：东岔八宝河，发源于绵羊岭；西岔野牛沟河，发源于祁连山主峰东坡。东西两岔在祁连县城西侧黄藏寺汇合折向北流，始称黑河。黑河干流经莺落峡出山，穿过河西走廊经正义峡流入阿拉善台地，终止于居延海。黑河干流以莺落峡和正义峡-大墩门为界，区分为上、中、下游。黑河北行穿越高山峡谷，流程90km至莺落峡出祁连山，是为上游。上游河床陡峻，水流湍急，河道平均比降10‰，天然落差3000m，富含水力资源。黑河出莺落峡以后进入中游河西走廊平原区，河床渐宽，纵坡变缓，经张掖、临泽、高台三县，流入合黎山山口正义峡，河道长度185km，平均比降2‰。黑河下游段河长414km，流域面积37697km2。由于河水的灌溉和浸润，沿河两岸是树木草地覆盖的绿洲。绿洲两侧以外则是戈壁沙漠平原，地形宽阔平坦。

1.2水文特征

该流域位于欧亚大陆中部，远离海洋，周围高山环绕，流域气候主要受中高纬度的西风带环流控制和极地冷气团影响，气候干燥，降水稀少而集中，多大风，日照充足，太阳辐射强烈，昼夜温差大。南部祁连山区，降水量由东向西递减，雪线高度由东向西逐渐升高。海拔2600～3200m地区年平均气温1.5～2.0℃，年降水量350～400mm，相对湿度约60%，水面蒸发量约700mm；中部走廊区年平均气温2.8℃～7.6℃,降水量由东部的200mm向西递减为100mm，水面蒸发量则由东2000mm向西递增至3000mm；下游额济纳平原深居内陆腹地，是典型的大陆性极端干旱气候，降水少、蒸发强烈、温差大、风沙多、日照时间长。黑河流域水文具有典型的内陆河水文特征：河川径流的形成、利用、消失分区明显。上游祁连山区是径流形成区，中游走廊平原是径流利用区，下游阿拉善台地和额济纳平原是径流利用和消失区。水文特点主要是：河川径流以降水补给为主，冰川融水补给只占9.5%;出山口莺落峡多年平均径流量15.8亿m3；河川径流年际变化不大，年径流变差系数Cv值为0.15左右；径流年内分配不均匀，6～9月径流量占年径流量的67.8%；中游地表水与地下水频繁转换。

2　流域水化学特征

分析研究水化学特征及其变化规律，是评价水体质量的重要指标之一，是水污染防治和水资源保护的基础，也是实施水质管理的依据。现选取2014年黑河干流自上而下的5个水质监测点的年平均监测数据，水化学分析数据见表1。

2.1河水水化学类型及主要离子

按照水化学类型的舒卡列夫分类法，根据八大离子的当量浓度百分比，以25%为下限来划分水化学类型，黑河流域2014年的水化学类型主要为HCO3-SO4-Ca-Mg型和HCO3-SO4-Ca-Mg-Na型。在其化学离子组成中，阴离子是以HCO3-为主，阳离子以Ca2+为主。以毫克当量为单位，黑河干流上中游段阴离子HCO3-＞SO42-＞Cl-，阳离子Ca2+＞Mg2+＞Na+﹢K+，下游河段阴离子则是HCO3-＞SO42-＞Cl-，阳离子Mg2+＞Na+﹢K+＞Ca2+。HCO3-及Ca2+、Mg2+离子主要源于石灰岩、白云岩、泥石灰等碳酸盐类岩石的溶解，其溶解过程与水中CO2含量有关，黑河流域大部分河段阴离子以HCO3-为主，阳离子上中游以Ca2+为主，下游以Mg2+为主，其原因可能在于境内分布有碳酸盐类矿物的岩石，同时水热条件充分，为碳酸盐类溶解创造了有利条件，所以，水中富集了HCO3-及Ca2+、Mg2+离子。Cl-、Na+离子主要来源于地表富集的盐分，随着矿化度增高而增高。

表1　黑河流域河水水化学分析

2.2河水的总碱度、总硬度以及矿化度

分析结果还得出黑河流域CO32-离子含量较低，河水的碱度主要是重碳酸盐碱度，河水碱度值在189～232mg/L之间。河水中阳离子以Ca2+、Mg2+居多，所以，水的硬度较高，总硬度值在320～450mg/L之间，属硬水。且河水的总碱度和总硬度都有随矿化度增高而增高的趋势。河水的总矿化度说明水中溶解盐分的多少，是评价水质优劣的重要指标之一。黑河流域上中游为中等矿化度水，下游为较高矿化度水。河水矿化度的地区分布与地质条件河水补给方式密切相关外，还受自然地理和水文气候条件以及人类活动的影响。

2.3流域水质评价及水中污染物的危害

根据时空代表性和数据的完整性，本文以上述的5个水质监测断面为评价断面，选取了2014年黑河流域水质监测资料，并依据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），黑河流域各水质指标呈现空间变化特征各异,盐度、总硬度及悬浮物表现为由上游至下游浓度出现增加的空间变化特征,而氨氮、总磷、六价铬含量及高锰酸盐指数在空间上表现为中游地区浓度较高,这种情况可能与中游地区为农业灌溉区、人类活动较频繁等因素有关。黑河流域总体水质以Ⅲ类水居多,且水体以Ⅰ-Ⅲ类水为主。黑河流域莺落峡断面符合水体规划水质类别,水质良好。高崖水文站断面和廖泉桥断面水体水质均符合Ⅲ类水质标准,水质较好。山丹桥断面不符合环境功能Ⅵ类的要求,水质较差,可能是由于企业污水排入山丹河,还有城市渠道排水面源污染物的汇入,以及沿河村镇的生活污水排放也影响水体水质。黑河流域上游人烟稀少且开发利用程度不高,人为污染少,水质为优；中游水质变化较大,水体的污染较严重；下游水体接纳中游水体污染物,水体有轻度污染。流域汛期水质趋于好转，原因是汛期降雨量增多，流量增大，水量对污染物有稀释作用，而劣Ⅴ类水体比例有所增加，则说明由于汛期地表径流的作用，地表污染物（主要是非点源污染）被汇集到河流中，导致局部河段水质略有恶化。与全年期水质相比，黑河流域汛期Ⅰ～Ⅲ类水体比例少于全年期，Ⅳ～Ⅴ类水体比例大于全年期，即汛期整体水质差于全年期水质，非汛期水质与全年期水质相比，Ⅰ～Ⅲ类水体比例略大于全年期，Ⅳ～Ⅴ类水体比例略小于全年期，劣Ⅴ类水体比例与全年相当，即黑河流域非汛期水体水质略好于全年期水体水质。

水中铬、磷含量过多就会对生物体造成极大的危害。一般天然水中磷酸盐含量不高，主要是化肥、冶炼、合成洗涤剂等行业的工业废水及生活污水中含有较大量的磷。当水体中的磷含量过高（如超过0.2mg/L）,可造成藻类的过度繁殖，直至数量上达到有害的程度（称为富营养化），造成河流透明度降低，水质变坏。氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害，当氨氮含量高时会导致鱼类死亡。氨氮对水生物起危害作用的主要是游离氨，其毒性比铵盐大几十倍，并随碱性的增强而增大。氨氮毒性与池水的pH值及水温有密切关系，一般情况下pH值及水温愈高，毒性愈强。

3　水环境保护

在水资源保护中，水质保护是非常重要的方面。水质保护的内容主要是防止污染，减少和消除有害物质进入水体，尽量改善现有水质。结合地域经济发展及黑河流域水质现状，总结出几点保护黑河水质的措施。

3.1技术措施

1）充分利用水工程的调节作用，合理调度，不断改善劣化水质。

2）加强水质监测，做好水质的预测预报工作。

3.2行政措施

1）狠抓工业污染防治，取缔“十小”企业。全面排查装备水平低、环保设施差的小型工业企业，对严重污染水环境的落后生产工艺和设备实行淘汰制度。集中治理工业集聚区水污染。集聚区内工业废水必须经预处理达到集中处理要求，方可进入污水集中处理设施。新建、升级工业集聚区应同步规划、建设污水、垃圾集中处理等污染治理设施。强化城镇生活污染治理，加快城镇污水处理设施建设与改造。

2）建立健全有效的管理机构和制度等体系，制定区域水环境和水污染排放标准，严格控制排污口设置，实施排污许可制度，建立水质监测网络，加强各类水体污染源的监测和管理，严禁有毒物质排入水体，禁止超标排放，编制水质管理规划，提出科学合理的保护措施。

3）强化公众参与和社会监督。加强宣传教育，把水资源、水环境保护和水情知识纳入国民教育体系，提高公众对经济社会发展和环境保护客观规律的认识，通过公开听证、网络征集等形式，充分听取公众对重大决策和建设项目的意见。积极推行环境公益诉讼。

3.3法律措施

严格环境执法监管，加大执法力度。所有排污单位必须依法实现全面达标排放。逐一排查工业企业排污情况，达标企业应采取措施确保稳定达标；对超标和超总量的企业予以“黄牌”警示，一律限制生产或停产整治；对整治仍不能达到要求且情节严重的企业予以“红牌”处罚，一律停业、关闭。

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中图分类号：X824