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天山南坡地表水水质现状分析

2018-06-20

地下水 2018年3期
关键词:河流流域断面

(新疆阿克苏水文勘测局,新疆 阿克苏 843000)

渭干河流域由木扎提河、卡普斯浪河、台勒维丘克河、卡拉苏河、克孜尔河5条支流汇合而成,均源于天山南坡,单独出流,汇集于拜城盆地克孜尔水库,始称渭干河。5条支流位于南疆北部,天山中段南麓。山区面积约22 000 km2。渭干河从千佛洞出口后呈辐射状分布,形成长64 km,宽160 km的山前大型冲洪积扇,其面积达8 281.8 km2

1 地表水水质调查分析

地表水资源分析工作在进行数量分析时,亦同时需对地表水的质量进行调查分析,水量、水质是水资源不可分割的统一,水体若遭受了污染,会形成有水也不能用的局面。地

表水水质指地表水体的物理、化学和生物学的特征和性质,地表水的水质调查分析内容包括地表水的水化学类型、现状水质分析、水质变化趋势以及水功能区水质达标情况等。本次分析,收集、整理了流域范围内8个断面的地表水水质监测资料,其中河流水质监测断面7处,水库水质监测断面1处。经过分析整理,8个断面水质监测资料分析项目齐全、监测日期确切,可以作为本次渭干河部分流域水质分析依据。河流断面水质监测频次为每年的3月、5月、7月8月10月和11月各监测一次,水库水质监测断面4月、7月和10月各监测一次,因此分析分汛期、非汛期、年平均三个时段,部分流域水质监测断面情况见表1。

表1 渭干河部分流域水环境监测站点一览表

2 地表水天然水化学特征

地表水的水化学特征,与河流的径流组成、流域地质条件密切相关,同时也受气候条件的影响,地表水天然水化学成分的组成和变化,决定于河流补给来源以及所流经的途经,地表水在流动过程中与土壤和岩石相接触会导致其天然成分质量和数量上的变化,渭干河部分流域河流均发源于天山南坡中段,河流的补给以冰川融雪水、降水径流、地下水三部分组成,其天然水质一般较好。

天然水化学类型统一采用阿廖金分类法,矿化度≤1 000 mg/L为适宜任何用途的淡水,硬度值(以CO3Ca计)≤75 mg/L为极软水,75~145 mg/L为软水,145~300 mg/L弱硬水,300~450 mg/L为硬水。pH=7为中性水,7~9碱性水,>9为强碱性水。

根据资料统计,渭干河部分流域河流地表水水化学类型绝大多数为C类钙组Ⅱ型或Ⅲ型水,部分河流在汛期或非汛期水化学类型转为S类钙组Ⅲ型水,通过各河流水化学特征统计结果分析,冰川融雪水补给比重大的河流如木扎提河,其天然水质较好。

表2 渭干河部分流域地表水天然水化学特征统计表

各河流、水库pH值均在7.8~8.1之间,差别不大。矿化度和总硬度在出山口以上监测值小于出山口处,且由上而下其值渐次增大,如破城子站矿化度、总硬度为246.8 mg/L、123.7 mg/L,至千佛洞站,矿化度和总硬度增加为452.0 mg/L、218.0 mg/L。拜城盆地河流天然水质反映出地表水天然水化学特征在河流径流过程中的变化,而这些变化,除天然变化影响外,还有人为施力所形成的变化,如水库的修建,改变了地表径流的天然状态,使其矿化度、总硬度增高。

3 现状水质分析标准及方法

3.1 河流水质分析

分析项目包括氨氮、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、化学需氧量、氰化物、砷、挥发酚、六价铬、汞、镉、铅、铜、锌、氟、总磷和阴离子表面活性剂,总共17项。

3.2 水库水质分析

水库水质分析项目同河流。同时需对水库进行富营养化分析,分析项目为总磷、总氮、叶绿素、透明度和高锰酸盐指数,营养程度按贫营养、中营养和富营养三级分析。

3.3 分析标准

地表水水质分析标准采用国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局联合发布的《地表水环境质量标准》GB3838—2002,《富营养标准分级参数》

3.4 分析方法

采用单因子(指标)分析法。即最差的项目赋全权,又称一票否决法,确定地表水水质类别。分析时段采用汛期、非汛期和年度平均3个值,没有以汛期、非汛期时段监测的断面按年均值进行分析,分析结果按河长统计,并以Ⅲ类地面水标准值为界限,在单项分析的基础上,采用地图叠加法做各断面水质的综合分析,并统计主要污染物及超标倍数。

式中:Pi为某分析参数的超标率:Pi<0参数不超标;反之则为超标;Si为某分析参数的标准值(以地面水环境质量标准Ⅲ类标准为限值);Ci为某一时期某分析参数的实测平均浓度。

图1 卡普斯浪河总硬度变化趋势图

图2 卡普斯浪河氨氮含量变化趋势图

图3 卡普斯浪河五日生化需氧量变化趋势图

4 水质分析结果研究

根据分析标准和分析方法,对各断面的水质参数进行不同时段的计算、水质类别划分及超标项目、超标倍数的统计,分析结果见表3,水库的富营养分析单独进行。

渭干河部分流域地表水资源主要由北部山区冰川融雪和山区降水补给,水质现状分析结果反映出,渭干河部分流域5条河流水质较好,17个参评指标中,大部分达到Ⅰ类水质标准,达到Ⅱ类标准的参评项目主要是镉。

在出山口站千佛洞站以上监测断面中,仅黑孜水库库区水质监测反映出,库水在汛期化学需氧量超标,达到Ⅳ类地表水质标准,其它大部分指标为Ⅰ类,分析汛期水库水体化学需氧量的原因,应是汛期各支流地表水体在汇入水库的过程中,携带的大量泥沙汇集在水库内,使水体需氧量超标。从大部分参评指标达到的水质类别分析,渭干河水目前尚未受到人类生活废水、生产废水的明显不良影响。

分析区是一个干旱、半干旱地区,水环境容量小,生态环境脆弱,加之河流大多水量小流程短,自净能力低,所以承受污染的能力就小,而人类的活动对本区地表水的水质变化起到很大作用,且加重了各河流的水环境承载能力。各级政府和流域机构应努力维护渭干河部分流域目前良好的水环境现状,保护好地表水体水质,并避免地下水遭受污染

主要水库富营养化分析。根据渭干河部分流域现有水库的水质资料,分析项目为总磷、总氮、叶绿素、透明度和高锰酸盐指数,营养程度按贫营养、中营养和富营养三级分析,富营养标准分级参数,对渭干河部分流域的1个水库进行了富营养化分析,分析结果见表4。

5 水质变化趋势

根据水质监测资料系列长度,选用卡木鲁克站的水质数据用肯得尔检验法进行水质变化趋势分析,分析的项目为总硬度值、五日生化需氧量、氨氮、溶解氧4项。

根据现有水质资料,对卡普斯浪河溶解氧、氨氮、总硬度和五日生化需氧量4项进行长系列变化趋势分析,分析结果为五日生化需氧、氨氮处于下降趋势,总硬度处于上升趋势,溶解氧含量无变化,4项指标均符合地表水Ⅰ类水质标准。分析结果见表5,分析项目变化趋势图(见图1—图4)。

表3 渭干河部分流域水质监测断面现状年水质类别统计表

表4 渭干河部分流域水库水质分类及富营养化现状

表5 渭干河部分流域水质变化趋势分析测站统计结果

图4 卡普斯浪河溶解氧变化趋势图

6 结语

水功能区划要求以可持续发展、统筹兼顾、突出重点的原则,具有前瞻性、便于管理、实用可行、水质水量并重的原则来进行,根据部分地区河流的水域面积进行功能区划,其

中也包括渭干河部分流域,借用其水功能区划成果,对流域水功能区水质达标情况进行分析。由于地处干旱、半干旱地区,水资源特别珍贵,发源于天山南坡的各河流,大多水量不大、流程短,其水环境承载能力不高,因此对水资源的保护工作就显得尤为重要。对河流出山口以上区域进行水源保护工作,是渭干河部分流域经济可持续发展的前提。因此该水功能区划成果将出山口以上山区划分为一级保护区,范围为各河河源至出山口,控制断面为出山口处的各水文断面。其下为渭干河部分流域的水资源开发利用区,人类的生产、生活大都集中于此,经过长期居住这里的人们长时间的辛勤努力,这一地带已成为荒漠里的绿洲,是人们赖以生存的家园,一级功能区目标水质为Ⅱ级,根据本次河流水质分析结果,各监测断面现状年水质均为Ⅱ级,因此渭干河部分流域水功能一级区水质均达标。二级功能区划分出工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区,未划分过渡区。二级功能区目标水质为Ⅱ级,根据河流水质分析结果,各监测断面现状年水质均为Ⅱ级,因此渭干河部分流域水功能二级区水质均达标。保护环境,实现人与自然的可持续协调发展。

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