(新疆哈密水文勘測(cè)局，新疆 哈密 839000)

1 流域概況

1.1 地理位置

頭道溝水文站位于東天山哈爾里克山南坡，哈密市天山鄉(xiāng)頭道溝村，為區(qū)域代表站，是下游石城子水庫(kù)進(jìn)庫(kù)站之一。頭道溝水文站設(shè)立于1956年，控制斷面以上集水面積371 km2，河長(zhǎng)41.5 km。流域平均高程2 445 m，流域內(nèi)最高峰海拔3 057 m，流域平均高程2 445 m，平均坡降35.5‰，。全流域無(wú)永久冰川，徑流屬基巖裂隙水和融雪降雨補(bǔ)給型。

1.2 地形地貌

流域內(nèi)的山體主要主要組成為華力西期花崗巖和石灰?guī)r，泥土主要成為高山草甸土、山地栗鈣土和石灰?guī)r剝蝕土組成[1]。山區(qū)中低部的潮濕地區(qū)生長(zhǎng)了少許的西伯利亞落葉松和天山云杉，沿河灘有少許野生胡楊樹(shù)以及一些耐寒耐旱植物。該流域受寒冷和大風(fēng)的影響，山體受風(fēng)化和剝蝕作用十分明顯。

1.3 水文氣象

頭道溝水文站東與故鄉(xiāng)河相鄰、西與南山口流域毗鄰靠近303省道、北側(cè)以東天山脊線為界。與故鄉(xiāng)河匯合后統(tǒng)稱(chēng)為石城子河，水文站控制斷面南側(cè)4 km是哈密地區(qū)最大的石城子水庫(kù)。主要測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有：水位、流量、懸移質(zhì)泥沙、降水、蒸發(fā)、水溫、氣溫、冰情、水質(zhì)等。共有連續(xù)58年(1956～2013年)的實(shí)測(cè)水文資料。整編資料均經(jīng)新疆水文水資源局審查刊布，資料精度可靠，達(dá)到水利部《水文年鑒編印規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)。是哈密地區(qū)重要的水文、水質(zhì)監(jiān)測(cè)站，承擔(dān)著向中央報(bào)汛的任務(wù)。

1.4 氣溫狀況

區(qū)域內(nèi)氣溫年較差大，多年年平均氣溫5.4℃，一月最冷，七月最熱；一月份的多年平均氣溫-13.3℃,七月份的多年平均氣溫19.6℃,極端最高氣溫35.9℃(2006年7月)，極端最低氣溫-32.0℃(1967年1月)。 頭道溝水文站氣象要素見(jiàn)表1。

表1 頭道溝站年、月平均氣溫表 ℃

1.5 降水及徑流

降水可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是大范圍的降水，此類(lèi)降水大多降在山區(qū)，雨區(qū)包圍面積大，用時(shí)長(zhǎng)，能構(gòu)成較大洪水；例如2007年7月17～19日哈密區(qū)域發(fā)生大范圍降水，頭道溝站16、17、19日降水量達(dá)到85.2 mm，7月17日最大洪峰流量達(dá)到134 m3/s，是建站以來(lái)最大洪水；另一類(lèi)是局部性大暴雨，這類(lèi)降水的特點(diǎn)是，雨區(qū)籠罩面積小，歷時(shí)短，但強(qiáng)度大，山區(qū)或平原都有發(fā)生的機(jī)遇，能小范圍造成洪水災(zāi)害，破壞性很強(qiáng)。年內(nèi)分配：按照頭道溝站資料統(tǒng)計(jì)，頭道溝站持續(xù)最大4個(gè)月(6～9月)降水量占終年降水的76.5%，最大月降水量一般情況下出現(xiàn)在7月，占終年降水的26.8%，最小月降水量一般出現(xiàn)在12月，僅占終年降水的1.0%。頭道溝站降水量四季分配表見(jiàn)表2。

頭道溝河徑流的主要補(bǔ)給源是大氣降水、中低山帶的季節(jié)性積雪消融水和基巖裂隙水[2]，年徑流量的大小主要與夏季的降水量和冬季積雪的大小有關(guān)。因?yàn)轭^道溝流域山體低矮，所以流域內(nèi)沒(méi)有永久積雪和冰川，但中、高山區(qū)在冬、春季節(jié)有積雪，這些積雪在每一年的4～5月份由于氣溫的上升消融，因而頭道溝水文站每年4月、5月都會(huì)發(fā)生大小不等的春洪，春洪的大小與前一年降雪量和氣溫變化有關(guān)。春洪是頭道溝流域徑流的重要來(lái)源之一。

2 水體水化學(xué)特征分析

對(duì)頭道溝站2006年～2016年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行水化學(xué)特征的分析。水化學(xué)類(lèi)型采用阿列金分類(lèi)法[3]為標(biāo)準(zhǔn)，礦化度和總硬度的評(píng)價(jià)以《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》[4](SL395-2007)為標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 礦化度

在天然水體中，礦化度一般情況下是指無(wú)污染水體中主要陰陽(yáng)離子，相對(duì)于受污染的水體，除水體本身的陰陽(yáng)離子還代表水體中各種無(wú)機(jī)鹽類(lèi)和礦物元素。頭道溝站2006～2016年連續(xù)十年的測(cè)驗(yàn)資料顯示礦化度的范圍在300～401 mg/L之間，屬于較低礦化度。

表2 頭道溝站降水量四季分配表

2.2 總硬度

天然水水體的硬度主要是指水中含有可溶性的鈣鹽和鎂鹽。在天然水中鈣鎂離子的含量與徑流所流經(jīng)的地質(zhì)環(huán)境，土壤以及氣候等條件有著密切關(guān)系。根據(jù)頭道溝站2010～2016年連續(xù)十年的實(shí)測(cè)資料顯示總硬度在172～218 mg/L之間，評(píng)價(jià)類(lèi)別屬于地表水評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的軟水。

2.3 水化學(xué)類(lèi)型

通過(guò)對(duì)頭道溝連續(xù)十年的實(shí)測(cè)資料進(jìn)行分析，水體水化學(xué)狀況較好，屬于碳酸鹽類(lèi)Ca組Ⅱ型水，水質(zhì)基本未受到任何的人為污染。從頭道溝站到石城子水庫(kù)，途中沒(méi)有任何工業(yè)污染，而且只有少數(shù)零星自然村分布，所以水體水質(zhì)總體變化不大，天然水化學(xué)狀況良好，從頭道溝站的2006年～2016年的實(shí)測(cè)資料分析，天然水體水化學(xué)狀況良好，屬于碳酸鹽類(lèi)Ca組Ⅱ型水，頭道溝站連續(xù)十年的水化學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 頭道溝水化學(xué)特征分析表 mg/L

圖1 2010～2016年頭道溝站礦化度、總硬度變化曲線

3 水化學(xué)成分變化趨勢(shì)分析

3.1 年際變化分析

頭道溝河流域內(nèi)沒(méi)有任何工業(yè)企業(yè)，沒(méi)有化學(xué)污染及其他工業(yè)污染，所以對(duì)河流水質(zhì)基本不造成這一方面的影響。對(duì)其影響的主要是該流域徑流變化對(duì)水體中礦化度、總硬度的影響，徑流補(bǔ)給主要來(lái)源是冰雪融水和夏季的直接降水，由于徑流的年際變化不大，所以對(duì)評(píng)價(jià)的指標(biāo)影響也不大。2006年～2016年頭道溝站礦化度、總硬度年際變化見(jiàn)圖1。

3.2 年內(nèi)變化分析

河流天然水體水質(zhì)受水量受季節(jié)性變化影響，所以，總硬度和礦化度呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化規(guī)律，通常頭道溝每年4～5月開(kāi)始?xì)鉁厣撸藭r(shí)會(huì)出現(xiàn)融雪性洪水，由于地表植被覆蓋率較低，表層裸露，土壤中碳酸鈣含量較大，加之流域比降較大、流速快，土壤中的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)成分尚未完全與河水融合，致使水體中總硬度和礦化度含量減??；而隨著氣溫的持續(xù)增高、降雨量的增加，在7～8月之間，總硬度、礦化度到達(dá)年內(nèi)最低值；9月隨著氣溫持續(xù)回落，水量減少，河流流速變緩，總硬度和礦化度會(huì)也會(huì)隨之發(fā)生變化，最大值一般會(huì)出現(xiàn)在11月到次年的3、4月。水化學(xué)類(lèi)型的變化與總硬度、礦化度變化類(lèi)似，一般情況下汛期為碳酸鹽鈣組Ⅰ型水，非汛期同樣為碳酸鹽鈣組Ⅰ型水，由于上游土壤的構(gòu)成，水化學(xué)類(lèi)型的變化主要是由于水體中鈣、鎂等離子含量的變化而變化，并且汛期和非汛期水質(zhì)類(lèi)別基本保持不變。2016頭道溝站總硬度和礦化度年內(nèi)變化見(jiàn)圖2。

圖2 2016年頭道溝站總硬度、礦化度年內(nèi)變化曲線

4 結(jié)語(yǔ)

綜合分析評(píng)價(jià)結(jié)果表明，區(qū)域內(nèi)，水質(zhì)總硬度、礦化度評(píng)價(jià)年內(nèi)、年際變化不大，區(qū)域內(nèi)近年來(lái)并沒(méi)有化工業(yè)及其他工礦企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，也就排除了其他化學(xué)和物理因素對(duì)該區(qū)域水質(zhì)的影響，所以綜上所述，該區(qū)域水質(zhì)將維持較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)也能滿足該區(qū)域水功能[6]區(qū)各方面用水的需求。

[1]內(nèi)陸河湖水文資料[G].新疆:新疆維吾爾自治區(qū)水文水資源局.1956-2013.

[2]駱光曉,若孜汗·塔依爾.新疆哈密石城子河流域水文水資源分析[J].干旱區(qū)研究.2008.25(4):478-484.

[3]蔡云標(biāo). 哈密市榆樹(shù)溝流域地表水天然水化學(xué)特征分析[J].新疆水利.2012.(5)：9-11.

[4]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(HJGB04-2010).中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部.2011.

[5]中華人民共和國(guó)水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)規(guī)程(SL395-2007) .中華人民共和國(guó)水利部.2007.

[6]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).水功能區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50594-2010).中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.2010.