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        天山南坡地表水水質(zhì)現(xiàn)狀分析

        2018-06-20 05:49:08
        地下水 2018年3期
        關(guān)鍵詞:水質(zhì)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)

        地表水水質(zhì)分析標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)》GB3838—2002,《富營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)分級參數(shù)》

        3.4 分析方法

        采用單因子(指標(biāo))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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)倍數(shù)。

        式中:Pi為某分析參數(shù)的超標(biāo)率:Pi<0參數(shù)不超標(biāo);反之則為超標(biāo);Si為某分析參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值(以地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)項目、超標(biāo)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(biāo)中,大部分達到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),達到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)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(biāo),達到Ⅳ類地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其它大部分指標(biāo)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(biāo)。從大部分參評指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)均符合地表水Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)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(biāo)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(biāo)。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(biāo)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(biāo)。保護環(huán)境,實現(xiàn)人與自然的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

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