鄧鴻雁

（甘肅省水利水電勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

新中國成立以來，甘肅省對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度重視，興建了一大批水利灌溉工程，對促進(jìn)我省農(nóng)業(yè)水平快速發(fā)展、保障糧食安全、提高人民生活水平起到了極其重要的作用。21世紀(jì)以來，隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，人民生產(chǎn)生活對水資源的需求越來越大[1]；國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施，人民對美好生活的向往，使得“環(huán)境就是民生，青山就是美麗，藍(lán)天也是幸福”的目標(biāo)深入人心，對保護(hù)生態(tài)環(huán)境重要性的認(rèn)知也越來越高，在這種情況下，甘肅中部生態(tài)移民扶貧開發(fā)供水工程建設(shè)的重要性和緊迫性就不言而喻了。

羅傳芬、張瑩等人研究了水中氯離子對工程建設(shè)的影響，賀明俠等人研究了地下水及地質(zhì)作用與建筑工程之間影響的關(guān)系[2]，亢景富對影響因素最復(fù)雜、危害性最大的一種環(huán)境水侵蝕—硫酸根離子對混凝土耐久性的侵蝕做了深入的研究，從侵蝕破壞的機(jī)理、影響因素、研究方法、判定指標(biāo)等方面進(jìn)行了探討，并提出了應(yīng)對的措施和方案[3]，李秀娟對硫酸鹽的侵蝕機(jī)理和抗硫酸鹽侵蝕測試方法進(jìn)行探討和研究[4]。故本文以甘肅中部生態(tài)移民扶貧開發(fā)供水工程為研究對象，通過實驗對其環(huán)境水中離子的分布規(guī)律進(jìn)行分析。

1 工程概況

甘肅中部生態(tài)移民扶貧開發(fā)供水工程是一項以高效農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼顧農(nóng)村人飲供水的富民興民工程。工程區(qū)地處黃河上游甘肅省中部的白銀市，西接黃河、東臨寧夏海源縣、北至寧夏中衛(wèi)市香山鄉(xiāng)、南到屈吳山，屬基巖低中山區(qū)和黃土低中山梁峁地貌區(qū)，海拔1360 m～2280 m，相對高差一般小于500 m。區(qū)內(nèi)氣候干旱，降水少且年內(nèi)分布極不均勻，為溫帶大陸性季風(fēng)氣候。工程供水范圍涵蓋靖遠(yuǎn)、平川2縣區(qū)10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，可新增灌溉面積30萬畝，改善灌溉面積15.51萬畝，安置易地搬遷和就地改善現(xiàn)狀人口14.23萬人，工程設(shè)計從興電一泵站取水，年供水量約8800萬m3，可為農(nóng)村飲水安全供水鞏固提升提供水源，為區(qū)域易地搬遷安置群眾和扶貧產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)有力的水資源支撐和保障[5]。

根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252-2017），本工程屬Ⅱ等工程，工程規(guī)模為大（2）型，具有供水線路長、分布范圍廣，供水灌溉區(qū)分散的特點。工程建設(shè)總干渠1條，長度28.68 km，渠首設(shè)計流量為14.7 m3/s；干渠3條，總長度108.43 km，其中東干渠渠首設(shè)計流量為9.4 m3/s，北干渠渠首設(shè)計流量為3.5 m3/s，南干渠渠首設(shè)計流量為3.0 m3/s；非農(nóng)業(yè)調(diào)蓄水池3座。

2 環(huán)境水中離子的分布規(guī)律

2.1 試驗方法

為確保試驗分析的水樣具有代表性和普遍性，以便更好地為工程建設(shè)服務(wù)，在甘肅中部生態(tài)移民扶貧開發(fā)供水工程現(xiàn)場5個分布點各取10個水樣，分析其陰陽離子含量并取平均值。水樣分布點編號為 SY1、SY2、SY3、SY4、SY5。

2.2 陽離子分布規(guī)律

環(huán)境水中陽離子的統(tǒng)計結(jié)果見表1，陽離子含量及占比見圖1～圖2。由結(jié)果可知，水樣中Ca2+、Mg2+離子曲線變化幅度不大，較為平穩(wěn)，含量分別在58.51 mg/L～261.77 mg/L、26.13 mg/L～214.62 mg/L之間；Na++K+離子曲線浮動變化較大，含量在100.66 mg/L～856.50 mg/L之間。水樣中，Na++K+離子占比最大，為61%；Ca2+離子次之，為23%；Mg2+離子占比最小，為16%。

表1 環(huán)境水陽離子含量統(tǒng)計表 單位：mg/L

圖1 不同水樣中陽離子含量圖

圖2 陽離子占比圖

2.3 陰離子分布規(guī)律

環(huán)境水中陰離子含量統(tǒng)計結(jié)果見表2，陰離子含量及占比見圖3～圖4。由結(jié)果可知，水樣中離子曲線變化幅度小，較為平穩(wěn)，含量分別在0～12 mg/L和213.50 mg/L～347.70 mg/L之間；Cl-、離子曲線浮動變化較大，含量分別在65.32 mg/L～1228.30 mg/L和88.57 mg/L～1162.43 mg/L之間。水樣中，Cl-占比最大，為43%；離子次之，為42%；離子再次之，為15%；占比最小，為3.6%。

表2 環(huán)境水陰離子含量統(tǒng)計表 單位：mg/L

圖3 不同水樣中陰離子含量圖

圖4 陰離子占比圖

3 環(huán)境水中離子對水質(zhì)的影響

3.1 環(huán)境水中離子對工程水質(zhì)的影響

經(jīng)分析，試驗水樣總堿度在80 mg/L以上，pH值在7.41～8.69之間，大于6.5，對混凝土無腐蝕性；Mg2+含量都在1000 mg/L以下，對混凝土無腐蝕性；SY1和SY3中SO42-含量在250 mg/L以下，SY2、SY4、SY5中SO42-含量均在996 mg/L以上，測試水樣SO42-平均值為691.92 mg/L，大于500 mg/L，對混凝土具有強(qiáng)腐蝕性。Cl-含量為703.75 mg/L，呈現(xiàn)中等腐蝕性?？梢酝ㄟ^增加混凝土保護(hù)層厚度、摻加鋼筋阻銹劑等外加劑，或者使用高性能混凝土和環(huán)氧涂層鋼筋等技術(shù)手段，降低離子對鋼筋混凝土的腐蝕性，確保工程建設(shè)質(zhì)量。

3.2 環(huán)境水中離子對飲用水質(zhì)的影響

Ca2+、Mg2+是影響水質(zhì)總硬度的主要因素，CO32-、HCO3-是影響水質(zhì)總堿度的主要因素，陰陽離子的總量是影響礦化度的重要因素?？梢钥闯?，試驗水樣的總硬度在126.75 mg/L～711 mg/L之間，平均總硬度為527.95 mg/L，屬于高硬水；試驗水樣的總堿度在175.18 mg/L～285.29 mg/L之間，平均總堿度為207.21 mg/L，大于80 mg/L；試驗水樣的礦化度在564.81 mg/L～3724.86 mg/L之間，平均礦化度為2492.47 mg/L，小于3000 mg/L，屬弱礦化水；pH值在7.41～8.69之間，平均值8.07。經(jīng)分析，環(huán)境水水質(zhì)除硬度較高外，其余條件基本符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2006）規(guī)定，可以通過煮沸或應(yīng)用反滲透技術(shù)，降低硬度，以保證人民群眾身體健康。

3.3 環(huán)境水中離子對灌溉水質(zhì)的影響

根據(jù)礦化度的大小，可把水資源分為五類：①淡水，礦化度小于1 g/L；②弱礦化水，礦化度為1 g/L～3 g/L；③咸水（中等礦化水），礦化度為3 g/L～10 g/L；④鹽水（強(qiáng)礦化水），礦化度為10 g/L～50 g/L；⑤鹵水，礦化度大于50 g/L。試驗水樣的礦化度在564.81 mg/L～3724.86 mg/L之間，平均礦化度為2492.47 mg/L，在1000 mg/L～3000 mg/L之間，屬弱礦化水，可以用于農(nóng)田灌溉，但在未來（30年～50年后）應(yīng)當(dāng)考慮出現(xiàn)土地鹽堿化的可能性。

表3 不同水樣水質(zhì)類型表

4 小結(jié)

通過對甘肅中部生態(tài)移民扶貧開發(fā)供水工程環(huán)境水樣試驗分析，總結(jié)了當(dāng)?shù)厮畼又嘘庩栯x子的分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)水樣中Cl-、SO42-對鋼筋混凝土有腐蝕性，可以通過增加混凝土保護(hù)層厚度、摻加鋼筋阻銹劑等外加劑，或者使用高性能混凝土和環(huán)氧涂層鋼筋等技術(shù)手段來降低離子對鋼筋混凝土的腐蝕性；水樣總硬度較高，可以通過煮沸或應(yīng)用反滲透技術(shù)來降低硬度；水樣為屬弱礦化水，可以用于農(nóng)田灌溉。分析結(jié)果可促進(jìn)甘肅中部生態(tài)移民扶貧開發(fā)供水工程的建設(shè)，為確保打贏脫貧攻堅戰(zhàn)、保障糧食安全、提高人民生活水平，起到積極的作用。