楊香林 李維軍

(新疆石河子市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，新疆 石河子 832000)

石河子地表水環(huán)境質(zhì)量狀況總體較好，河流瑪納斯河肯斯瓦特?cái)嗝妗敿{斯電廠斷面類別屬Ⅱ類水質(zhì)；蘑菇湖水庫(kù)水質(zhì)類別屬劣V類，水質(zhì)狀況為重度污染，水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)程度為重度富營(yíng)養(yǎng)；大泉溝水庫(kù)水質(zhì)類別屬IV類，水質(zhì)狀況輕度污染，水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)程度為中營(yíng)養(yǎng)；夾河子水庫(kù)水質(zhì)類別屬Ⅲ類水質(zhì)，水質(zhì)狀況為良，營(yíng)養(yǎng)狀況屬中營(yíng)養(yǎng)。城市集中式飲用水屬Ⅱ類水質(zhì)。

1 水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)述

1.1 地表水

1.1.1 監(jiān)測(cè)結(jié)果評(píng)述

1.1.1.1 瑪納斯河

瑪納斯河是石河子市賴以生存的重要水源地，其水質(zhì)質(zhì)量好壞直接影響石河子市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的質(zhì)量[2]。瑪納斯河流的肯斯瓦特和瑪納斯電廠斷面屬性分別為背景和控制，作為國(guó)控河流，實(shí)施月監(jiān)測(cè)。2019年對(duì)該2個(gè)斷面分別進(jìn)行了12次監(jiān)測(cè)。

監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，肯斯瓦特?cái)嗝嫠|(zhì)類別為Ⅱ類，各項(xiàng)指標(biāo)均未超標(biāo)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目達(dá)標(biāo)率100%；瑪納斯電廠水質(zhì)類別為Ⅱ類，各項(xiàng)指標(biāo)均未超標(biāo)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目達(dá)標(biāo)率100%。

1.1.1.2 蘑菇湖水庫(kù)

蘑菇湖水庫(kù)地處瑪納斯河西岸，位于石河子市以北約18km處，建成于1958年，是墾區(qū)內(nèi)最大的一座天然洼地型人工內(nèi)陸平原水庫(kù)。水庫(kù)設(shè)計(jì)庫(kù)容1.8億m3，有效庫(kù)容1.4億m3，水庫(kù)占地面積36km2，設(shè)計(jì)蓄水面積31.2km2，年調(diào)節(jié)水量為2.2億m3，水源主要為瑪納斯河水、泉水及機(jī)井水、沙灣河水、城市廢水。灌溉墾區(qū)下野地6個(gè)團(tuán)場(chǎng)和沙灣縣3個(gè)鄉(xiāng)土地，設(shè)計(jì)灌溉面積約267km2，具有養(yǎng)殖、農(nóng)灌和部分牲畜飲用3大功能，在墾區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用[1]。

根據(jù)水庫(kù)特點(diǎn)，布設(shè)5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，即進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、中心區(qū)、淺水區(qū)、岸邊區(qū)，進(jìn)行了豐、枯2個(gè)水期的監(jiān)測(cè)，1次/水期。

監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，2019年蘑菇湖水庫(kù)為劣V類，有3項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)，主要污染物為總磷、總氮、生化需氧量，分別超標(biāo)8.3倍、2.8倍和1.0倍。

1.1.1.3 大泉溝水庫(kù)

大泉溝水庫(kù)坐落在石河子市下游正北約16km處。建于1955年8月，設(shè)計(jì)庫(kù)容8000萬(wàn)m3，實(shí)際庫(kù)容4000萬(wàn)m3，年調(diào)節(jié)水量約為8000萬(wàn)m3，水庫(kù)占地面積11km2，豐水期水面面積9km2，枯水期水面積5km2。水庫(kù)水域功能為養(yǎng)殖、灌溉、旅游和景觀等多種功能。

根據(jù)水庫(kù)特點(diǎn)，布設(shè)5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，即進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、中心區(qū)、淺水區(qū)、岸邊區(qū)。2019年對(duì)該水庫(kù)進(jìn)行了豐、枯2個(gè)水期的監(jiān)測(cè)，1次/水期。

監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，大泉溝水庫(kù)水質(zhì)類別為IV類，除總磷外其它項(xiàng)目均達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

1.1.1.4 夾河子水庫(kù)

夾河子水庫(kù)坐落在石河子市下游北偏東約15km瑪納斯河的二條支流匯合處的河床上，是瑪納斯河中下游河床中的一座平原攔河型水庫(kù)。水庫(kù)占地面積20km2，豐水期水面積14km2，枯水期水面積8km2，最大蓄水高程為398.72m，最大入庫(kù)流量是146.88m3·s-1，匯水面積14.0km2。水庫(kù)的水源主要為夏季攔蓄的多余洪水、瑪納斯河本身的冬季泉水[3]，該庫(kù)有東南、西北2個(gè)放水閘。水庫(kù)水域功能為蓄洪灌溉，可分別調(diào)劑灌溉下野地和莫索灣2大灌區(qū)耕地，是石河子地區(qū)調(diào)劑庫(kù)容之一。

根據(jù)水庫(kù)特點(diǎn)，布設(shè)2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，即南閘口、北閘口各設(shè)1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。2019年對(duì)該2個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行了豐、枯2個(gè)水期的監(jiān)測(cè)，1次/水期。

監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，夾河子水庫(kù)水質(zhì)類別為Ⅲ類，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)年均值均未超標(biāo)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目達(dá)標(biāo)率100%。

1.2 地下水

1.2.1 監(jiān)測(cè)結(jié)果評(píng)述

石河子市城市供水全部采自地下水，石河子市自來(lái)水廠，位于石河子市43號(hào)小區(qū)內(nèi)，占地約0.087km2，日供水量3萬(wàn)m3。根據(jù)《自治區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)方案》實(shí)施方案，城鎮(zhèn)集中飲用地下水源在進(jìn)入自來(lái)水廠前匯水區(qū)布設(shè)1個(gè)點(diǎn)位，2019年對(duì)該斷面進(jìn)行了1次·0.5a-1的監(jiān)測(cè)。

監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,2019年石河子市地下水所有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均未超標(biāo)，石河子市地下水達(dá)標(biāo)率100%。全年水質(zhì)大部分項(xiàng)目處在Ⅰ類水質(zhì)級(jí)別，占81.8%，處在Ⅱ類水質(zhì)級(jí)別的是硝酸鹽氮、硫酸鹽、總硬度和溶解性總固體占18.2%。

2 現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

2.1 地表水評(píng)價(jià)

2.1.1 評(píng)價(jià)方法

2.1.1.1 平均水質(zhì)類別法[2]

評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)：采用各項(xiàng)目監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的年均值，即以各監(jiān)測(cè)斷面、垂線、點(diǎn)位的全年各項(xiàng)目監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行水質(zhì)類別評(píng)價(jià)、超標(biāo)倍數(shù)計(jì)算和主要污染項(xiàng)目的確定。

監(jiān)測(cè)斷面、垂線、點(diǎn)位的水質(zhì)類別評(píng)價(jià)：采用單因子評(píng)價(jià)法，即以監(jiān)測(cè)斷面、垂線、點(diǎn)位的水質(zhì)項(xiàng)目中污染最重的項(xiàng)目所達(dá)到的水質(zhì)類別作為該斷面、垂線、點(diǎn)位的水質(zhì)類別。

湖庫(kù)水質(zhì)類別的確定：將湖(庫(kù))各個(gè)垂線的各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的年均值進(jìn)行算術(shù)平均，其中污染最重的項(xiàng)目所達(dá)到的水質(zhì)類別即為該湖(庫(kù))的水質(zhì)類別。級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 斷面水質(zhì)評(píng)價(jià)

水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)：《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)表1中除水溫、總氮、糞大腸菌群以外的21項(xiàng)指標(biāo)。水溫、總氮、糞大腸菌群作為參考指標(biāo)單獨(dú)評(píng)價(jià)(河流總氮除外)。

主要污染項(xiàng)目的確定：將水質(zhì)超過(guò)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)值的項(xiàng)目按超標(biāo)倍數(shù)大小排列，取超標(biāo)倍數(shù)最大的前3項(xiàng)為主要污染項(xiàng)目。

2.1.1.2 富營(yíng)養(yǎng)化程度(綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù))

評(píng)價(jià)指標(biāo)：葉綠素a、總磷、總氮、透明度、高錳酸鹽指數(shù)。

計(jì)算公式：

式中，TLI(Σ)為綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；Wj為第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重；TLI(j)為代表第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。

中國(guó)湖泊(水庫(kù))的chla與其它參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系rij2及rij見(jiàn)表2。

表2 中國(guó)湖泊(水庫(kù))部分參數(shù)chla的相關(guān)關(guān)系及rij

各項(xiàng)目營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算公式：

TLI(chla)=10(2.5+1.086lnchla)

TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP)

TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN)

TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD)

TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCODMn)

式中，chla單位為mg·m-3；SD單位為m；其它指標(biāo)單位均為mg·L-1。

水質(zhì)比較方法：采用各類水質(zhì)類別比例(%)及其相對(duì)變化來(lái)反映全區(qū)同類監(jiān)測(cè)水體整體水質(zhì)狀況及相對(duì)上一年度的變化。

2.1.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

河流、湖庫(kù)水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)，瑪納斯河肯斯瓦特?cái)嗝鎴?zhí)行Ⅱ類，瑪納斯河瑪納斯電廠斷面[4]、大泉溝水庫(kù)、夾河子水庫(kù)及農(nóng)排渠執(zhí)行Ⅲ類，蘑菇湖水庫(kù)執(zhí)行Ⅳ類。湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)見(jiàn)表3，水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4。

表3 湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)表

表4 水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.1.3 評(píng)價(jià)結(jié)果

2.1.3.1 瑪納斯河

水質(zhì)定性評(píng)價(jià)：2019年，肯斯瓦特?cái)嗝?、瑪納斯電廠斷面各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)年均值均未超標(biāo)，水質(zhì)類別均為Ⅱ類，水質(zhì)狀況優(yōu)[5]。

2.1.3.2 蘑菇湖水庫(kù)

水質(zhì)定性評(píng)價(jià)：2019年蘑菇湖水庫(kù)為劣V類，有4項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)，主要污染物為總磷、總氮、生化需氧量，分別超標(biāo)8.3、2.8和1.0倍[5]。

污染程度評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)指標(biāo)中Ⅰ～Ⅳ水質(zhì)類別達(dá)到81.0%，劣Ⅴ類為19.0%。

2.1.3.3 大泉溝水庫(kù)

水質(zhì)定性評(píng)價(jià)：大泉溝水庫(kù)水質(zhì)類別為Ⅳ類，除總磷外監(jiān)測(cè)項(xiàng)目都達(dá)到Ⅲ類。

污染程度評(píng)價(jià)：各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)中Ⅰ～Ⅲ水質(zhì)類別達(dá)到95.2%。

2.1.3.4 夾河子水庫(kù)

水質(zhì)定性評(píng)價(jià)：夾河子水庫(kù)水質(zhì)類別為Ⅲ類，水質(zhì)良。各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)年均值均未超標(biāo)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目達(dá)標(biāo)率100%。

污染程度評(píng)價(jià)：夾河子水庫(kù)評(píng)價(jià)指標(biāo)中Ⅰ～Ⅱ水質(zhì)類別達(dá)到95.2%。

2.1.3.5 水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化程度

從表5可知，大泉溝水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)為輕度富營(yíng)養(yǎng)水體，蘑菇湖水庫(kù)為重度富營(yíng)養(yǎng)水體，夾河子水庫(kù)為貧營(yíng)養(yǎng)水體。

表5 2019年水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)結(jié)果表

2.2 地下水

2.2.1 評(píng)價(jià)方法

加附注的評(píng)分法，評(píng)價(jià)公式：

F=[(F2平均+F2max)/2]1/2

F平均=∑Fi/n

式中，F(xiàn)平均為各單項(xiàng)組分評(píng)分Fi的平均值；Fmax為單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi中的最大值；n為項(xiàng)數(shù)。

根據(jù)F值，按表7、表8規(guī)定劃分地下水質(zhì)量級(jí)別，再將細(xì)菌學(xué)指標(biāo)評(píng)價(jià)類別注在級(jí)別定名之后，如“優(yōu)良(Ⅱ類)”、“較好(Ⅲ類)”。

表6 城市集中式飲用水地下水源地水質(zhì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目及其標(biāo)準(zhǔn)值

表7 單組評(píng)價(jià)分值表

表8 地下水環(huán)境質(zhì)量級(jí)別

2.2.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

城市集中式飲用水地下水源地水質(zhì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目為22項(xiàng)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)，具體評(píng)價(jià)項(xiàng)目及其對(duì)應(yīng)的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值見(jiàn)表7。

2.2.3 評(píng)價(jià)結(jié)果

石河子市地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)0.71，屬Ⅱ類優(yōu)良水質(zhì)。集中式飲用水源地全年水質(zhì)優(yōu)于Ⅰ類水質(zhì)級(jí)別項(xiàng)目占81.8%，處在Ⅱ類水質(zhì)級(jí)別的是硝酸鹽氮、硫酸鹽、總硬度、溶解性總固體。

3 小結(jié)

3.1 瑪納斯河

2019年，瑪納斯河各項(xiàng)指標(biāo)年均值均未超標(biāo)。豐水期水質(zhì)劣于枯水期。瑪納斯河肯斯瓦特?cái)嗝?、瑪納斯電廠控制斷面水質(zhì)類別均為Ⅱ類，水質(zhì)狀況為優(yōu)。

3.2 蘑菇湖水庫(kù)

2019年，蘑菇湖水庫(kù)水質(zhì)類別屬劣V類，為重度污染，主要污染物為總磷、總氮、生化需氧量。蘑菇湖水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)為重度富營(yíng)養(yǎng)水體。

3.3 大泉溝水庫(kù)

2019年，大泉溝水庫(kù)水質(zhì)類別評(píng)價(jià)屬于Ⅳ類水質(zhì)，水質(zhì)狀況為輕度污染。大泉溝水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)為中營(yíng)養(yǎng)水體。

3.4 夾河子水庫(kù)

夾河子水庫(kù)水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均值未超過(guò)Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，屬Ⅲ類水質(zhì)，水質(zhì)狀況良。夾河子水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)為中營(yíng)養(yǎng)水體。

3.5 地下水

2019年，石河子市地下水所有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均未超標(biāo)，地下水達(dá)標(biāo)率100%。集中式飲用水源地全年水質(zhì)優(yōu)于Ⅰ類水質(zhì)級(jí)別項(xiàng)目81.8%。石河子城市集中式飲用水源地水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)0.71，水質(zhì)狀況保持穩(wěn)定，為Ⅱ類(優(yōu)良)水質(zhì)。