馮林娜

(新疆阿勒泰水文勘測(cè)局，新疆 阿勒泰 836500)

烏倫古河流域位于典型的干旱少雨區(qū)，區(qū)域徑流主要來自于山區(qū)降水補(bǔ)給，且具有相對(duì)較為充沛的地下水資源[1]。近些年來，隨著氣候變化和人類活動(dòng)的綜合影響，區(qū)域地下水水質(zhì)狀況有所降低，尤其是地下水礦化度有明顯增加的變化趨勢(shì)[2-5]。通過對(duì)區(qū)域地下水化學(xué)特征進(jìn)行綜合分析，可以分析其水化學(xué)演變特征，從而制定相對(duì)應(yīng)的保護(hù)措施，加大對(duì)區(qū)域地下水環(huán)境的保護(hù)力度[6]。當(dāng)前，對(duì)于新疆烏倫古河流域水環(huán)境特征研究取得一定成果[7-12]，但對(duì)其地下水環(huán)境特征的研究還較少，為此本文結(jié)合新疆烏倫古河流域小青河、大青河、二臺(tái)、福海四個(gè)站點(diǎn)地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)烏倫古河流域地下水化學(xué)化特征進(jìn)行分析并對(duì)其保護(hù)措施進(jìn)行探討，研究成果對(duì)于烏倫古河流域地下水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃的制定具有重要的參考價(jià)值。

1 烏倫古河流域概況

烏倫古河位于新疆北部，烏倫古河流域干流長(zhǎng)度達(dá)到573 km，整個(gè)流域集水面積為37 882 km2，流域內(nèi)主要分布有小青河、大清河、二臺(tái)、福海四個(gè)水文站點(diǎn)[13]。上游二臺(tái)水文站以上集水區(qū)域主要位于山區(qū)，二臺(tái)站以上河段流域主要位于平原區(qū)，從上游到下游具有較為明顯的垂直地形帶分布。烏倫古河流域年降水具有較明顯的積極變化，中高山區(qū)和中低山區(qū)降水量分別在100～800 mm以及400～500 mm之間，年降水變化差異較大，流域多年平均降水量總體在130 mm左右，70%降水主要集中在汛期的6-9月份。烏倫古河流域多年平均蒸發(fā)量為850 mm左右，下游水面蒸發(fā)明顯高于上游水面蒸發(fā)，夏季蒸發(fā)占全年蒸發(fā)量的比重高達(dá)50%，冬季的2月份和1月份蒸發(fā)量最低。區(qū)域徑流主要來自于山區(qū)降水補(bǔ)給，多年平均徑流量和徑流深分別為12.57×108m3及109.2 mm，山區(qū)植被覆蓋率較高，屬于典型的蓄滿產(chǎn)流區(qū)，下游平原區(qū)徑流相對(duì)較為分散。烏倫古河流域年徑流最大值為22.68×108m3，汛期徑流量占徑流總量的比值達(dá)到76.5%。流域具有時(shí)間較長(zhǎng)的封凍期，水溫變幅較大的月份主要集中在4-10月份，多年氣溫均值為10.9℃。裂隙水、承壓水以及潛水是烏倫古河流域三種主要地下水類型。烏倫古河流域以南區(qū)域地下水單井出水量可以達(dá)到3～10 L/s，流域分布較為充沛的潛層地下水，其地下水埋深介于3～10 m之間。3 m以下的地下水可以用來進(jìn)行開發(fā)和利用，區(qū)域地下水補(bǔ)給主要來源于河流滲漏補(bǔ)給，每年補(bǔ)給地下水資源量約為5.5×108m3，按照30%計(jì)算地下水可開采量，其每年的可開采水量約為1.65×108m3。

2 烏倫古河流域地下水化學(xué)均值變化

2.1 主要指標(biāo)年均值變化

結(jié)合烏倫古河流域小青河、大青河、二臺(tái)、福海四個(gè)站點(diǎn)地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)其礦化度、總硬度、SO42、CODMn以及氟化物多年平均水質(zhì)進(jìn)行分析，結(jié)果如表1所示。

表1 烏倫古河流域主要地下水化學(xué)特征均值 mg/L

從烏倫古河流域主要地下水水化學(xué)特征均值變化可看出，烏倫古河流域水化學(xué)特征呈現(xiàn)較為明顯的垂向分布，二臺(tái)站以上主要為山丘區(qū)，從二臺(tái)站主要地下水化學(xué)特征可看出，其礦化度低于200 mg/L，礦化度較小屬于典型的軟水區(qū)，山區(qū)地下水主要以Ca+陽離子為主，而HCO3-陰離子相對(duì)較小。福海站主要位于烏倫古河流域的平原區(qū)，其礦化度多年均值達(dá)到725 mg/L，屬于典型的硬水區(qū)域，地下水化學(xué)主要以HCO3-陰離子為主，且由于蒸發(fā)和砂礫沖刷的綜合影響，地下水的HCO3-陰離子較多。近些年來，由于烏倫古河流域支流水庫(kù)取水影響了流域的水量平衡，使得流域內(nèi)地下水礦化度呈現(xiàn)遞增變化。

2.2 地下水綜合評(píng)價(jià)

按照水環(huán)境等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合結(jié)合烏倫古河流域小青河、大青河、二臺(tái)、福海四個(gè)站點(diǎn)地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)其主要指標(biāo)進(jìn)行等級(jí)評(píng)定，并對(duì)其綜合等級(jí)進(jìn)行評(píng)定，結(jié)果如表2所示。

表2 烏倫古河流域地下水綜合評(píng)定結(jié)果

首先按照水環(huán)境等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)小青河、大清河、二臺(tái)、福海四個(gè)站各地下水監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行等級(jí)評(píng)定，再按照等級(jí)最大進(jìn)行評(píng)定，選擇pH、氯化物等9種水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)定從烏倫古河流域地下水綜合評(píng)定結(jié)果可看出，福海站的地下水綜合評(píng)價(jià)等級(jí)為3級(jí)，其他各站點(diǎn)地下水綜合評(píng)價(jià)等級(jí)為2級(jí)，福海站主要位于烏倫古河流域的平原區(qū)，其礦化度和氯化物指標(biāo)濃度要高于其他三個(gè)站點(diǎn)。從綜合評(píng)定結(jié)果也可看出，流域地下水質(zhì)除了存在地形垂向分布規(guī)律外，有機(jī)污染上下游的差異程度較低，這主要是因?yàn)闉鮽惞藕恿饔驔]有大規(guī)模的居民生活區(qū)和工況企業(yè)，區(qū)域主要分布有農(nóng)牧業(yè)，但農(nóng)牧業(yè)使用的化肥用量一般較低，因此烏倫古河流域尤其是山區(qū)其地下水質(zhì)狀況一般較好。

2.3 地下水有機(jī)污染物指標(biāo)分析

結(jié)合烏倫古河流域小青河、大青河、二臺(tái)、福海四個(gè)站點(diǎn)2011-2018年地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)其各年份有機(jī)污染物指標(biāo)進(jìn)行分析，結(jié)果分別如表3～表6所示。

表3 小青河站2011-2018年地下水有機(jī)污染物濃度

表4 大青河站2011-2018年地下水有機(jī)污染物濃度

從烏倫古河流域小青河、大青河、二臺(tái)、福海四個(gè)站點(diǎn)2011-2018年高錳酸鉀指數(shù)、生化需氧量、化學(xué)需要量指標(biāo)濃度分析可看出，烏倫古河流域地下水有機(jī)污染物指標(biāo)濃度相對(duì)較低，這主要和區(qū)域居民生活和工況企業(yè)較少有關(guān)，從各站點(diǎn)有機(jī)物污染物指標(biāo)濃度變化可看出，存在較為明顯的地形垂直分布規(guī)律，山區(qū)有機(jī)污染物濃度要低于平原區(qū)有機(jī)污染物濃度，且存在明顯的豐枯變化規(guī)律，通過調(diào)查分析，枯水年份其指標(biāo)濃度相對(duì)較低，枯水年份其各站點(diǎn)有機(jī)污染物指標(biāo)濃度較高，這主要是因?yàn)闉鮽惞藕恿饔虻叵滤a(bǔ)給主要來源于河流的滲漏補(bǔ)給，因此其有機(jī)物污染指標(biāo)和豐枯年份水量補(bǔ)給具有較大關(guān)聯(lián)度。

表5 二臺(tái)站2011-2018年地下水有機(jī)污染物濃度

表6 福海站2011-2018年地下水有機(jī)污染物濃度

3 烏倫古河流域地下水環(huán)境保護(hù)措施探討

結(jié)合對(duì)烏倫古河流域小青河、大青河、二臺(tái)、福海四個(gè)站點(diǎn)地下水化學(xué)特征進(jìn)行分析，烏倫古河流域地下水礦化度和氟化物是區(qū)域地下水污染的兩個(gè)主要因子，流域有機(jī)污染物指標(biāo)濃度相對(duì)較低，因此烏倫古河流域地下水保護(hù)主要降低礦化度和氟化物濃度，尤其是對(duì)平原區(qū)礦化度和氟化物進(jìn)行指標(biāo)濃度的控制，提高地下水軟水度，而平原地區(qū)礦化度和氟化物產(chǎn)生的主因是因?yàn)榱饔蛑Я髌渌畮?kù)取水，影響了流域內(nèi)的水量平衡，使得區(qū)域地下水補(bǔ)給量有所減少，而對(duì)于平原區(qū)地下水而言，地下水中HCO3-陰離子相對(duì)較多，使得流域地下水礦化度和氟化物濃度增加，因此需要降低支流水庫(kù)引水，增加對(duì)烏倫古河流域地下水補(bǔ)給量，降低平原區(qū)礦化度和氟化物濃度，此外流域內(nèi)居民生活區(qū)和工況企業(yè)相對(duì)較少，主要以農(nóng)牧業(yè)為主，因此要對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)化肥用量進(jìn)行合理控制，降低排入河道內(nèi)的農(nóng)業(yè)面源污染，從而間接降低河道入滲補(bǔ)給地下水的污染物濃度。

4 結(jié)語

(1)烏倫古河流域的地下水質(zhì)除了存在地形垂向分布規(guī)律外，有機(jī)污染上下游的差異程度較低，這主要是因?yàn)闉鮽惞藕恿饔驔]有大規(guī)模的居民生活區(qū)和工況企業(yè)，使得烏倫古河流域尤其是山區(qū)其地下水質(zhì)狀況一般較好。

(2)烏倫古河流域山區(qū)地下水有機(jī)污染物濃度要低于平原區(qū)有機(jī)污染物濃度，且存在明顯的豐枯變化規(guī)律，通過調(diào)查分析，枯水年份其指標(biāo)濃度相對(duì)較低，枯水年份其各站點(diǎn)有機(jī)污染物指標(biāo)濃度較高。

(3)建議降低支流水庫(kù)引水，增加對(duì)烏倫古河流域地下水補(bǔ)給量，降低平原區(qū)礦化度和氟化物濃度，此外要加大對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)化肥用量控制措施，間接降低河道入滲補(bǔ)給地下水的污染物濃度。