新疆木壘縣地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)及變化趨勢(shì)分析

王彥國(guó)

（昌吉水文勘測(cè)局，新疆 昌吉 831100）

水質(zhì)評(píng)價(jià)是水資源保護(hù)及管理的重要組成部分，也是水資源管理機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)流程的一項(xiàng)重要工作。本文結(jié)合地表水天然水化學(xué)特征及歷史數(shù)據(jù)，以2016年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)地表水水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)作出水質(zhì)評(píng)價(jià)表。最后進(jìn)行地表水水質(zhì)變化趨勢(shì)分析并得到木壘站各水質(zhì)指標(biāo)季節(jié)性kendall 趨勢(shì)檢驗(yàn)結(jié)果。

1 概況

1.1 自然地理

木壘哈薩克自治縣位于天山東段北麓，準(zhǔn)噶爾盆地東南緣。東與哈密地區(qū)巴里坤縣為鄰，西與奇臺(tái)縣接壤，南越天山與吐魯番地區(qū)鄯善縣相望，北與蒙古人民共和國(guó)交界。東西寬約110 km，南北長(zhǎng)約180 km，下轄10 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分別為英格堡鄉(xiāng)、西吉爾鎮(zhèn)、東城鎮(zhèn)、照壁山鄉(xiāng)、新戶(hù)鄉(xiāng)、雀仁鄉(xiāng)、白楊河鄉(xiāng)、大石頭鄉(xiāng)、博斯塘鄉(xiāng)、烏孜別克鄉(xiāng)等，總面積13510 km2，屬以牧為主的邊境縣。

1.2 河流水系

木壘縣境內(nèi)河流均屬山溪性河流，發(fā)源于天山山脈博格達(dá)山北坡，源頭海拔1500 m～3340 m，共有6 條河流，分別是白楊河、木壘河、水磨溝河、東城河、博斯塘河、英格堡河。6 條河流均位于南部山區(qū)，呈東西向平行排列。6 條河流中以木壘河的年徑流量為最大。除上述6 條河流外，木壘縣境內(nèi)山區(qū)還分布有17 條泉水溝。17 條泉水溝中有16 條位于南部山區(qū)，這16條泉水溝分別為廟爾溝、菜籽溝、孫家溝、沈家溝、蘆塘溝、響水河子、沙爾塞克、哈什湖、大浪沙、小浪沙、七城子、白石頭溝、江湖里、烏宗布拉克、大石頭溝及西地溝。

1.3 地表水天然水化學(xué)特征

根據(jù)資料分析，河流的水化學(xué)類(lèi)型在出山口以上，為C 類(lèi)鈣組Ⅱ型水，在出山口以下進(jìn)入平原水庫(kù)前后，水化學(xué)類(lèi)型發(fā)生變化，轉(zhuǎn)為S 鈣（鈉）組或CI 類(lèi)鈉組型水。木壘縣徑流量最大的木壘河，其天然水質(zhì)好于其它河流，處在木壘最東部的大石頭溝、博斯塘河等其天然水質(zhì)較差，在大石頭一帶出現(xiàn)了CⅠ類(lèi)鈉組型水[1]。

木壘縣河流、水庫(kù)水質(zhì)pH 值在7.0～8.5 之間，呈弱堿性水，酸堿度差別不大。由于木壘平原區(qū)降水少，蒸發(fā)量大，水的礦化作用提高，且沿程不斷溶解可溶物質(zhì)，使地表水的天然特征發(fā)生變化，除此之外，還有人為影響造成的變化，如平原水庫(kù)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。地表水在出山口后，由于各河所處地貌單元、徑流量大小不同，天然水化學(xué)特征有明顯差異：如木壘縣西部水磨溝河天然水質(zhì)要好于地處天山東端博斯塘河等小河的天然水質(zhì)，水磨河硬度值為184 mg/L，礦化度值為378 mg/L，而博斯塘河以東的大石頭溝河水硬度達(dá)354 mg/L，礦化度高達(dá)1275 mg/L，木壘縣地表水天然水化學(xué)特征見(jiàn)表1。

表1 木壘縣地表水天然水化學(xué)特征統(tǒng)計(jì)表

2 地表水水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

2.1 評(píng)價(jià)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1 評(píng)價(jià)項(xiàng)目

溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、氨氮、揮發(fā)酚和砷、pH值、五日生化需氧量、氟化物、氰化物、汞、銅、鉛、鋅、鎘、鉻（六價(jià)）、石油類(lèi)項(xiàng)目[2]。

2.1.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）。

2.1.3 評(píng)價(jià)基準(zhǔn)年

以2016年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)不全的，采用近3年與2016年水文年接近年對(duì)應(yīng)水期的數(shù)據(jù)代替。

2.1.4 評(píng)價(jià)時(shí)段

分全年、汛期和非汛期，依木壘縣河流特性，汛期為每年的5 月～8 月，其它月份為非汛期。

2.2 評(píng)價(jià)方法

2.2.1 單指標(biāo)評(píng)價(jià)

選用評(píng)價(jià)測(cè)站汛期、非汛期、全年均值作為評(píng)價(jià)代表值，采用單指標(biāo)評(píng)價(jià)法，以地表水環(huán)境質(zhì)量III 類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值做為水體是否超標(biāo)的判定值。當(dāng)出現(xiàn)不同類(lèi)別的標(biāo)準(zhǔn)值相同的情況時(shí)，按照最優(yōu)類(lèi)別選擇水質(zhì)類(lèi)別（如：銅從II 類(lèi)～V 類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)值均為1.0 mg/L，當(dāng)實(shí)測(cè)銅濃度為1.0 mg/L 時(shí)，水質(zhì)類(lèi)別確定為II 類(lèi)，實(shí)測(cè)銅濃度為1.1 mg/L 時(shí)，水質(zhì)類(lèi)別確定為劣于V 類(lèi)）[3]。

評(píng)價(jià)時(shí)段采用汛期、非汛期和年度平均3 個(gè)值，沒(méi)有分汛期、非汛期時(shí)段監(jiān)測(cè)的斷面按年均值進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果按河長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)，以Ⅲ類(lèi)地面水標(biāo)準(zhǔn)值為界限，并統(tǒng)計(jì)主要污染物及超標(biāo)倍數(shù)。

2.2.2 綜合評(píng)價(jià)

在單指標(biāo)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，以最差項(xiàng)目水質(zhì)類(lèi)別作為測(cè)站水質(zhì)類(lèi)別，表征測(cè)站代表河長(zhǎng)的水質(zhì)狀況。

2.3 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法，對(duì)5 條河流、3 座水庫(kù)的各監(jiān)測(cè)斷面不同時(shí)段的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行單項(xiàng)評(píng)價(jià)，躍進(jìn)水庫(kù)進(jìn)庫(kù)河段監(jiān)測(cè)頻次6 次/a，分水期、全年進(jìn)行評(píng)價(jià)；其他測(cè)站監(jiān)測(cè)頻次2次/a，僅對(duì)全年均值進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)現(xiàn)狀水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果，評(píng)價(jià)總河長(zhǎng)為133.2 km，其中汛期河長(zhǎng)為33.1 km，非汛期河長(zhǎng)為133.2 km，年平均河長(zhǎng)為133.2 km，Ⅰ類(lèi)水質(zhì)河長(zhǎng)占總河長(zhǎng)的27.03%，Ⅱ類(lèi)水質(zhì)占總河長(zhǎng)的58.26%，Ⅳ類(lèi)水質(zhì)河長(zhǎng)占總河長(zhǎng)的4.20%，劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)河長(zhǎng)占總河長(zhǎng)的10.51%。

從各河下游平原水質(zhì)變化可以看出，平原地表水體業(yè)已遭受到農(nóng)業(yè)灌溉退水污染。新戶(hù)河干渠水質(zhì)為Ⅳ類(lèi)，總磷超標(biāo)，超標(biāo)倍數(shù)為0.26 倍，其它大部分參評(píng)指標(biāo)達(dá)Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。東部大石頭溝水中氟化物超標(biāo)2.22倍、總磷超標(biāo)0.06 倍、汞超標(biāo)3.0 倍。經(jīng)過(guò)調(diào)查，斷面以上無(wú)農(nóng)田、工廠分布，只有少數(shù)牧民居住，因此氟化物可能來(lái)自礦物的分解，但其含量已達(dá)3.22 mg/L，經(jīng)常飲用會(huì)引起牙病，導(dǎo)致黑斑牙；總磷含量偏大主要是動(dòng)物排泄物引起，這與河流徑流量小自?xún)裟芰Σ钣嘘P(guān)。經(jīng)過(guò)綜合分析認(rèn)為大石頭溝水中汞可能為無(wú)機(jī)汞[4]。評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 木壘縣主要河流水質(zhì)評(píng)價(jià)表

3 地表水水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

流經(jīng)木壘縣的河流主要為木壘河，木壘站有2010年～2016年連續(xù)的高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、溶解氧、鎘、總硬度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，該站這些水質(zhì)指標(biāo)的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1，其季節(jié)性Kendall 趨勢(shì)檢驗(yàn)結(jié)果參見(jiàn)表3。

圖1 木壘河水文站2010年～2016年水質(zhì)變化趨勢(shì)

表3 木壘站各水質(zhì)指標(biāo)季節(jié)性kendall 趨勢(shì)檢驗(yàn)結(jié)果

由圖1 和表3，木壘站2010年～2016年高錳酸鹽指數(shù)雖略有波動(dòng)，但總體表現(xiàn)為無(wú)趨勢(shì)；五日生化需氧量在0.97 mg/L～1.53 mg/L 呈折線變化，總體趨勢(shì)不明顯；氨氮在0.106 mg/L～0.183 mg/L 呈折線變化，總體有上升趨勢(shì)但不明顯；溶解氧總體有下降的趨勢(shì)但不明顯；鎘總體呈顯著下降趨勢(shì)；總硬度總體呈上升的趨勢(shì)但不明顯。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合地表水天然水化學(xué)特征及歷史數(shù)據(jù)，以2016年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)地表水水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)作出水質(zhì)評(píng)價(jià)表。最后分析了2010年～2016年的地表水水質(zhì)變化趨勢(shì)和木壘站水文站各水質(zhì)指標(biāo)季節(jié)性kendall 趨勢(shì)檢驗(yàn)結(jié)果，結(jié)論如下：

1）木壘縣全年總體水質(zhì)較好，其中符合地表水Ⅰ類(lèi)水質(zhì)的河長(zhǎng)占總河長(zhǎng)的27.03%，Ⅱ類(lèi)水質(zhì)占總河長(zhǎng)的58.26%，躍進(jìn)水庫(kù)新戶(hù)干渠和博斯塘河水為Ⅳ類(lèi)水質(zhì)河長(zhǎng)占總河長(zhǎng)的4.20%，大石頭水庫(kù)為劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)河長(zhǎng)占總河長(zhǎng)的10.51%。

2）在對(duì)木壘縣地表水水質(zhì)變化趨勢(shì)的分析中，2010年～2016年期間的水質(zhì)總體趨勢(shì)變化不明顯。

3）木壘縣木壘河水文站的各項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示，2010年～2016年雖然趨勢(shì)變化不顯著，但是某些指標(biāo)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，說(shuō)明水質(zhì)發(fā)生變化的同時(shí)還需要采取一定的措施保護(hù)水資源，改善水質(zhì)。