阿克蘇地區庫車市地表水資源質量評價

張琳琳

(阿克蘇水文勘測局,新疆 阿克蘇 843000)

新疆維吾爾自治區阿克蘇地區庫車市,古稱“龜茲”,位于天山中部南麓,塔里木盆地北緣,南靠塔克拉瑪干沙漠,地處阿克蘇地區東端。是一個多民族聚居的縣級市,市境南北長193 km,東西寬164 km,全市面積1.52萬 km2,西距行署駐地阿克蘇市直線距離227.5 km。庫車市2016年平均植被覆蓋度約為17.46%,覆蓋度較高的地區集中在庫車市北部山區和庫車河中下游綠洲,其它地區大部分為沙漠荒漠區,植被覆蓋度幾乎為0。是典型的干旱資源型缺水地區,隨著人類對水資源與環境問題認識的不斷深入,生態環境耗水成為地表水資源評價必須考慮的因素。為確保市域社會經濟發展用水需求,需對庫車市水環境現狀進行分析。

1 概況

庫車市的主要河流有庫車河、英達里亞河、二八臺河、鹽水溝河及迪那河,其中鹽水溝是穿過庫車縣老城區的一條季節性河流,在314國道以上約3.7 km處與庫車老河道匯合后,向南穿過庫車老城區和南疆鐵路,沿石油公路以北向東流去,并最終消失在塔北平原荒漠中;英達里亞河始于從四六分洪閘分水,終止于草湖,英達里亞河自身不產水,水量來自渭干河干流下泄水量且匯流了沿程排堿渠的堿水;迪那河位于新疆輪臺縣西部,南北流向,其西方是庫車河。二八臺河經過二八臺農場灌區后在南部的沙漠戈壁邊緣散失;庫車河、迪那爾河向南流入塔里木盆地。本次評價重點對庫車河進行評價。

選用庫車河上的2個水質監測站近十年的實測監測資料,評價區的地表水評價區域地表水水質評價范圍及各水系評價的代表性河流及水庫見表1和表2。

表1 評價區域各水系代表性河流基本信息一覽表

表2 評價區域水庫基本信息一覽表

2 天然水化學特征分析評價

河流天然水質主要受氣候、徑流補給、地質等因素的影響。新疆阿克蘇地區庫車市由于特定的地理位置和地形條件,形成了降水、徑流的不同分布規律,因此區域內河流天然水質隨氣候、區域、徑流、地質、環境條件以及人類活動等因素影響,呈明顯的地帶性分布規律和季節性變化特點。評價以鉀、鈉、鈣、鎂、重碳酸鹽、碳酸鹽、氯化物、硫酸鹽等項目的含量,采用阿列金分類法劃分水化學類型,并調查分析礦化度及總硬度的變化規律。

2.1 礦化度、總硬度分析

2.1.1 礦化度、總硬度特征

從評價區域各水系的礦化度、總硬度數值統計來看:評價區域地表水河流礦化度含量均在650 mg/L左右,礦化度四級,總硬度含量均在300 mg/L左右,總硬度三級,屬于較高礦化度硬水。

2.1.2 礦化度、總硬度的逐年變化

表3和表4統計了庫車河上蘭干站及依西哈拉站近十年礦化度和總硬度均值及對應類型。評價區域內礦化度在560～774 mg/L之間,級別均為四級,為較高礦化度類型。評價區域內總硬度在282～396 mg/L之間,在三級至四級之間,為適度硬水或者硬水類型。阿克蘇地區庫車市地表水的礦化度及總硬度較高,天然水化學成分含量較高,這與該地區的氣候環境是分不開的,該地區屬于干旱的內陸沙漠性氣候,夏季炎熱,冬季寒冷,四季分明,降水稀少,蒸發劇烈,空氣干燥,導致該地區天然水化學成分含量較高。

表3 庫車河蘭干站地表水水質監測站水化學參數及類型統計 mg/L

表4 庫車河依西哈拉站地表水水質監測站水化學參數及類型統計

2.1.3 礦化度、總硬度的季節性變化

受河流水量季節性變化的影響,評價區域地表水礦化度、總硬度呈明顯的季節性變化。以2021年數據為代表,豐水期河流水量大,庫車河水主要由融雪和降水補給,因此河水礦化度一般較低?？菟诤恿魉啃?且河水補給往往以地下水為主,故水體礦化度增高。從全面分配來看,汛前高于汛后。阿克蘇地區庫車市主要河流礦化度、總硬度年內變化過程見表5。

表5 礦化度及總硬度季節性變化情況統計表(2021年)

3 水化學類型分析

由表3和表4可知,評價區域庫車河蘭干站水質水化學類型屬于硫酸鹽類鈣組Ⅱ型,水陰離子以硫酸根為主,陽離子以鈣離子為主,依西哈拉站水化學類型硫酸鹽類鈣組Ⅲ型,水陰離子以硫酸根為主,陽離子以鈣離子為主。水質類型隨著蘭干河水分流,沿程礦化度及總硬度明顯增加,從硫類鈣組Ⅱ類變為硫類鈣組Ⅲ類,與蘭干村排堿渠的水匯入有關系。

4 河流的pH值分布特點

根據阿克蘇水環境監測分中心所提供的數據可知,評價區域河流的pH值均分布在7.2～8.1以內,變幅較小,基本屬于中性水,及個別月份屬于弱堿性水。

5 水庫的水化學特征

表6對阿克蘇-庫車市三座水庫的水化學類型特征進行了統計,該數據報告由阿克蘇水環境監測分中心(通過國家計量認證)提供。由水質分析報告可知,阿克蘇-庫車市三座水庫的礦化度及總硬度較高,礦化度分布范圍為在711～1 022 mg/L之間,級別分布在四至五級以內,基本為較高礦化度類型;總硬度分布范圍在225～340 mg/L之間,級別分布在三至四級以內,基本為硬水或適度硬水類型。

表6 阿克蘇-庫車市水庫水化學類型特征情況統計表

評價區域水庫的pH值均分布在8.1～8.2以內,變幅較小,屬于弱堿性水,酸堿度基本一致。評價區庫車市躍進水庫及比西巴格水庫水體中的陰離子以硫酸根為主,陽離子以鈣離子為主,屬于Ⅱ型水。庫車河流域上的銅場水庫水體中的陰離子以硫酸根為主,陽離子以鈣離子為主,屬于Ⅲ型水。

6 水質現狀評價

6.1 評價范圍

庫車河水質現狀評價及水庫水質現狀評價基準年均為2021年,河流水質資料主要來源于阿克蘇地區庫車河水文系統水質監測資料,各評價站點的基本信息已在表1中統計。評價區域地表水水質評價范圍及各水系評價的代表性河流見表7和表8。

表7 評價區域主要評價河流一覽表

表8 評價區域主要評價水庫一覽表

6.2 評價標準、項目和方法

6.2.1 地表水水質評價標準、項目及方法

按照《技術規程》的技術要求,根據地表水資源用途和使用功能,選用《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)作為分析評價區地表水評價標準。

6.2.2 湖泊水庫水質評價標準、項目及方法

湖泊、水庫水質評價項目、方法、標準與河流水質現狀評價相同。在湖泊、水庫水質現狀評價的基礎上進行富營養化評價。營養狀態評價采用評分法,根據綜合分值判斷水體的營養狀態。衡量湖泊、水庫富營養的指標可分為物理、化學和生物學三種指標。為分析流域內湖泊、水庫的營養狀態,評價指標選擇5項:物理指標透明度(m),化學指標選擇總磷、總氮、高錳酸鹽指數,生物學指標選擇葉綠素(α)(代表藻類現存量)。評分標準見表9。

表9 湖泊(水庫)營養狀態評分標準

評價方法:湖泊、水庫水質現狀評價項目、評價標準及評價方法與河流水質現狀評價相同。在湖泊、水庫水質現狀評價的基礎上進行富營養化評價。營養狀態評價采用評分法,根據綜合分值判斷水體的營養狀態。首先查評價標準表將參數濃度值轉換為評分值,監測值處于表列值兩者中間者可采用相鄰點內插;然后幾個評價項目評分值取平均值;最后用求得的平均值再查表得到營養狀態等級。營養狀態等級判別方法見表9。

6.3 地表水水質現狀評價結果

6.3.1 河流水質現狀

1)總體特征

對分析評價區庫車河蘭干站及依西哈拉站近十年的汛期、非汛期、全年期的均值分不同水期進行評價。全年期中Ⅰ類占60%、Ⅱ類40%;汛期時Ⅰ類15%、Ⅱ類85%;非汛期時Ⅰ類55%、Ⅱ類45%。豐水期與枯水期相比,非汛期Ⅰ類、Ⅱ類河長水比例為90.5%,汛期Ⅰ類、Ⅱ類河長水比例為87.3%;河流水質非汛期優于汛期。

評價結果表明:庫車河流水質較好,各個水期水質均在Ⅱ類水以內,無超標項目。

2)分區水質現狀

表10統計了評價區域水質監測站水質類別評價結果。由表6.3-1可知,阿克蘇-庫車市地表水水質現狀水質良好,水質類別分布在Ⅰ～Ⅱ類水范圍內,無超標項目,符合《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)Ⅰ、Ⅱ、類水質標準,同時也符合5項補充項目的標準要求,可以作為飲用水源地、農田灌溉用水、一般工業用水的水源。

表10 評價區域水質監測站水質類別統計表

在上述水質站現狀評價的基礎上,以庫車水資源三級分區對流域水質現狀進行評價。表6.3-1分析了評價區水資源三級分區下水資源現狀。結果如下:庫車河上全年期及汛期水質類別均為Ⅰ類水,只有在非汛期時依西哈拉站水質為Ⅰ類水。

6.3.2 水庫水質評價

阿克蘇-庫車市內共三座水庫,銅場水庫在庫車河中游河段的尾部,是庫車河控制性樞紐工程,具有防洪、灌溉、生態等綜合效應。躍進水庫庫址原為一積水洼地,1958年在四周筑壩建成躍進水庫,1979年經水利廳主管部門批準,在洼地旁擴建成中型水庫,擴建后的水庫其設計庫容 5 800萬 m3,控制灌溉面積40萬畝,可改善灌溉面積70萬畝,比西巴格水庫位于伊西哈拉鎮境內,主要功能是為解決干旱情形下比西巴格支渠灌區7.6萬畝灌溉面積中主要糧食作物和經濟作物關鍵期的最基本用水需求。阿克蘇-庫車市三座水庫評價結果見表11,該成果由阿克蘇水環境監測分中心提供。由表可知,阿克蘇-庫車市水庫水質優良,水質類別為Ⅰ、Ⅱ類,供水任務可以達標。水庫營養狀態均為中營養狀態,未出現水體富營養化現象。

表11 新疆阿克蘇-庫車市水庫水質評價結果表

7 水質變化趨勢分析

根據多年水質監測資料分析,庫車河流水質較穩定,變化范圍在Ⅰ～Ⅱ類,若單純的用各年度水質類別進行比較,很難反映出河流水質變化趨勢及水質變化特點。為了客觀反映近年來河流水質變化趨勢,在多年累計資料的基礎上,采用季節性肯達爾非參數檢驗法,對河流水質變化趨勢進行檢驗。

為保證趨勢分析的可靠性,根據資料情況,對庫車河上的蘭干站及依西哈拉站2個水質監測控制站進行單站各項目的趨勢分析。分析時段選用2012-2021年的水質監測成果。此次對各水質項目濃度的趨勢及流域內主要河流的水質變化特征進行了分析。

根據評價區域的水質特點,考慮到能反映流域內自然環境因素及人為影響,選擇總硬度、溶解氧、鎘、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、氨氮和揮發酚7項參數進行趨勢檢驗。

評價區域水資源三級分區趨勢檢驗結果如表12所示。由表12可知,庫車河的水體未受到有機物污染、有毒污染、熱污染等,但是評價區域水質站的氨氮及溶解氧均有上升的趨勢,有可能沿程村莊生活污水排入引起氨氮污染的趨勢。

表12 評價區域地表水水質趨勢檢驗成果表

8 水功能區水質達標分析評價

8.1 評價范圍及方法

《新疆維吾爾自治區水功能區劃》中對庫車市境內庫車河進行了區劃。根據區劃方案,庫車河蘭干水文站以上為源頭水保護區,長度122 km,水質目標值為Ⅰ 類水;水文站以下至車河塘農場為開發利用區及農業用水區,長度55 km,水質目標值為Ⅱ類;水功能區水質達標分析范圍涵括了評價區域2個一級水功能區和1個二級水功能區,涉及庫車河的1條河流。

8.2 水功能區分析評價

水功能區水質達標分析評價結果見表13。由表13可知,庫車源頭水保護區水質現狀為Ⅰ、Ⅱ類,可以滿足水功能區水質要求。

表13 阿克蘇地區-庫車水功能區水質達標分析評價表

9 地表水供水水源地水質評價

新疆阿克蘇地區庫車市現有城北水廠及東城水廠,均為地下水水源地。無地表水供水水源地。

10 結語

通過對庫車市地表水的天然水化學特征分析評價、水質現狀分析評價、水質變化趨勢分析評價及水功能區水質達標調查分析評價,可知新疆阿克蘇地區庫車市地表水水質現狀水質良好,水質類別分布在Ⅰ～Ⅱ類水范圍內,無超標項目,符合《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)Ⅰ、Ⅱ類水質標準,同時也符合5項補充項目的標準要求,可以作為飲用水源地、農田灌溉用水、一般工業用水的水源;地表水河流礦化度多年均值為758 mg/L,礦化度四級,總硬度多年均值為269 mg/L,總硬度三級,屬于較高礦化度適度硬水。阿克蘇地區-庫車市的礦化度及總硬度較高,礦化度分布范圍為在539～1 720 mg/L之間,基本為較高礦化度類型;總硬度分布范圍為在223～760 mg/L之間,基本為硬水或適度硬水類型;市域內的銅場水庫水質優良,水質類別為Ⅰ、Ⅱ類,灌溉、防洪任務可以達標。水庫營養狀態為均中營養狀態,未出現水體富營養化現象。評價區銅場水庫水體中的陰離子以硫酸根為主,陽離子以鈉離子及鈣離子為主,屬于Ⅱ型水。評價區域地表水的pH值均分布在7.2～8.2以內,變幅較小,屬于中性水,及個別月份水質偏弱堿性。庫車市主要流域的水體未受到有機物污染、有毒污染、熱污染等,但是有可能由于受農田排水引起的鹽污染變化趨勢。評價區域庫車河地表水水化學類型屬于硫酸鹽類鈣組Ⅱ、Ⅲ型,水陰離子以硫酸根為主,陽離子以鈣離子為主,水質類型隨著沿程農田排堿渠水的排入增加有變化。水質類型由硫酸鹽類鈣組Ⅱ型變化為硫酸鹽類鈣組Ⅲ型。