黑河流域水質特征研究及水環境保護

滿燕燕（張掖水文水資源勘測局，甘肅　張掖　734000）

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黑河流域水質特征研究及水環境保護

滿燕燕
（張掖水文水資源勘測局，甘肅張掖734000）

摘要：在分析黑河流域水文特征的基礎上，主要對其水化學特征進行了較全面的研究，通過分析得出，黑河流域大部分河段屬于重碳酸鹽類。同時對水質狀況做出了評價以及指出主要污染指標的危害，最后提出了水環境保護的措施。

關鍵詞：黑河流域；水文特征；水化學特征；水質評價；

黑河水系位于河西走廊中部，是河西內陸河流域最大的水系，發源于祁連山北麓，干流全長821km，流域面積162314km2。作為一條省際河流，黑河承擔著青海、甘肅、內蒙古三省的用水需要，水環境的變化對三省的社會經濟發展起到舉足輕重的作用。因此，認真研究黑河流域水質及其變化特征，提出保護水環境的總體規劃、解決方案顯得尤為重要。

1　水資源背景

1.1自然條件

黑河干流發源于祁連山腹地，由東西兩岔匯合而成：東岔八寶河，發源于綿羊嶺；西岔野牛溝河，發源于祁連山主峰東坡。東西兩岔在祁連縣城西側黃藏寺匯合折向北流，始稱黑河。黑河干流經鶯落峽出山，穿過河西走廊經正義峽流入阿拉善臺地，終止于居延海。黑河干流以鶯落峽和正義峽-大墩門為界，區分為上、中、下游。黑河北行穿越高山峽谷，流程90km至鶯落峽出祁連山，是為上游。上游河床陡峻，水流湍急，河道平均比降10‰，天然落差3000m，富含水力資源。黑河出鶯落峽以后進入中游河西走廊平原區，河床漸寬，縱坡變緩，經張掖、臨澤、高臺三縣，流入合黎山山口正義峽，河道長度185km，平均比降2‰。黑河下游段河長414km，流域面積37697km2。由于河水的灌溉和浸潤，沿河兩岸是樹木草地覆蓋的綠洲。綠洲兩側以外則是戈壁沙漠平原，地形寬闊平坦。

1.2水文特征

該流域位于歐亞大陸中部，遠離海洋，周圍高山環繞，流域氣候主要受中高緯度的西風帶環流控制和極地冷氣團影響，氣候干燥，降水稀少而集中，多大風，日照充足，太陽輻射強烈，晝夜溫差大。南部祁連山區，降水量由東向西遞減，雪線高度由東向西逐漸升高。海拔2600～3200m地區年平均氣溫1.5～2.0℃，年降水量350～400mm，相對濕度約60%，水面蒸發量約700mm；中部走廊區年平均氣溫2.8℃～7.6℃,降水量由東部的200mm向西遞減為100mm，水面蒸發量則由東2000mm向西遞增至3000mm；下游額濟納平原深居內陸腹地，是典型的大陸性極端干旱氣候，降水少、蒸發強烈、溫差大、風沙多、日照時間長。黑河流域水文具有典型的內陸河水文特征：河川徑流的形成、利用、消失分區明顯。上游祁連山區是徑流形成區，中游走廊平原是徑流利用區，下游阿拉善臺地和額濟納平原是徑流利用和消失區。水文特點主要是：河川徑流以降水補給為主，冰川融水補給只占9.5%;出山口鶯落峽多年平均徑流量15.8億m3；河川徑流年際變化不大，年徑流變差系數Cv值為0.15左右；徑流年內分配不均勻，6～9月徑流量占年徑流量的67.8%；中游地表水與地下水頻繁轉換。

2　流域水化學特征

分析研究水化學特征及其變化規律，是評價水體質量的重要指標之一，是水污染防治和水資源保護的基礎，也是實施水質管理的依據?，F選取2014年黑河干流自上而下的5個水質監測點的年平均監測數據，水化學分析數據見表1。

2.1河水水化學類型及主要離子

按照水化學類型的舒卡列夫分類法，根據八大離子的當量濃度百分比，以25%為下限來劃分水化學類型，黑河流域2014年的水化學類型主要為HCO3-SO4-Ca-Mg型和HCO3-SO4-Ca-Mg-Na型。在其化學離子組成中，陰離子是以HCO3-為主，陽離子以Ca2+為主。以毫克當量為單位，黑河干流上中游段陰離子HCO3-＞SO42-＞Cl-，陽離子Ca2+＞Mg2+＞Na+﹢K+，下游河段陰離子則是HCO3-＞SO42-＞Cl-，陽離子Mg2+＞Na+﹢K+＞Ca2+。HCO3-及Ca2+、Mg2+離子主要源于石灰巖、白云巖、泥石灰等碳酸鹽類巖石的溶解，其溶解過程與水中CO2含量有關，黑河流域大部分河段陰離子以HCO3-為主，陽離子上中游以Ca2+為主，下游以Mg2+為主，其原因可能在于境內分布有碳酸鹽類礦物的巖石，同時水熱條件充分，為碳酸鹽類溶解創造了有利條件，所以，水中富集了HCO3-及Ca2+、Mg2+離子。Cl-、Na+離子主要來源于地表富集的鹽分，隨著礦化度增高而增高。

表1　黑河流域河水水化學分析

2.2河水的總堿度、總硬度以及礦化度

分析結果還得出黑河流域CO32-離子含量較低，河水的堿度主要是重碳酸鹽堿度，河水堿度值在189～232mg/L之間。河水中陽離子以Ca2+、Mg2+居多，所以，水的硬度較高，總硬度值在320～450mg/L之間，屬硬水。且河水的總堿度和總硬度都有隨礦化度增高而增高的趨勢。河水的總礦化度說明水中溶解鹽分的多少，是評價水質優劣的重要指標之一。黑河流域上中游為中等礦化度水，下游為較高礦化度水。河水礦化度的地區分布與地質條件河水補給方式密切相關外，還受自然地理和水文氣候條件以及人類活動的影響。

2.3流域水質評價及水中污染物的危害

根據時空代表性和數據的完整性，本文以上述的5個水質監測斷面為評價斷面，選取了2014年黑河流域水質監測資料，并依據《地表水環境質量標準》（GB3838-2002），黑河流域各水質指標呈現空間變化特征各異,鹽度、總硬度及懸浮物表現為由上游至下游濃度出現增加的空間變化特征,而氨氮、總磷、六價鉻含量及高錳酸鹽指數在空間上表現為中游地區濃度較高,這種情況可能與中游地區為農業灌溉區、人類活動較頻繁等因素有關。黑河流域總體水質以Ⅲ類水居多,且水體以Ⅰ-Ⅲ類水為主。黑河流域鶯落峽斷面符合水體規劃水質類別,水質良好。高崖水文站斷面和廖泉橋斷面水體水質均符合Ⅲ類水質標準,水質較好。山丹橋斷面不符合環境功能Ⅵ類的要求,水質較差,可能是由于企業污水排入山丹河,還有城市渠道排水面源污染物的匯入,以及沿河村鎮的生活污水排放也影響水體水質。黑河流域上游人煙稀少且開發利用程度不高,人為污染少,水質為優；中游水質變化較大,水體的污染較嚴重；下游水體接納中游水體污染物,水體有輕度污染。流域汛期水質趨于好轉，原因是汛期降雨量增多，流量增大，水量對污染物有稀釋作用，而劣Ⅴ類水體比例有所增加，則說明由于汛期地表徑流的作用，地表污染物（主要是非點源污染）被匯集到河流中，導致局部河段水質略有惡化。與全年期水質相比，黑河流域汛期Ⅰ～Ⅲ類水體比例少于全年期，Ⅳ～Ⅴ類水體比例大于全年期，即汛期整體水質差于全年期水質，非汛期水質與全年期水質相比，Ⅰ～Ⅲ類水體比例略大于全年期，Ⅳ～Ⅴ類水體比例略小于全年期，劣Ⅴ類水體比例與全年相當，即黑河流域非汛期水體水質略好于全年期水體水質。

水中鉻、磷含量過多就會對生物體造成極大的危害。一般天然水中磷酸鹽含量不高，主要是化肥、冶煉、合成洗滌劑等行業的工業廢水及生活污水中含有較大量的磷。當水體中的磷含量過高（如超過0.2mg/L）,可造成藻類的過度繁殖，直至數量上達到有害的程度（稱為富營養化），造成河流透明度降低，水質變壞。氨氮是水體中的營養素，可導致水富營養化現象產生，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類及某些水生生物有毒害，當氨氮含量高時會導致魚類死亡。氨氮對水生物起危害作用的主要是游離氨，其毒性比銨鹽大幾十倍，并隨堿性的增強而增大。氨氮毒性與池水的pH值及水溫有密切關系，一般情況下pH值及水溫愈高，毒性愈強。

3　水環境保護

在水資源保護中，水質保護是非常重要的方面。水質保護的內容主要是防止污染，減少和消除有害物質進入水體，盡量改善現有水質。結合地域經濟發展及黑河流域水質現狀，總結出幾點保護黑河水質的措施。

3.1技術措施

1）充分利用水工程的調節作用，合理調度，不斷改善劣化水質。

2）加強水質監測，做好水質的預測預報工作。

3.2行政措施

1）狠抓工業污染防治，取締“十小”企業。全面排查裝備水平低、環保設施差的小型工業企業，對嚴重污染水環境的落后生產工藝和設備實行淘汰制度。集中治理工業集聚區水污染。集聚區內工業廢水必須經預處理達到集中處理要求，方可進入污水集中處理設施。新建、升級工業集聚區應同步規劃、建設污水、垃圾集中處理等污染治理設施。強化城鎮生活污染治理，加快城鎮污水處理設施建設與改造。

2）建立健全有效的管理機構和制度等體系，制定區域水環境和水污染排放標準，嚴格控制排污口設置，實施排污許可制度，建立水質監測網絡，加強各類水體污染源的監測和管理，嚴禁有毒物質排入水體，禁止超標排放，編制水質管理規劃，提出科學合理的保護措施。

3）強化公眾參與和社會監督。加強宣傳教育，把水資源、水環境保護和水情知識納入國民教育體系，提高公眾對經濟社會發展和環境保護客觀規律的認識，通過公開聽證、網絡征集等形式，充分聽取公眾對重大決策和建設項目的意見。積極推行環境公益訴訟。

3.3法律措施

嚴格環境執法監管，加大執法力度。所有排污單位必須依法實現全面達標排放。逐一排查工業企業排污情況，達標企業應采取措施確保穩定達標；對超標和超總量的企業予以“黃牌”警示，一律限制生產或停產整治；對整治仍不能達到要求且情節嚴重的企業予以“紅牌”處罰，一律停業、關閉。

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