單縣大沙河水庫(kù)引水條件及水源水質(zhì)分析

姬 東

(單縣月亮灣水庫(kù)管理辦公室，山東 單縣 274300)

1 概況

單縣位于蘇魯豫皖四省結(jié)合部，屬淮河流域，單縣地屬黃泛沖積平原區(qū)，由于歷史上黃河決口泛濫的影響，形成的微地貌類型主要有河灘高地、河槽地、背河槽狀洼地、緩平坡地、決口扇形地、淺平洼地。單縣是暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，春季的平均降水量在119.2 mm，占年降水量的16.4%；夏季平均降水量444.6 mm，占年降水量的60.3%；秋季平均降水量138.6 mm，占年降水量的18.8%；冬季平均降水量33.3 mm，占降水量的4.5%。降水分布不均，形成冬、春干旱，夏季易澇的特點(diǎn)。因受黃河淤積的影響，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，淺層的地下水，咸淡水交錯(cuò)分布，能夠開采利用的水資源，主要是淺層淡水。

大沙河水庫(kù)工程位于山東省菏澤市的單縣，其水源主要是黃河水，菏澤市位于山東境內(nèi)黃河上游段，黃河流經(jīng)菏澤市的4個(gè)縣(區(qū))，河道長(zhǎng)156 km，目前已建8座引黃閘，其中大沙河水庫(kù)主要通過閆譚引黃閘直接引蓄黃河水。以閆譚引黃閘為取水口門，其水資源及可供水量分析采用黃河高村水文站1950-2014年實(shí)測(cè)逐日水位、流量、含沙量及冰凌系列資料，水質(zhì)采用山東段分析資料。

2 大沙河水庫(kù)引水條件分析

高村水文站是國(guó)家重要水文站和黃河干流控制站，集水面積734 146 km2，主要測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有：水位、降水、流量、蒸發(fā)、泥沙及水質(zhì)等，同時(shí)向國(guó)家防總、黃委、省防指及地市縣的防汛指揮部門提供雨水情信息。閆譚引黃閘下距高村水文站55.8 km，設(shè)計(jì)引水流量80 m3/s。以高村水文站歷史資料對(duì)大沙河水庫(kù)引水條件進(jìn)行分析符合要求。

2.1 取水河段來沙量分析

高村站的來沙量與來水量一樣，在時(shí)間分布上，都很不均勻，來沙量主要集中在汛期。通過高村站1950-2014年實(shí)測(cè)資料分析，多年平均輸沙量是8.22億 t，在7-10月為6.57億 t，11-2月0.74億 t，3-6月0.91億t，汛期的來沙量，占全年來沙量的79.9%。雖然含沙量的變化，對(duì)來沙量有一定影響，由于來水量減少較多，各年代的來沙量基本成遞減趨勢(shì)，在50、60年代高村站來沙量分別比多年平均增加74.0%、35.0%，在90年代，高村站來沙量比多年平均減少了40.0%，在2000-2014年，受小浪底水庫(kù)蓄水?dāng)r沙和來水量減小的影響，高村站來沙量比多年平均減少86.9%。

2.2 取水河段含沙量分析

根據(jù)歷年實(shí)測(cè)含沙量資料統(tǒng)計(jì)，高村站在1950-2010年，平均含沙量是14.94 kg/m3，其中在3-6月、7-10月、11-次年2月的多年平均含沙量分別為8.99 kg/m3、27.91 kg/m3和7.91 kg/m3。從各年代的來水量和含沙量對(duì)比來看，20世紀(jì)50年代是豐水豐沙年、60年代是豐水平沙年、70年代是平水豐沙年、80年代是平水小沙年、90年代是小水平沙年，2000-2014年是小水小沙年。小浪底水庫(kù)1999年底開始運(yùn)行以后，含沙量減小，趨勢(shì)明顯，主要受小浪底水庫(kù)蓄水?dāng)r沙的影響。現(xiàn)階段，山東省引黃泥沙處理基本靠淤改土地或以挖待沉的方式沉沙，用泥沙制造建筑材料用沙量還很小，這兩種沉沙方式在沉沙池運(yùn)行期內(nèi)均占?jí)和恋兀酝诖脸辽撤绞竭€形成大片高地，引水含沙量越大占用土地面積越大，因此，工程引水應(yīng)盡量避開黃河高含沙量期。

2.3 冰凌分析

從歷年冰凌來看，在12月開始淌凌，而封河時(shí)間，主要集中在12月中旬到第2年1月下旬，在12月中、下旬，比例最大。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)字，38次封河年份12月中、下旬首封次數(shù)分別是10次與9次；元月上、中旬首封都是6次；元月下旬首封為5次。最遲開河時(shí)間，主要集中在2月中旬到3月上旬，在這個(gè)時(shí)段內(nèi)，最遲開河年份占總開河年份的79%，有些年份最遲開河在2月上旬或推遲到3月中旬。封凍年度，封凍最上首達(dá)河南滎陽汜水河口，短的僅封到墾利縣十八戶，其中，有10次封凍最上頭在濟(jì)南洛口以下占26.3%。封凍長(zhǎng)度最短25 km，最長(zhǎng)703 km，平均311 km。據(jù)單縣大沙河水庫(kù)設(shè)計(jì)，工程的主要引水時(shí)間在3-5月以及9、10月，通過以上分析，可知黃河淌凌不會(huì)對(duì)水庫(kù)的引水產(chǎn)生影響。

2.4 黃河引水河段水質(zhì)分析

大沙河水庫(kù)黃河水源自閆譚引黃閘引水，閆譚引黃閘下距高村水文站55.8 km，地處黃河豫魯開發(fā)利用區(qū)中的濮陽飲用工業(yè)用水區(qū)內(nèi)，河段水流條件好。其上段為黃河河南開發(fā)區(qū)的開封飲用工業(yè)用水區(qū)，下段為黃河豫魯開發(fā)利用區(qū)中的菏澤工農(nóng)業(yè)用水區(qū)。該河段兩岸受黃河大堤約束，沒有直接入黃排污口，所以該河段水質(zhì)主要受上游來水控制。上世紀(jì)70、80年代山東黃河各河段水質(zhì)狀況良好，90年代后，年超標(biāo)率都呈上升趨勢(shì)，1997-1999年各河段，超標(biāo)率都在66.70%以上，特別是上游來水進(jìn)入山東的高村斷面，超標(biāo)率接近100%。2000年，黃河實(shí)施水量統(tǒng)一調(diào)度，黃河下游水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，近年來黃河水質(zhì)狀況為Ⅲ類地表水。從水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果來看，閆譚引黃閘處黃河水水質(zhì)滿足城市集中式水源地功能要求，供水水質(zhì)可靠。

3 水庫(kù)水質(zhì)狀況評(píng)價(jià)

本次選擇大沙河水庫(kù)入口處水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面作為評(píng)價(jià)代表斷面。

3.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)方法

采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)和《集中式生活飲用水地表水源地補(bǔ)充項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值》。單因子評(píng)價(jià)法，即若某監(jiān)測(cè)點(diǎn)所有評(píng)價(jià)參數(shù)不超出某類標(biāo)準(zhǔn)，則以符合某類標(biāo)準(zhǔn)計(jì)。若有一個(gè)參數(shù)超出Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，則以超Ⅴ類水質(zhì)計(jì)。

3.2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

水質(zhì)監(jiān)測(cè)的主要項(xiàng)目為：水溫、pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、六價(jià)鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、陰離子表面活性劑、硫化物、糞大腸菌群、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、鐵、錳。

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

3.3.1 地表水

從地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)成果表來看，大沙河水庫(kù)入庫(kù)前水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面2016年水質(zhì)達(dá)到地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，可以作為生活飲用水水源和工農(nóng)業(yè)用水水源。

3.3.2 地下水

大沙河庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)的地下水水質(zhì)狀況，根據(jù)庫(kù)區(qū)位置及地下水測(cè)井分布情況，選取52A號(hào)地下潛水井2011-2014年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行分析。52A測(cè)井位于單縣大李海鄉(xiāng)周辛莊村南60 m，為重點(diǎn)井，井深20 m。根據(jù)52A號(hào)井近4年的監(jiān)測(cè)資料，總體來說按阿列金水質(zhì)分類中為碳酸鹽類鈉組。在所監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目中，硫酸鹽、總硬度、礦化度均超過地下水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，為典型的湖西苦咸水。苦咸水的主要特征是硬度高、溶解性總固體嚴(yán)重超標(biāo)(溶解性總固體在1 500～2 000 mg/L)、口感苦澀。長(zhǎng)期飲用導(dǎo)致胃腸功能紊亂，免疫力低下，疾病發(fā)病率高，不符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。其中硫酸鹽最大達(dá)到485 mg/L，超標(biāo)準(zhǔn)0.94倍；總硬度最大達(dá)到646.5 mg/L，超標(biāo)準(zhǔn)0.44倍；礦化度1 660 mg/L，超標(biāo)準(zhǔn)0.66倍。由此可以看出，庫(kù)區(qū)附近淺層地下水水質(zhì)較差，造成的原因由監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分析來看，地質(zhì)構(gòu)造是主要影響因素，菏澤單縣地處魯西南，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖性以淺黃、灰黃色粉砂質(zhì)粘土與粉砂層為主，下部含有較多的鈣質(zhì)結(jié)核和鐵錳豆。

4 結(jié)語

大沙河水庫(kù)工程為單縣重要的水資源優(yōu)化配置工程，根據(jù)單縣水利局提供的多年引黃水量資料來看，單縣大沙河水庫(kù)的充庫(kù)流量為8.0 m3/s，主引水入庫(kù)時(shí)期為3-5月和9-10 月，年入庫(kù)引水量1 997萬 m3。綜合比較可知，大沙河水庫(kù)引黃水量在原指標(biāo)內(nèi)，單縣的引黃水量能夠保證水庫(kù)的供水水量，取用水量合理，從入庫(kù)前的水質(zhì)達(dá)到地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，可以作為生活飲用水水源和工農(nóng)業(yè)用水水源。