新疆木垒县地表水水质评价及变化趋势分析

2021-11-08王彦国

陕西水利 2021年10期

王彦国

（昌吉水文勘测局，新疆昌吉 831100）

水质评价是水资源保护及管理的重要组成部分，也是水资源管理机构业务流程的一项重要工作。本文结合地表水天然水化学特征及历史数据，以2016年的监测数据为基础对地表水水质现状进行评价，同时作出水质评价表。最后进行地表水水质变化趋势分析并得到木垒站各水质指标季节性kendall 趋势检验结果。

1 概况

1.1 自然地理

木垒哈萨克自治县位于天山东段北麓，准噶尔盆地东南缘。东与哈密地区巴里坤县为邻，西与奇台县接壤，南越天山与吐鲁番地区鄯善县相望，北与蒙古人民共和国交界。东西宽约110 km，南北长约180 km，下辖10 个乡镇，分别为英格堡乡、西吉尔镇、东城镇、照壁山乡、新户乡、雀仁乡、白杨河乡、大石头乡、博斯塘乡、乌孜别克乡等，总面积13510 km2，属以牧为主的边境县。

1.2 河流水系

木垒县境内河流均属山溪性河流，发源于天山山脉博格达山北坡，源头海拔1500 m～3340 m，共有6 条河流，分别是白杨河、木垒河、水磨沟河、东城河、博斯塘河、英格堡河。6 条河流均位于南部山区，呈东西向平行排列。6 条河流中以木垒河的年径流量为最大。除上述6 条河流外，木垒县境内山区还分布有17 条泉水沟。17 条泉水沟中有16 条位于南部山区，这16条泉水沟分别为庙尔沟、菜籽沟、孙家沟、沈家沟、芦塘沟、响水河子、沙尔塞克、哈什湖、大浪沙、小浪沙、七城子、白石头沟、江湖里、乌宗布拉克、大石头沟及西地沟。

1.3 地表水天然水化学特征

根据资料分析，河流的水化学类型在出山口以上，为C 类钙组Ⅱ型水，在出山口以下进入平原水库前后，水化学类型发生变化，转为S 钙（钠）组或CI 类钠组型水。木垒县径流量最大的木垒河，其天然水质好于其它河流，处在木垒最东部的大石头沟、博斯塘河等其天然水质较差，在大石头一带出现了CⅠ类钠组型水[1]。

木垒县河流、水库水质pH 值在7.0～8.5 之间，呈弱碱性水，酸碱度差别不大。由于木垒平原区降水少，蒸发量大，水的矿化作用提高，且沿程不断溶解可溶物质，使地表水的天然特征发生变化，除此之外，还有人为影响造成的变化，如平原水库的修建，改变了地表径流的天然状态，使其矿化度、总硬度增高。地表水在出山口后，由于各河所处地貌单元、径流量大小不同，天然水化学特征有明显差异：如木垒县西部水磨沟河天然水质要好于地处天山东端博斯塘河等小河的天然水质，水磨河硬度值为184 mg/L，矿化度值为378 mg/L，而博斯塘河以东的大石头沟河水硬度达354 mg/L，矿化度高达1275 mg/L，木垒县地表水天然水化学特征见表1。

表1 木垒县地表水天然水化学特征统计表

2 地表水水质现状评价

2.1 评价内容及标准

2.1.1 评价项目

溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、挥发酚和砷、pH值、五日生化需氧量、氟化物、氰化物、汞、铜、铅、锌、镉、铬（六价）、石油类项目[2]。

2.1.2 评价标准

评价标准：采用《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）。

2.1.3 评价基准年

以2016年的监测数据为基础，数据不全的，采用近3年与2016年水文年接近年对应水期的数据代替。

2.1.4 评价时段

分全年、汛期和非汛期，依木垒县河流特性，汛期为每年的5 月～8 月，其它月份为非汛期。

2.2 评价方法

2.2.1 单指标评价

选用评价测站汛期、非汛期、全年均值作为评价代表值，采用单指标评价法，以地表水环境质量III 类标准值做为水体是否超标的判定值。当出现不同类别的标准值相同的情况时，按照最优类别选择水质类别（如：铜从II 类～V 类的标准值均为1.0 mg/L，当实测铜浓度为1.0 mg/L 时，水质类别确定为II 类，实测铜浓度为1.1 mg/L 时，水质类别确定为劣于V 类）[3]。

评价时段采用汛期、非汛期和年度平均3 个值，没有分汛期、非汛期时段监测的断面按年均值进行评价，评价结果按河长统计，以Ⅲ类地面水标准值为界限，并统计主要污染物及超标倍数。

2.2.2 综合评价

在单指标评价基础上，以最差项目水质类别作为测站水质类别，表征测站代表河长的水质状况。

2.3 评价结果

根据评价标准和评价方法，对5 条河流、3 座水库的各监测断面不同时段的监测结果进行单项评价，跃进水库进库河段监测频次6 次/a，分水期、全年进行评价；其他测站监测频次2次/a，仅对全年均值进行评价。根据现状水质评价结果，评价总河长为133.2 km，其中汛期河长为33.1 km，非汛期河长为133.2 km，年平均河长为133.2 km，Ⅰ类水质河长占总河长的27.03%，Ⅱ类水质占总河长的58.26%，Ⅳ类水质河长占总河长的4.20%，劣Ⅴ类水质河长占总河长的10.51%。

从各河下游平原水质变化可以看出，平原地表水体业已遭受到农业灌溉退水污染。新户河干渠水质为Ⅳ类，总磷超标，超标倍数为0.26 倍，其它大部分参评指标达Ⅰ类、Ⅱ类水水质标准。东部大石头沟水中氟化物超标2.22倍、总磷超标0.06 倍、汞超标3.0 倍。经过调查，断面以上无农田、工厂分布，只有少数牧民居住，因此氟化物可能来自矿物的分解，但其含量已达3.22 mg/L，经常饮用会引起牙病，导致黑斑牙；总磷含量偏大主要是动物排泄物引起，这与河流径流量小自净能力差有关。经过综合分析认为大石头沟水中汞可能为无机汞[4]。评价结果见表2。

表2 木垒县主要河流水质评价表

3 地表水水质变化趋势分析

流经木垒县的河流主要为木垒河，木垒站有2010年～2016年连续的高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、溶解氧、镉、总硬度的监测数据，该站这些水质指标的变化趋势见图1，其季节性Kendall 趋势检验结果参见表3。

图1 木垒河水文站2010年～2016年水质变化趋势

表3 木垒站各水质指标季节性kendall 趋势检验结果

由图1 和表3，木垒站2010年～2016年高锰酸盐指数虽略有波动，但总体表现为无趋势；五日生化需氧量在0.97 mg/L～1.53 mg/L 呈折线变化，总体趋势不明显；氨氮在0.106 mg/L～0.183 mg/L 呈折线变化，总体有上升趋势但不明显；溶解氧总体有下降的趋势但不明显；镉总体呈显著下降趋势；总硬度总体呈上升的趋势但不明显。