哈密市伊吾河流域水质评价及趋势分析

蔡云标

(哈密水文勘测局，新疆 哈密 839000)

1 哈密市伊吾河流域概况

1.1 自然地理

伊吾河流域位为哈密市伊吾县境内，是境内众多水系中水量较大，比较有代表性的河流，流域北部及东部与蒙古人民共和国交界，南部与哈密市隔山相连，西与哈密市巴里坤哈萨克自治县相邻，位于东径94°21′～94°53′，北纬42°58′～43°18′之间，流域总面积为13 816 km2。

1.2 气候条件

伊吾河流域深居欧亚大陆腹地，远离海洋，气候干燥，属寒温带大陆性干旱气候，其主要特点是气温偏低，冬季长而寒冷，夏季短而炎热，降水量少，蒸发量大，日照时间长，气温年较差大，日较差变化也很大，春季风多沙大，秋季凉爽，冷热多变，昼夜温差变化大。平原区属温暖带极干旱区，冬季寒冷，夏季干热。多年平均气温在9.8℃。历年最高气温43.5℃；最低气温-31.0℃；多年平均降水量约18.5 mm，多年平均水面蒸发量约2 500 mm；大风日数年平均达80～100 d；日照充足，气候十分干燥，无霜期175 d。南部山区属寒温带亚干旱区，最高气温28.0℃～30.0℃；最低气温-35.0℃～-40.0℃；年平均降水量在100～200 mm之间，无霜期80～100 d。伊吾县温差变化大，年降水量稀少，分布不均匀，季节性变化大[2]。

1.3 河流水系

伊吾河发源于哈尔里克山北坡冰川群与托木尔提峰，由大白杨沟、科托沟、小白杨沟、塔什克其克、库木克其克等支流汇流而成。其中小白杨沟、科托沟等小沟由南向北流出哈尔里克山出山口后，穿越约6 km的布拉里克洼地后，在伊吾县城东北方向的拜其尔村附近与南北流向的大白杨沟汇合后称伊吾河。从汇合处由南向北流过长大约6.5 km，宽度不足1 km的峡沟。从峡沟沟口沿爱勒盆地蜿蜒北流14 km，又穿越4 km长的苇子峡，途经伊吾县、吐葫芦乡、苇子峡乡，全长104.6 km，最终归宿于淖毛湖盆地[1]。

据苇子峡水文站多年径流资料分析，多年平均天然年径流量为7 069万 m3(还原后水量)，其中地下泉水补给量占年径流量的77.3%。历年最大流量3.67 m3/s(1999年)，历年最小流量1.52 m3/s(1977年)。径流年内分配均匀，春季3-5月水量占年径流量的24.7%，夏季6-8月水量占年径流量的35.4%，秋季9-11水量占年径流量的23.6%。冬季12-2月水量占年径流量的19.1%。全年径流主要集中在汛期4-9月，其中7-8月份最大，其它月份比较均匀稳定。每年10月至次年3月径流以泉水补给为主，由于补给源稳定，所以这一时期的水量是比较稳定的。

1.4 监测站点基本信息

苇子峡水文站位于伊吾县苇子峡乡，始建于1956年6月，1958年10月撤消，1976年6月又重新建站观测至2010年，2011年由于修建峡沟水库，苇子峡水文站上迁至25 km观测至今，更名为伊吾站水文站。伊吾水文站地理位置东经94°52′，北纬43°28′，距伊吾县城40 km，距淖毛湖镇38 km。测站海拔高度1 080 m，控制断面以上河长71.6 km，流域集水面积1 057 km2，是伊吾河流域唯一水量控制站，具有连续的水文实测资料系列，为区域代表站，属国家基本水文站，故本次评价分析选用2011-2021年伊吾水文站水质连续监测数据。

2 天然水化学特征分析

通过对伊吾水文站2011-2021年连续11年的水质实测数据分析，因受地理环境、气候条件、土层土壤、河流径流补给条件等影响因素制约，伊吾河天然水化学特征有以下几点：

(1)伊吾河的pH值常年在8.1～8.3之间波动，属于弱碱性水。

(2)天然水中含有的无机矿物成分总量为矿化度。在天然水中，矿化度以无机污染水体中的主要阴阳离子为代表；对于受污染水体，应该包括矿物元素以及各类无机盐类。天然水中的矿化度分析，是农田灌溉用水中重要的适用性评价指标。伊吾河矿化度年均值在250～353 mg/L之间，2021年4-9月的实测值在325～406 mg/L之间，年内变化不大，符合季节性变化规律，在汛期时随水位升高，矿化度含量也相应增加，2021年矿化度年内趋势变化见图1，属于低矿化度水。

图1 2021年矿化度年内趋势变化图 图2 2021年总硬度年内趋势变化图

(3)天然水中含有可溶性的钙盐和镁盐为水的硬度。石灰岩、白云岩等岩石的风化产物是其主要来源。在天然水中的含量，与水所流经的土壤条件、地质构造、气候条件等关系密切。伊吾河总硬度年均值在148～208 mg/L之间，2021年4-9月的实测值在176～214 mg/L之间，年内变化不大，符合季节性变化规律，在汛期时随水位升高，总硬度含量也相应增加，2021年总硬度年内趋势变化见图2，属于软水。

(4)通过对11年伊吾水文站实测资料分析，该流域水体天然水化学类型常年属于碳酸盐钙组Ⅱ型水，个别年份属于碳酸盐钙组Ⅲ型水，矿化度多年平均含量为318 mg/L，总硬度多年平均含量为177 mg/L，伊吾河流域内无工矿企业、入河排污口等影响因素，天然水质良好，评价情况见表1。

表1 伊吾河天然水化学类型评价表

3 水质现状评价

3.1 评价标准与方法

本次伊吾河流域评价标准采用《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，将水质分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类及超Ⅴ类。以监测资料的年度均值为评价依据，采用单因子标准对照法，分汛期、非汛期和年度不同时期，评价出响应的水质类别[3]。

3.2 评价参数选择

根据地表水环境质量要求，从地表水资源利用角度考虑来选取评价的参数，考虑到能满足多功能的水体评价要求，评价结果能客观反映生活饮用、灌溉、养殖、工业等多种用水要求，水体污染类型能直观反映，选择pH、氯离子、硫酸盐、DO、CODMn、CODcr、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、挥发酚、总氰化物、砷、六价铬、铜、镉、铁、铅、氟化物、总磷等参数开展评价分析。

3.3 评价结果

根据水质评价标准，2011-2021年伊吾水文站实测资料在汛期、非汛期及年平均水质类别均达到Ⅱ类水标准，水质优良(见表2)。

表2 伊吾河水质现状评价成果

4 水质趋势分析

4.1 趋势分析时段及分析方法

选用伊吾站2011-2021年水质监测资料进行趋势分析，采用季节性肯达尔进行趋势分析检验[4]。季节性肯达尔检验定义为水质资料在历年间相同月(季)间的比较，它可以避免河流水质浓度受流量周期性变化的影响，从而使检验参数的结果更具可比性。

图3 氯化物(2011-2021)平均值趋势变化图 图4 硫酸盐(2011-2021)年均值趋势变化图

图5 氨氮(2011-2021)年均值趋势变化图 图6 总磷(2011-2021)年平均值趋势变化图

4.2 河流水质趋势分析参数选择

根据河流的水质特点，考虑到能反映流域内自然因素及人为影响，由有机物污染引起的河流水质变化趋势选用CODMn、BOD5和氨氮三个参数；受工业、农业废水排入水体引起的有毒污染趋势选用挥发酚、总磷两个参数；反映河流天然水化学成分是否发生了显著变化选用总硬度、硫酸盐、氯化物三个参数。

4.3 检验结果

从检验结果来看，伊吾河水文站高锰酸盐指数、五日生化需氧量、挥发酚(未检出)、总硬度在2011-2021年间无明显变化趋势，氨氮显著下降，总磷高度显著下降，硫酸盐显著上升，氯化物高度显著上升。说明伊吾河水

质没有受到明显的人为污染，水质基本稳定，趋势分析结果见表3，氯化物、硫酸盐、氨氮、总磷年均值趋势变化见图3～图6。

表3 伊吾水文站水质趋势分析结果

5 水资源质量评价结论

(1)通过对伊吾县伊吾河流域地表水天然水化学类型分析、水质现状评价、水质趋势分析，可以看出流域内地表水水质变化基本稳定，可以作为饮用水水源地、一般工业用水、农田灌溉及渔业养殖用水的水源使用。

(2)从趋势分析结果来看，高锰酸盐指数、五日生化需氧量、挥发酚、总硬度等参数无明显变化趋势，说明流域水质尚未受到人为污染，氨氮显著下降，总磷高度显著下降，应与近年来实施的农牧民搬迁至安置点、上游禁牧等政策有关，硫酸盐、氯化物呈显著上升及高度显著上升，则受河流径流来水量影响，随来水量增加而增加。