引黄济淀输水水质变化规律的分析

胡丽丽，王玉智，田振君

（河北省沧州水文水资源勘测局，河北省沧州市交通北大道15号 061000）

白洋淀是华北平原最大的淡水湖泊，总面积366 k m2，在保定市以东45 k m处。白洋淀也是华北平原最大的生态湿地，在调节周边地区的气候、维护生态环境、保持生物多样性和珍稀物种资源、补充周边地区地下水等方面具有不可替代的生态功能。但是，近几十年来，由于水源不足、泥沙淤积，入淀水量锐减，白洋淀干淀现象多次发生。为解决白洋淀缺水问题，从1981年开始河北省先后从上游的西大洋、王快、安各庄水库向白洋淀补水21次，共补水约6.36亿m3；2004年实施引岳济淀，在流域内跨水系引水，白洋淀收水约1.6亿m3；自2006年开始实施引黄济淀，跨流域调水5次，白洋淀收水约5.1亿m3。

引黄济淀输水路线从黄河位山闸引水，经位山三干渠、穿卫（运河）工程，入河北境内，沿清临干渠、清凉江、滏东排河、紫塔干渠、陌南干渠、小白河、任文干渠，在白洋淀十二孔闸进入淀区。输水路线总长达397 k m。［1］由于输水线路借用原有河道，情况复杂，有的河段地势低洼，有的河段倒坡运行，有的河段平时用于排污，因此，要保证入淀水质，在引水前期要用大量清水冲污。研究引黄济淀线路水质随时间和空间的变化规律，并分析其影响因素，对于今后输水调度及水质监测具有重要意义。

1 水质分析

1.1 水质检测情况

自2006年实施引黄济淀工程以来，在沧州境内的冯庄、献县、韩村、沧保公路、天门口、大树刘庄等地进行采样检测。水质样品的采集和检验严格按照中华人民共和国行业标准《水环境监测规范》（SL 219－98）［2］进行。

水质监测项目根据国家《地表水环境质量标准》（GB 3838－2002）［3］，结合引黄济淀的实际情况选定为水温、p H值、电导率、溶解氧、总硬度、氯化物、高锰酸盐指数、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐氮、砷、挥发酚、六价铬、总磷、总氮、铜、铅、镉、铁、汞等［4］。

为掌握引黄济淀输水全过程的水质变化情况，特别是为了掌握输水初期河道存蓄污水对引黄水质影响，确定水质达标时刻，在输水初期，每天采样1次，待水质符合标准且基本稳定后，每旬采样1次，直至输水结束。

1.2 分析及评价方法

依据《地表水资源质量评价技术规程》（SL 395－2007）［5］进行水质评价，单项水质项目、水质类别根据该项目实测浓度值与《地表水环境质量标准》（GB 3838－2002）限值的对比结果确定，当不同类标准值相同时，遵循从优不从劣原则。各水质检测站点的水质类别按所评价项目中水质最差项目的类别确定。

2 不同阶段主要污染指标变化及原因分析

2.1 引水初期水质变化及原因分析

以天门口站为例说明引水初期水质变化情况。

在5次引黄输水过程中，主要污染指标为高锰酸盐指数和氨氮。图1、图2为5次引黄输水初期高锰酸盐指数和氨氮含量变化趋势。由图1、图2可以看出，5次引黄初期的主要污染指标及变化趋势是一致的，高锰酸盐指数和氨氮含量随每年引水时间的延长均呈下降趋势，但每年的污染物指标值存在一定的差异。其中2006到2008年变化最大，高锰酸盐指数含量由823 mg/L降至55.9 mg/L，氨氮含量由53.3 mg/L降至9.18 mg/L;2008～2011年之间的变化则不大。从污染物指标值来看，2006年、2008年和2010年3次引水前7天的水质均不合格，2009年和2011年引水初期河道污染较轻，在过水的第3天即达Ⅲ类标准。

图1 引水初期天门口站高锰酸盐指数变化趋势

图2 引水初期天门口站氨氮含量变化趋势

据调查，在引水期间主干渠沿线支渠口及闸涵均封堵，没有污水排入引水渠，对引水造成污染的是引水渠内存积的少量污水及河底腐殖质。在5次引水中，2009年和2011年预先进行了清淤，并清除了渠道中污染严重的淤泥，换填清洁土，因此，在引水初期水质很快达标。而2006年、2008年和2010年则主要由水流冲洗，因此，在引水初期水质达标较慢，且浪费水量。

2.2 引水中后期水质变化及原因分析

在引水中后期，随着输水时间的延长，水质总体逐渐转好并趋于稳定，但是个别河段出现反复，有时水质甚至达到Ⅴ类，其主要污染指标为高锰酸盐指数。以2010年为例，选取引水中后期几个水质指标，说明沿程变化情况。

图3、图4为氯化物、电导率的沿程变化情况，氯化物和电导率均呈沿程升高趋势。从总体上看，在引水中后期(大约在开始引水10天后)水体质量沿程无大的变化，但由于水体在运动过程中溶解河道土壤中的盐分，使得水体中的含盐量有所增加，但变化幅度不大。

图5是高锰酸盐指数和氨氮的沿程变化情况。由图5可见，高锰酸盐指数和氨氮含量在韩村站上游河段呈沿程减小趋势，在韩村站到沧保公路站之间呈上升趋势，而在沧保公路站下游河段又呈沿程减小趋势。

图3 2010年电导率沿程变化

图4 2010年氯化物沿程变化

图5 2010年高锰酸盐指数、氨氮沿程变化

在引水的中后期，经过长距离的输水后，由于水体的自净和沿途泥沙的沉降，一些吸附在泥沙颗粒表面的物质随泥沙沉积在河床上，使得水体的有机污染有所降低。但出现中间部分河段污染物指标值增大，通过对沿途水质变化情况进行对比分析，认为有4个方面的原因:一是有的河段在不引水时就用于排污、纳污，河底污染严重;二是因为有的河段倒坡运行，流量小、流速小，清水冲污效果差;三是输水初期水质较差的水在入冬时结冰后固定下来，到春季解冻时又溶入水中，使水质略有反复;四是存在沿途生产污水积攒过多而漫溢、排入的现象。

3 结论及建议

3.1 结论

(1)引水初期水质较差，下游河段水质为超Ⅴ类，主要是下游河段受到河道存蓄少量污水和河底腐殖质影响，经过3～7天的冲洗后，水质才能变好;大约要经过9～11天的冲洗，水体质量才能达到或接近地表水Ⅲ类标准。

(2)引水中期水质逐渐稳定在Ⅲ类或优于Ⅲ类，在沿程上，下游水质优于上游水质，主要是随着水体的自净和沿途泥沙的沉积，一些吸附在泥沙颗粒表面的污染物质随泥沙沉积在河床上。

(3)在引水中后期，尤其是初春河流解冻阶段，中下游沿途水质略有变差，即使是这样，入淀水质均能优于地表水Ⅳ类，多数时期达到地表水Ⅲ类。

(4)在年际变化上，由于清淤和控制污水向输水河道的排放，水质也随之好转。历次引水监测中，有毒物质汞和六价铬均未检出，砷和挥发酚偶尔有检出，重金属检出率逐次下降且含量也逐次下降。特别是2009、2011年加大治污力度，起到了一定的效果，缩短了前期导污、冲污时间，节约了珍贵的水资源。

3.2 建议

(1)由于底泥、腐殖质对水质影响很大，因此要继续加大输水河道清淤力度，尽量不要让黄河水受到污染而白白浪费掉。同时，更应进一步采取措施，加大限制污水向输水河道的排放的管理力度。

(2)黄河源水氮含量偏高，极易引起水库水体的富营养化，当黄河水进入白洋淀后，应加强监测，防止水体水质恶化，尤其在夏季更要注意水质变化。

(3)在引水的第一天应进行水质监测，以了解河道污水水质状况，确定污染指标。然后可根据情况适当地减少测次或者减少监测项目(监测主要污染指标)，这样既可以大大降低监测成本，也可以缩短提供监测成果的时间，避免将合格的黄河水当作污水下泄弃用。

［1］ 张俊芝，哈建强，李涛，等.引黄输水工程水质变化特征分析及污染控制对策［J］.南水北调与水利科技，2010，8(4):67-70.

［2］ SL 219-2013水环境监测规范［S］.北京:中国水利水电出版社，2014.

［3］ GB 3838-2002地表水环境质量标准［S］.北京:中国环境科学出版社，2002.

［4］ 刘晓光，张宇，等.引黄济津应急输水水质评价［J］，水利科技与工程技术，2001，119(6):40-41.

［5］ 中华人民共和国水利部水文局.L395-2007地表水资源质量评价技术规程［S］.北京:中国水利水电出版社，2007.