石河子市水环境质量现状

杨香林 李维军

(新疆石河子市环境监测站，新疆 石河子 832000)

石河子地表水环境质量状况总体较好，河流玛纳斯河肯斯瓦特断面、玛纳斯电厂断面类别属Ⅱ类水质；蘑菇湖水库水质类别属劣V类，水质状况为重度污染，水质富营养程度为重度富营养；大泉沟水库水质类别属IV类，水质状况轻度污染，水质富营养程度为中营养；夹河子水库水质类别属Ⅲ类水质，水质状况为良，营养状况属中营养。城市集中式饮用水属Ⅱ类水质。

1 水环境现状评述

1.1 地表水

1.1.1 监测结果评述

1.1.1.1 玛纳斯河

玛纳斯河是石河子市赖以生存的重要水源地，其水质质量好坏直接影响石河子市的经济发展和人民生活的质量[2]。玛纳斯河流的肯斯瓦特和玛纳斯电厂断面属性分别为背景和控制，作为国控河流，实施月监测。2019年对该2个断面分别进行了12次监测。

监测结果显示，肯斯瓦特断面水质类别为Ⅱ类，各项指标均未超标，监测项目达标率100%；玛纳斯电厂水质类别为Ⅱ类，各项指标均未超标，监测项目达标率100%。

1.1.1.2 蘑菇湖水库

蘑菇湖水库地处玛纳斯河西岸，位于石河子市以北约18km处，建成于1958年，是垦区内最大的一座天然洼地型人工内陆平原水库。水库设计库容1.8亿m3，有效库容1.4亿m3，水库占地面积36km2，设计蓄水面积31.2km2，年调节水量为2.2亿m3，水源主要为玛纳斯河水、泉水及机井水、沙湾河水、城市废水。灌溉垦区下野地6个团场和沙湾县3个乡土地，设计灌溉面积约267km2，具有养殖、农灌和部分牲畜饮用3大功能，在垦区农业生产中发挥着重要作用[1]。

根据水库特点，布设5个监测点位，即进水区、出水区、中心区、浅水区、岸边区，进行了丰、枯2个水期的监测，1次/水期。

监测结果显示，2019年蘑菇湖水库为劣V类，有3项指标超标，主要污染物为总磷、总氮、生化需氧量，分别超标8.3倍、2.8倍和1.0倍。

1.1.1.3 大泉沟水库

大泉沟水库坐落在石河子市下游正北约16km处。建于1955年8月，设计库容8000万m3，实际库容4000万m3，年调节水量约为8000万m3，水库占地面积11km2，丰水期水面面积9km2，枯水期水面积5km2。水库水域功能为养殖、灌溉、旅游和景观等多种功能。

根据水库特点，布设5个监测点位，即进水区、出水区、中心区、浅水区、岸边区。2019年对该水库进行了丰、枯2个水期的监测，1次/水期。

监测结果显示，大泉沟水库水质类别为IV类，除总磷外其它项目均达到Ⅲ类水质标准。

1.1.1.4 夹河子水库

夹河子水库坐落在石河子市下游北偏东约15km玛纳斯河的二条支流汇合处的河床上，是玛纳斯河中下游河床中的一座平原拦河型水库。水库占地面积20km2，丰水期水面积14km2，枯水期水面积8km2，最大蓄水高程为398.72m，最大入库流量是146.88m3·s-1，汇水面积14.0km2。水库的水源主要为夏季拦蓄的多余洪水、玛纳斯河本身的冬季泉水[3]，该库有东南、西北2个放水闸。水库水域功能为蓄洪灌溉，可分别调剂灌溉下野地和莫索湾2大灌区耕地，是石河子地区调剂库容之一。

根据水库特点，布设2个监测点位，即南闸口、北闸口各设1个监测点位。2019年对该2个点位进行了丰、枯2个水期的监测，1次/水期。

监测结果显示，夹河子水库水质类别为Ⅲ类，各项监测指标年均值均未超标，监测项目达标率100%。

1.2 地下水

1.2.1 监测结果评述

石河子市城市供水全部采自地下水，石河子市自来水厂，位于石河子市43号小区内，占地约0.087km2，日供水量3万m3。根据《自治区水环境监测方案》实施方案，城镇集中饮用地下水源在进入自来水厂前汇水区布设1个点位，2019年对该断面进行了1次·0.5a-1的监测。

监测结果显示,2019年石河子市地下水所有监测项目均未超标，石河子市地下水达标率100%。全年水质大部分项目处在Ⅰ类水质级别，占81.8%，处在Ⅱ类水质级别的是硝酸盐氮、硫酸盐、总硬度和溶解性总固体占18.2%。

2 现状评价

2.1 地表水评价

2.1.1 评价方法

2.1.1.1 平均水质类别法[2]

评价数据：采用各项目监测数据的年均值，即以各监测断面、垂线、点位的全年各项目监测数据的平均值进行水质类别评价、超标倍数计算和主要污染项目的确定。

监测断面、垂线、点位的水质类别评价：采用单因子评价法，即以监测断面、垂线、点位的水质项目中污染最重的项目所达到的水质类别作为该断面、垂线、点位的水质类别。

湖库水质类别的确定：将湖(库)各个垂线的各监测项目的年均值进行算术平均，其中污染最重的项目所达到的水质类别即为该湖(库)的水质类别。级别标准见表1。

表1 断面水质评价

水质评价指标：《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)表1中除水温、总氮、粪大肠菌群以外的21项指标。水温、总氮、粪大肠菌群作为参考指标单独评价(河流总氮除外)。

主要污染项目的确定：将水质超过Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类标准值的项目按超标倍数大小排列，取超标倍数最大的前3项为主要污染项目。

2.1.1.2 富营养化程度(综合营养状态指数)

评价指标：叶绿素a、总磷、总氮、透明度、高锰酸盐指数。

计算公式：

式中，TLI(Σ)为综合营养状态指数；Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重；TLI(j)为代表第j种参数的营养状态指数。

中国湖泊(水库)的chla与其它参数之间的相关关系rij2及rij见表2。

表2 中国湖泊(水库)部分参数chla的相关关系及rij

各项目营养状态指数计算公式：

TLI(chla)=10(2.5+1.086lnchla)

TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP)

TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN)

TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD)

TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCODMn)

式中，chla单位为mg·m-3；SD单位为m；其它指标单位均为mg·L-1。

水质比较方法：采用各类水质类别比例(%)及其相对变化来反映全区同类监测水体整体水质状况及相对上一年度的变化。

2.1.2 评价标准

河流、湖库水质评价标准执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，玛纳斯河肯斯瓦特断面执行Ⅱ类，玛纳斯河玛纳斯电厂断面[4]、大泉沟水库、夹河子水库及农排渠执行Ⅲ类，蘑菇湖水库执行Ⅳ类。湖泊营养状态分级见表3，水质评价标准见表4。

表3 湖泊营养状态分级表

表4 水质评价标准

2.1.3 评价结果

2.1.3.1 玛纳斯河

水质定性评价：2019年，肯斯瓦特断面、玛纳斯电厂断面各项监测指标年均值均未超标，水质类别均为Ⅱ类，水质状况优[5]。

2.1.3.2 蘑菇湖水库

水质定性评价：2019年蘑菇湖水库为劣V类，有4项指标超标，主要污染物为总磷、总氮、生化需氧量，分别超标8.3、2.8和1.0倍[5]。

污染程度评价：评价指标中Ⅰ～Ⅳ水质类别达到81.0%，劣Ⅴ类为19.0%。

2.1.3.3 大泉沟水库

水质定性评价：大泉沟水库水质类别为Ⅳ类，除总磷外监测项目都达到Ⅲ类。

污染程度评价：各项监测指标中Ⅰ～Ⅲ水质类别达到95.2%。

2.1.3.4 夹河子水库

水质定性评价：夹河子水库水质类别为Ⅲ类，水质良。各项监测指标年均值均未超标，监测项目达标率100%。

污染程度评价：夹河子水库评价指标中Ⅰ～Ⅱ水质类别达到95.2%。

2.1.3.5 水库富营养化程度

从表5可知，大泉沟水库营养状态为轻度富营养水体，蘑菇湖水库为重度富营养水体，夹河子水库为贫营养水体。

表5 2019年水库富营养化评价结果表

2.2 地下水

2.2.1 评价方法

加附注的评分法，评价公式：

F=[(F2平均+F2max)/2]1/2

F平均=∑Fi/n

式中，F平均为各单项组分评分Fi的平均值；Fmax为单项组分评价分值Fi中的最大值；n为项数。

根据F值，按表7、表8规定划分地下水质量级别，再将细菌学指标评价类别注在级别定名之后，如“优良(Ⅱ类)”、“较好(Ⅲ类)”。

表6 城市集中式饮用水地下水源地水质评价项目及其标准值

表7 单组评价分值表

表8 地下水环境质量级别

2.2.2 评价标准

城市集中式饮用水地下水源地水质评价项目为22项，评价标准执行《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)，具体评价项目及其对应的Ⅲ类标准限值见表7。

2.2.3 评价结果

石河子市地下水水质评价指数0.71，属Ⅱ类优良水质。集中式饮用水源地全年水质优于Ⅰ类水质级别项目占81.8%，处在Ⅱ类水质级别的是硝酸盐氮、硫酸盐、总硬度、溶解性总固体。

3 小结

3.1 玛纳斯河

2019年，玛纳斯河各项指标年均值均未超标。丰水期水质劣于枯水期。玛纳斯河肯斯瓦特断面、玛纳斯电厂控制断面水质类别均为Ⅱ类，水质状况为优。

3.2 蘑菇湖水库

2019年，蘑菇湖水库水质类别属劣V类，为重度污染，主要污染物为总磷、总氮、生化需氧量。蘑菇湖水库营养化状态为重度富营养水体。

3.3 大泉沟水库

2019年，大泉沟水库水质类别评价属于Ⅳ类水质，水质状况为轻度污染。大泉沟水库营养状态为中营养水体。

3.4 夹河子水库

夹河子水库水质各项指标均值未超过Ⅲ类水质标准，属Ⅲ类水质，水质状况良。夹河子水库营养状态为中营养水体。

3.5 地下水

2019年，石河子市地下水所有监测项目均未超标，地下水达标率100%。集中式饮用水源地全年水质优于Ⅰ类水质级别项目81.8%。石河子城市集中式饮用水源地水质评价指数0.71，水质状况保持稳定，为Ⅱ类(优良)水质。