单县大沙河水库引水条件及水源水质分析

姬 东

(单县月亮湾水库管理办公室，山东 单县 274300)

1 概况

单县位于苏鲁豫皖四省结合部，属淮河流域，单县地属黄泛冲积平原区，由于历史上黄河决口泛滥的影响，形成的微地貌类型主要有河滩高地、河槽地、背河槽状洼地、缓平坡地、决口扇形地、浅平洼地。单县是暖温带半湿润大陆性季风气候，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，夏季易涝的特点。因受黄河淤积的影响，地质构造复杂，浅层的地下水，咸淡水交错分布，能够开采利用的水资源，主要是浅层淡水。

大沙河水库工程位于山东省菏泽市的单县，其水源主要是黄河水，菏泽市位于山东境内黄河上游段，黄河流经菏泽市的4个县(区)，河道长156 km，目前已建8座引黄闸，其中大沙河水库主要通过闫谭引黄闸直接引蓄黄河水。以闫谭引黄闸为取水口门，其水资源及可供水量分析采用黄河高村水文站1950-2014年实测逐日水位、流量、含沙量及冰凌系列资料，水质采用山东段分析资料。

2 大沙河水库引水条件分析

高村水文站是国家重要水文站和黄河干流控制站，集水面积734 146 km2，主要测验项目有：水位、降水、流量、蒸发、泥沙及水质等，同时向国家防总、黄委、省防指及地市县的防汛指挥部门提供雨水情信息。闫谭引黄闸下距高村水文站55.8 km，设计引水流量80 m3/s。以高村水文站历史资料对大沙河水库引水条件进行分析符合要求。

2.1 取水河段来沙量分析

高村站的来沙量与来水量一样，在时间分布上，都很不均匀，来沙量主要集中在汛期。通过高村站1950-2014年实测资料分析，多年平均输沙量是8.22亿 t，在7-10月为6.57亿 t，11-2月0.74亿 t，3-6月0.91亿t，汛期的来沙量，占全年来沙量的79.9%。虽然含沙量的变化，对来沙量有一定影响，由于来水量减少较多，各年代的来沙量基本成递减趋势，在50、60年代高村站来沙量分别比多年平均增加74.0%、35.0%，在90年代，高村站来沙量比多年平均减少了40.0%，在2000-2014年，受小浪底水库蓄水拦沙和来水量减小的影响，高村站来沙量比多年平均减少86.9%。

2.2 取水河段含沙量分析

根据历年实测含沙量资料统计，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别为8.99 kg/m3、27.91 kg/m3和7.91 kg/m3。从各年代的来水量和含沙量对比来看，20世纪50年代是丰水丰沙年、60年代是丰水平沙年、70年代是平水丰沙年、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。小浪底水库1999年底开始运行以后，含沙量减小，趋势明显，主要受小浪底水库蓄水拦沙的影响。现阶段，山东省引黄泥沙处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还很小，这两种沉沙方式在沉沙池运行期内均占压土地，以挖待沉沉沙方式还形成大片高地，引水含沙量越大占用土地面积越大，因此，工程引水应尽量避开黄河高含沙量期。

2.3 冰凌分析

从历年冰凌来看，在12月开始淌凌，而封河时间，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。根据统计数字，38次封河年份12月中、下旬首封次数分别是10次与9次；元月上、中旬首封都是6次；元月下旬首封为5次。最迟开河时间，主要集中在2月中旬到3月上旬，在这个时段内，最迟开河年份占总开河年份的79%，有些年份最迟开河在2月上旬或推迟到3月中旬。封冻年度，封冻最上首达河南荥阳汜水河口，短的仅封到垦利县十八户，其中，有10次封冻最上头在济南洛口以下占26.3%。封冻长度最短25 km，最长703 km，平均311 km。据单县大沙河水库设计，工程的主要引水时间在3-5月以及9、10月，通过以上分析，可知黄河淌凌不会对水库的引水产生影响。

2.4 黄河引水河段水质分析

大沙河水库黄河水源自闫谭引黄闸引水，闫谭引黄闸下距高村水文站55.8 km，地处黄河豫鲁开发利用区中的濮阳饮用工业用水区内，河段水流条件好。其上段为黄河河南开发区的开封饮用工业用水区，下段为黄河豫鲁开发利用区中的菏泽工农业用水区。该河段两岸受黄河大堤约束，没有直接入黄排污口，所以该河段水质主要受上游来水控制。上世纪70、80年代山东黄河各河段水质状况良好，90年代后，年超标率都呈上升趋势，1997-1999年各河段，超标率都在66.70%以上，特别是上游来水进入山东的高村断面，超标率接近100%。2000年，黄河实施水量统一调度，黄河下游水质明显好转，近年来黄河水质状况为Ⅲ类地表水。从水质监测结果来看，闫谭引黄闸处黄河水水质满足城市集中式水源地功能要求，供水水质可靠。

3 水库水质状况评价

本次选择大沙河水库入口处水质监测断面作为评价代表断面。

3.1 评价标准与评价方法

采用《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)和《集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值》。单因子评价法，即若某监测点所有评价参数不超出某类标准，则以符合某类标准计。若有一个参数超出Ⅴ类标准，则以超Ⅴ类水质计。

3.2 监测项目

水质监测的主要项目为：水温、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、挥发酚、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群、硫酸盐、氯化物、硝酸盐、铁、锰。

3.3 评价结果分析

3.3.1 地表水

从地表水水质监测成果表来看，大沙河水库入库前水质监测断面2016年水质达到地表水Ⅲ类水标准，可以作为生活饮用水水源和工农业用水水源。

3.3.2 地下水

大沙河库区范围内的地下水水质状况，根据库区位置及地下水测井分布情况，选取52A号地下潜水井2011-2014年的水质监测资料进行分析。52A测井位于单县大李海乡周辛庄村南60 m，为重点井，井深20 m。根据52A号井近4年的监测资料，总体来说按阿列金水质分类中为碳酸盐类钠组。在所监测的项目中，硫酸盐、总硬度、矿化度均超过地下水Ⅲ类水标准，为典型的湖西苦咸水。苦咸水的主要特征是硬度高、溶解性总固体严重超标(溶解性总固体在1 500～2 000 mg/L)、口感苦涩。长期饮用导致胃肠功能紊乱，免疫力低下，疾病发病率高，不符合《生活饮用水卫生标准》。其中硫酸盐最大达到485 mg/L，超标准0.94倍；总硬度最大达到646.5 mg/L，超标准0.44倍；矿化度1 660 mg/L，超标准0.66倍。由此可以看出，库区附近浅层地下水水质较差，造成的原因由监测项目分析来看，地质构造是主要影响因素，菏泽单县地处鲁西南，地质构造复杂，岩性以浅黄、灰黄色粉砂质粘土与粉砂层为主，下部含有较多的钙质结核和铁锰豆。

4 结语

大沙河水库工程为单县重要的水资源优化配置工程，根据单县水利局提供的多年引黄水量资料来看，单县大沙河水库的充库流量为8.0 m3/s，主引水入库时期为3-5月和9-10 月，年入库引水量1 997万 m3。综合比较可知，大沙河水库引黄水量在原指标内，单县的引黄水量能够保证水库的供水水量，取用水量合理，从入库前的水质达到地表水Ⅲ类水标准，可以作为生活饮用水水源和工农业用水水源。