新疆开孔河流域水资源质量分析

冉 玲

(新疆塔城水文勘测局，新疆 塔城 834700)

河流污染已经成为影响城市发展的一个重要问题[1-2]。调查河道水质，分析水质变化趋势具有十分重要的研究意义[3-4]。可为河道水质保护、水污染治理等工作提供基础条件。新疆开都河、孔雀河流域是重要的水资源保护地，具有灌溉、景观等重要作用。收集实际监测结果，分析开孔河流域水资源质量情况，为河道保护提供基础数据。

1 流域天然水化学特征

天然水质通常以水体中溶解的离子总量(矿化度)、总硬度、pH和主要离子之间的比值关系(水化学类型)描述水体的水化学特征。

1.1 水体pH值

流域内水体pH值在7.4～8.8之间，属弱碱性水。在2000-2008年测定值中，黄水沟、清水河和开都河出现频率最多的pH值为8.3，达70%，且变化幅度很小；博斯腾湖变化幅度相对较大，其范围在7.8～8.8之间，孔雀河在7.8～8.5之间。主要河流控制断面水化学特征见表1。

表1 主要河流控制断面水化学特征

1.2 水化学类型

开都河水化学类型为重碳酸盐、钙组Ⅱ型水，黄水沟、清水河为重碳酸盐、钙组Ⅲ型水，均属于优良的天然水。由于受农田灌溉排水影响，博斯腾湖大湖区多数水域水化学类型已属硫酸盐和氯化物类型水，小湖区为重碳酸盐、钙组Ⅱ型水；孔雀河为氯化物类型水。

1.3 矿化度及总硬度

1.3.1 河流矿化度及总硬度

流域内各河流出山口以前天然水质较好。开都河出山口前矿化度、总硬度较低，巴音布鲁克多年平均矿化度为220 mg/L，变化幅度在180～260 mg/L之间。多年平均总硬度为136 mg/L，变化范围在118～140 mg/L之间，变化幅度很小，属于低矿化度软水。

出山口以后，随着海拔高度的降低，气候逐渐干燥、降水量减少，蒸发量增大，再加之农田排水的汇入，水中各种离子含量逐渐增加，矿化度随之增大，到焉耆段已达到300 mg/L，总硬度也增之178 mg/L。开都河矿化度沿程变化见图1。

图1 开都河矿化度沿程变化图

受博斯腾湖水质影响，孔雀河水体含盐量较高，但近年来呈明显的下降趋势，2007年他什店、市区狮子桥和尉犁县普惠三断面平均矿化度为1 000 mg/L左右。

1.3.2 博斯腾湖矿化度及总硬度分布情况

根据2008年监测数据分析，大湖区的平均矿化度为1 480 mg/L，平均总硬度为530 mg/L，按地表水矿化度和总硬度分类，已属于高矿化度极硬水。小湖区平均矿化度为347 mg/L，平均总硬度为189 mg/L，属于中等矿化度适度硬水。

根据实测数据，大湖区的矿化度分布并不均匀。黄水沟区矿化度最高，超过2 000 mg/L，其次为湖西北区域和东南区，矿化度在1 500～1 700 mg/L之间，中央区和东部区矿化度在1 350～1 400 mg/L之间。西南区最低，尤其是大河口区域矿化度低于1 300 mg/L。

小湖区矿化度在达吾提闸区域相对较高，超过500 mg/L，其它区域均低于400 mg/L。

1.4 天然水质季节性变化

丰水期河流水量大，河水主要由融雪和降水补给，因此河水矿化度一般都很低。枯水期河流水量小，河水补给主要以地下水为主，故水体矿化度增高。根据多年水质资料分析，汛期最低，汛后次之，冬春季节最高。大山口水文站、黄水沟水文站矿化度变化过程见图2。

图2 大山口、黄水沟水文站矿化度年内变化过程

2 水质现状评价

2.1 基本资料及评价范围

水质现状评价采用的基准年为2008年，对于无资料的河段，于2009年8月、9月进行了补充监测，对7条河流、3座水库和博斯腾湖水质进行了分析评价。各评价站点的基本信息见表2。

表2 开孔河流域地表水资源质量评价水质监测点基本信息

2.2 评价项目、评价标准及评价方法

评价参数力求客观反映饮用、灌溉、养殖等多种水资源用途，并能直接反映水体污染类型。按照地表水资源用途和使用功能，评价项目及分级标准见表3。

表3 水质评价分级标准 mg/L

2.3 评价结果

2.3.1 河流水质

依据上述方法和标准，对开都河、黄水沟、清水河、乌拉斯台河、库尔楚河和孔雀河进行评价，结果列于表4。

表4 主要控制断面水质现状综合评价表

总体来看，开都河、黄水沟和清水河上游水质良好。除焉耆段年平均水质为Ⅲ类外，其他河段均为Ⅱ类。丰、枯水期相比，枯水期水质优于丰水期。这是因为开都河、清水河和黄水沟上游尚未受到明显的污染，但由于处在干旱的自然环境中，尤其在出山口以后，流域内植被稀少、水土流失严重，在丰水期汇流过程中，流域面上的有机物质被带入河道，因而造成丰水期水质较枯水期差。

孔雀河水质相对较差。根据他什店、市区狮子桥和尉犁县普惠三处监测断面近几年监测资料统计评价，总体水质属于Ⅳ类，主要超标项目为化学耗氧量。由于受博斯腾湖水质影响，水体含盐量较高，但近年来呈明显的下降趋势，2007年三断面平均矿化度已降至1 000 mg/L左右。

乌拉斯台河、曲惠河和库尔楚河仅在枯水期进行了调查，三河水质均为Ⅱ类。

2.3.2 水库水质状况

2009年9月对普惠水库、西尼尔水库和阿克苏甫水库进行了调查分析，三水库均属Ⅲ类水域。基本上未受到重金属和有毒类污染，但处于下游区域，水体硬度和矿化度较高，普惠水库和阿克苏甫水库已属于高矿化度、极硬水，西尼尔水库属于较高矿化度、硬水。

2.3.3 博斯腾湖水质状况

巴州水文水资源勘测局自2002年起在博斯腾湖上布设了大河口、扬水站(大湖西泵站出水)、金沙滩和黄水沟区四处监测断面，控制面积251 km2。扬水站监测频率为每年6次，丰、平、枯水期各两次，其它断面为每年3次，丰、平、枯水期各1次。根据巴州水文水资源勘测局资料统计评价，大河口区水质尚未受到污染，属Ⅲ类，但西泵站、金沙滩和黄水沟区水质较差，均为V类，主要超标项目为化学需氧量和溶解性总固体，此外黄水沟区高锰酸盐指数和五日生化需氧量也轻度超标。

2008年7月对博斯腾湖20个测点监测结果表明，大湖平均水质为Ⅳ类，主要超标项目为化学耗氧量；小湖区平均水质为Ⅱ。

2.3.4 湖泊、水库营养状态评价

湖泊、水库富营养化现象的发生，考虑到博斯腾湖和三座水库现有的实际资料，选择总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素(Chl.a)、高锰酸盐指数(CODmn)和透明度五项指标作为评价参数。

目前国内常用的湖泊营养状态分类标准见表5。

表5 湖泊营养状态评分与分级标准

根据博斯腾湖2005年和2008年两次监测资料分析评价，目前博斯腾湖大湖区已属于轻度富营养状态，小湖区属于中营养状态。普惠水库、西尼尔水库和阿克苏甫水库属于中营养状态。

3 水质变化趋势分析

根据资料情况，对开都河、孔雀河和博斯腾湖水质变化趋势进行分析。趋势分析选择两个时段，近期趋势分析选择2000-2008年，另对博斯腾湖矿化度进行长期趋势分析，长期趋势分析选择1980-2005年。

3.1 近期趋势分析

根据开孔河流域近年水质监测资料分析，河流水质变化较稳定，变化范围在Ⅱ-Ⅲ类之间，若单纯用年度水质类别进行比较，很难反映出河流水质变化趋势及水质变化特点。在近年资料的基础上采用Seasonal Kendall方法，对河流水质变化趋势进行检验。

开都河上选择大山口和焉耆水文站，孔雀河上选择他什店水文站、库尔勒市狮子桥断面和普惠水管站三个点；博斯腾湖选择多点平均结果。

各站点不同水质参数检验结果见表6、表7。

表6 开都河、孔雀河水质趋势检验成果表

表7 博斯腾湖水质趋势检验成果表

3.1.1 河流水质趋势

开都河水质趋势：从5项参数检验结果看，近年来，开都河水质较稳定。大山口以上河段硫酸盐、高锰酸盐指数、氨氮无明显的变化趋势，矿化度、氯化物处于显著下降趋势；焉耆断面矿化度、氯化物、硫酸盐处于显著下降趋势，高锰酸盐指数无明显的变化趋势，氨氮处于显著上升趋势。

孔雀河水质变化趋势：氯化物、氨氮无明显的变化趋势，矿化度、高锰酸盐指数处于显著下降趋势，但硫酸盐处于显著上升趋势。

3.1.2 博斯腾湖水质趋势

近年来，博斯腾湖水质较稳定。8项参数中有6项参数无明显的变化趋势，五日生化需氧量和总氮处于上升趋势。

3.2 博斯腾湖矿化度长期趋势变化

博斯腾湖水体矿化度变化较大。据资料记载，1958年湖水矿化度仅为600 mg/L左右(1958年矿化度由386 mg/L改定为600 mg/L，主要阴离子为HCO3-，主要阳离子为Ca2+。随灌区农业的发展，用水量增加，入湖水量逐年减少，湖水循环较弱，入湖盐量大于出湖盐量，再加上蒸发浓缩，湖水矿化度逐渐上升。湖水平均矿化度由1958年600 mg/L升至1974年的1 440 mg/L，湖水化学性质发生了质的改变，主要阴离子变为SO42-和Cl-，主要阳离子为Na+。1987年、1988年达到最高1 870 mg/L，湖水由淡水湖变为微咸水湖。

1987年后，开都河来水量略有回升，加之西泵站运行，基本停止了经解放一渠从开都河直接向孔雀河输水。入大湖水量的增加，使博斯腾湖水位有所回升，矿化度也逐渐下降，由1987年的1 870 mg/L降至1999年的1 270 mg/L。

博斯腾湖矿化度多年变化趋势见图3。由图可见，1980年至1987年间矿化度比较平稳，1988-2003年，博斯腾湖平均矿化度呈逐年下降趋势。

图3 博斯腾湖矿化度多年变化趋势图

4 结语

(1)开孔河流域水体PH值在7.4～8.8之间，各河流出山口以前天然水质较好，开都河出山口前矿化度、总硬度较低，为低矿化度软水；孔雀河水体含盐量较高，平均矿化度1 000 mg/L。博斯腾湖区域水质差异性较大，部分区域为高矿化度水。

(2)博斯腾湖大湖区已属于轻度富营养状态，小湖区属于中营养状态；孔雀河水质相对较差总体水质属于Ⅳ类；开都河、黄水沟和清水河上游水质良好。除焉耆段年平均水质为Ⅲ类外，其他河段均为Ⅱ类。

(3)近年来，开都河、博斯腾湖水质较稳定。孔雀河矿化度、高锰酸盐指数处于显著下降趋势，但硫酸盐处于显著上升趋势。

(4)博斯腾湖矿化度1980年至1987年间矿化度比较平稳，1988-2003年，博斯腾湖平均矿化度呈逐年下降趋势。