胡麗麗,王玉智,田振君
(河北省滄州水文水資源勘測局,河北省滄州市交通北大道15號 061000)
白洋淀是華北平原最大的淡水湖泊,總面積366 k m2,在保定市以東45 k m處。白洋淀也是華北平原最大的生態(tài)濕地,在調(diào)節(jié)周邊地區(qū)的氣候、維護(hù)生態(tài)環(huán)境、保持生物多樣性和珍稀物種資源、補(bǔ)充周邊地區(qū)地下水等方面具有不可替代的生態(tài)功能。但是,近幾十年來,由于水源不足、泥沙淤積,入淀水量銳減,白洋淀干淀現(xiàn)象多次發(fā)生。為解決白洋淀缺水問題,從1981年開始河北省先后從上游的西大洋、王快、安各莊水庫向白洋淀補(bǔ)水21次,共補(bǔ)水約6.36億m3;2004年實(shí)施引岳濟(jì)淀,在流域內(nèi)跨水系引水,白洋淀收水約1.6億m3;自2006年開始實(shí)施引黃濟(jì)淀,跨流域調(diào)水5次,白洋淀收水約5.1億m3。
引黃濟(jì)淀輸水路線從黃河位山閘引水,經(jīng)位山三干渠、穿衛(wèi)(運(yùn)河)工程,入河北境內(nèi),沿清臨干渠、清涼江、滏東排河、紫塔干渠、陌南干渠、小白河、任文干渠,在白洋淀十二孔閘進(jìn)入淀區(qū)。輸水路線總長達(dá)397 k m。[1]由于輸水線路借用原有河道,情況復(fù)雜,有的河段地勢低洼,有的河段倒坡運(yùn)行,有的河段平時(shí)用于排污,因此,要保證入淀水質(zhì),在引水前期要用大量清水沖污。研究引黃濟(jì)淀線路水質(zhì)隨時(shí)間和空間的變化規(guī)律,并分析其影響因素,對于今后輸水調(diào)度及水質(zhì)監(jiān)測具有重要意義。
自2006年實(shí)施引黃濟(jì)淀工程以來,在滄州境內(nèi)的馮莊、獻(xiàn)縣、韓村、滄保公路、天門口、大樹劉莊等地進(jìn)行采樣檢測。水質(zhì)樣品的采集和檢驗(yàn)嚴(yán)格按照中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》(SL 219-98)[2]進(jìn)行。
水質(zhì)監(jiān)測項(xiàng)目根據(jù)國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)[3],結(jié)合引黃濟(jì)淀的實(shí)際情況選定為水溫、p H值、電導(dǎo)率、溶解氧、總硬度、氯化物、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽氮、砷、揮發(fā)酚、六價(jià)鉻、總磷、總氮、銅、鉛、鎘、鐵、汞等[4]。
為掌握引黃濟(jì)淀輸水全過程的水質(zhì)變化情況,特別是為了掌握輸水初期河道存蓄污水對引黃水質(zhì)影響,確定水質(zhì)達(dá)標(biāo)時(shí)刻,在輸水初期,每天采樣1次,待水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)且基本穩(wěn)定后,每旬采樣1次,直至輸水結(jié)束。
依據(jù)《地表水資源質(zhì)量評價(jià)技術(shù)規(guī)程》(SL 395-2007)[5]進(jìn)行水質(zhì)評價(jià),單項(xiàng)水質(zhì)項(xiàng)目、水質(zhì)類別根據(jù)該項(xiàng)目實(shí)測濃度值與《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)限值的對比結(jié)果確定,當(dāng)不同類標(biāo)準(zhǔn)值相同時(shí),遵循從優(yōu)不從劣原則。各水質(zhì)檢測站點(diǎn)的水質(zhì)類別按所評價(jià)項(xiàng)目中水質(zhì)最差項(xiàng)目的類別確定。
以天門口站為例說明引水初期水質(zhì)變化情況。
在5次引黃輸水過程中,主要污染指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)和氨氮。圖1、圖2為5次引黃輸水初期高錳酸鹽指數(shù)和氨氮含量變化趨勢。由圖1、圖2可以看出,5次引黃初期的主要污染指標(biāo)及變化趨勢是一致的,高錳酸鹽指數(shù)和氨氮含量隨每年引水時(shí)間的延長均呈下降趨勢,但每年的污染物指標(biāo)值存在一定的差異。其中2006到2008年變化最大,高錳酸鹽指數(shù)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年之間的變化則不大。從污染物指標(biāo)值來看,2006年、2008年和2010年3次引水前7天的水質(zhì)均不合格,2009年和2011年引水初期河道污染較輕,在過水的第3天即達(dá)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。
圖1 引水初期天門口站高錳酸鹽指數(shù)變化趨勢
圖2 引水初期天門口站氨氮含量變化趨勢
據(jù)調(diào)查,在引水期間主干渠沿線支渠口及閘涵均封堵,沒有污水排入引水渠,對引水造成污染的是引水渠內(nèi)存積的少量污水及河底腐殖質(zhì)。在5次引水中,2009年和2011年預(yù)先進(jìn)行了清淤,并清除了渠道中污染嚴(yán)重的淤泥,換填清潔土,因此,在引水初期水質(zhì)很快達(dá)標(biāo)。而2006年、2008年和2010年則主要由水流沖洗,因此,在引水初期水質(zhì)達(dá)標(biāo)較慢,且浪費(fèi)水量。
在引水中后期,隨著輸水時(shí)間的延長,水質(zhì)總體逐漸轉(zhuǎn)好并趨于穩(wěn)定,但是個(gè)別河段出現(xiàn)反復(fù),有時(shí)水質(zhì)甚至達(dá)到Ⅴ類,其主要污染指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)。以2010年為例,選取引水中后期幾個(gè)水質(zhì)指標(biāo),說明沿程變化情況。
圖3、圖4為氯化物、電導(dǎo)率的沿程變化情況,氯化物和電導(dǎo)率均呈沿程升高趨勢。從總體上看,在引水中后期(大約在開始引水10天后)水體質(zhì)量沿程無大的變化,但由于水體在運(yùn)動(dòng)過程中溶解河道土壤中的鹽分,使得水體中的含鹽量有所增加,但變化幅度不大。
圖5是高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的沿程變化情況。由圖5可見,高錳酸鹽指數(shù)和氨氮含量在韓村站上游河段呈沿程減小趨勢,在韓村站到滄保公路站之間呈上升趨勢,而在滄保公路站下游河段又呈沿程減小趨勢。
圖3 2010年電導(dǎo)率沿程變化
圖4 2010年氯化物沿程變化
圖5 2010年高錳酸鹽指數(shù)、氨氮沿程變化
在引水的中后期,經(jīng)過長距離的輸水后,由于水體的自凈和沿途泥沙的沉降,一些吸附在泥沙顆粒表面的物質(zhì)隨泥沙沉積在河床上,使得水體的有機(jī)污染有所降低。但出現(xiàn)中間部分河段污染物指標(biāo)值增大,通過對沿途水質(zhì)變化情況進(jìn)行對比分析,認(rèn)為有4個(gè)方面的原因:一是有的河段在不引水時(shí)就用于排污、納污,河底污染嚴(yán)重;二是因?yàn)橛械暮佣蔚蛊逻\(yùn)行,流量小、流速小,清水沖污效果差;三是輸水初期水質(zhì)較差的水在入冬時(shí)結(jié)冰后固定下來,到春季解凍時(shí)又溶入水中,使水質(zhì)略有反復(fù);四是存在沿途生產(chǎn)污水積攢過多而漫溢、排入的現(xiàn)象。
(1)引水初期水質(zhì)較差,下游河段水質(zhì)為超Ⅴ類,主要是下游河段受到河道存蓄少量污水和河底腐殖質(zhì)影響,經(jīng)過3~7天的沖洗后,水質(zhì)才能變好;大約要經(jīng)過9~11天的沖洗,水體質(zhì)量才能達(dá)到或接近地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。
(2)引水中期水質(zhì)逐漸穩(wěn)定在Ⅲ類或優(yōu)于Ⅲ類,在沿程上,下游水質(zhì)優(yōu)于上游水質(zhì),主要是隨著水體的自凈和沿途泥沙的沉積,一些吸附在泥沙顆粒表面的污染物質(zhì)隨泥沙沉積在河床上。
(3)在引水中后期,尤其是初春河流解凍階段,中下游沿途水質(zhì)略有變差,即使是這樣,入淀水質(zhì)均能優(yōu)于地表水Ⅳ類,多數(shù)時(shí)期達(dá)到地表水Ⅲ類。
(4)在年際變化上,由于清淤和控制污水向輸水河道的排放,水質(zhì)也隨之好轉(zhuǎn)。歷次引水監(jiān)測中,有毒物質(zhì)汞和六價(jià)鉻均未檢出,砷和揮發(fā)酚偶爾有檢出,重金屬檢出率逐次下降且含量也逐次下降。特別是2009、2011年加大治污力度,起到了一定的效果,縮短了前期導(dǎo)污、沖污時(shí)間,節(jié)約了珍貴的水資源。
(1)由于底泥、腐殖質(zhì)對水質(zhì)影響很大,因此要繼續(xù)加大輸水河道清淤力度,盡量不要讓黃河水受到污染而白白浪費(fèi)掉。同時(shí),更應(yīng)進(jìn)一步采取措施,加大限制污水向輸水河道的排放的管理力度。
(2)黃河源水氮含量偏高,極易引起水庫水體的富營養(yǎng)化,當(dāng)黃河水進(jìn)入白洋淀后,應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測,防止水體水質(zhì)惡化,尤其在夏季更要注意水質(zhì)變化。
(3)在引水的第一天應(yīng)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測,以了解河道污水水質(zhì)狀況,確定污染指標(biāo)。然后可根據(jù)情況適當(dāng)?shù)販p少測次或者減少監(jiān)測項(xiàng)目(監(jiān)測主要污染指標(biāo)),這樣既可以大大降低監(jiān)測成本,也可以縮短提供監(jiān)測成果的時(shí)間,避免將合格的黃河水當(dāng)作污水下泄棄用。
[1] 張俊芝,哈建強(qiáng),李濤,等.引黃輸水工程水質(zhì)變化特征分析及污染控制對策[J].南水北調(diào)與水利科技,2010,8(4):67-70.
[2] SL 219-2013水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社,2014.
[3] GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002.
[4] 劉曉光,張宇,等.引黃濟(jì)津應(yīng)急輸水水質(zhì)評價(jià)[J],水利科技與工程技術(shù),2001,119(6):40-41.
[5] 中華人民共和國水利部水文局.L395-2007地表水資源質(zhì)量評價(jià)技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國水利水電出版社,2007.