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石羊河流域地下水水質(zhì)變化及污染防治對策研究

2017-08-28 22:49:13
地下水 2017年4期
關(guān)鍵詞:石羊河流域水資源

李 亮

(甘肅省武威水文水資源勘測局,甘肅 武威 733000)

石羊河流域地下水水質(zhì)變化及污染防治對策研究

李 亮

(甘肅省武威水文水資源勘測局,甘肅 武威 733000)

隨著社會(huì)工業(yè)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展導(dǎo)致地表水驟然減少,地下水水位急劇降低,對于地區(qū)的生態(tài)平衡和穩(wěn)定發(fā)展造成極大的不利影響。本文通過數(shù)據(jù)分析、匯總統(tǒng)計(jì)等方法對2011年-2015年地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,確定了地下水水質(zhì)超標(biāo)指標(biāo)由四個(gè)變化為八個(gè),并根據(jù)實(shí)際調(diào)研和數(shù)據(jù)分析確定了指標(biāo)超標(biāo)的原因;通過對地下水水質(zhì)污染的原因進(jìn)行分析,提出了“宣傳→監(jiān)督→管理”,“細(xì)化→控制→技術(shù)推廣”的污染物關(guān)鍵控制措施,為類似地區(qū)地下水污染控制和治理提供借鑒,同時(shí)也為我國大流域水資源污染控制提供指導(dǎo)。

地下水;水質(zhì)變化;水質(zhì)監(jiān)測;生態(tài)措施;策略研究;石羊河流域

我國對于水資源方面的重要政策:合理開發(fā)和有效保護(hù)地下水資源,促進(jìn)水資源可持續(xù)利用,改善和保護(hù)生態(tài)環(huán)境[1],這表明地下水資源的合理利用和保護(hù)已然成為在新世紀(jì)我國水資源方面的重要發(fā)展方向。針對于我國的地下水資源情況方面的研究包括:鄭洋[2]根據(jù)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范,對石羊河流域地下水質(zhì)量進(jìn)行了分析,通過十年的監(jiān)測數(shù)據(jù)對水質(zhì)情況進(jìn)行了分類;張永勇,張士鋒,翟曉燕[3]等通過構(gòu)建SWAT模型模擬了該流域的水文變化情況,研究了在氣候變化條件下流域水資源規(guī)劃和治理,為其提供了數(shù)據(jù)支撐;郭小芹,劉明春,曾婷[4]等結(jié)合五個(gè)氣象點(diǎn)30年氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)及其十年的監(jiān)測統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),對石羊河主干流徑流量變化趨勢進(jìn)行了分析,揭示了降水和溫度的敏感性程度和變化規(guī)律;朱金花[5]通過針對石羊河流域下游的水質(zhì)狀況進(jìn)行分析,揭示了河水的自凈規(guī)律,提出了水污染的治理和控制措施;呂麗霞[6]等通過對石羊河水質(zhì)監(jiān)測資料進(jìn)行分析,研究了2010年以來的河水水質(zhì)情況,分析了河水污染變化規(guī)律,通過對污染物的排放量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,結(jié)果證明流域的污染治理取得了較好的成效。此外,朱金花[7],侯慧敏,Hou Huimin,嚴(yán)維,Yan Wei[8],石巖,張芮,董平國[9]等也對石羊河流域水資源情況進(jìn)行了深入的研究,并取得了一定的研究成果。

但是,各位專家學(xué)者針對于石羊河流域的水質(zhì)監(jiān)測及其評(píng)價(jià)研究的內(nèi)容較多,特別是監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)較為深入,但是對石羊河流域水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)及原因、防治惡化的策略和關(guān)鍵措施的研究尚有值得商榷的地方,目前為止尚未有真正適合的地下水資源流失的控制措施。因此,本文你針對于2011年至2015年最新的監(jiān)測數(shù)據(jù),對石羊河流域的地下水指標(biāo)超標(biāo)情況進(jìn)行了分析,并根據(jù)超標(biāo)的地下水指標(biāo)分析了原因并提出了具體的水資源控制措施。

1 流域概況

石羊河全長179.6 km,流域總面積達(dá)到4.16×104km2,是甘肅省河西走廊三大水系之一。該流域主要包括四大地貌單元:低山丘陵區(qū)(北部)、祁連山地(南部)、河西走廊平原區(qū)(中部)和荒漠區(qū)。多年平均降水量達(dá)到222 mm,流域自產(chǎn)水資源總量達(dá)到1.66×1010m3,主要通過高山冰雪融水、山區(qū)大氣降水進(jìn)行水量補(bǔ)給,產(chǎn)流面積1.1×104km2。

但是,由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中,由于用水方式陳舊、浪費(fèi)污染嚴(yán)重等,據(jù)最新統(tǒng)計(jì)可知,該流域用水總量已經(jīng)超過2.84×1010m3。其次,上下游地下水的超采導(dǎo)致流域的水資源開發(fā)利用達(dá)到172%,消耗率率達(dá)125%,造成地下水年超采量達(dá)到5.6×109m3,直接導(dǎo)致其生態(tài)水環(huán)境的嚴(yán)重失衡。此外,由于地下水量的加速開采和利用,水位下降間接導(dǎo)致水中礦物度快速增大,水質(zhì)惡化情況較為嚴(yán)重,造成流域水質(zhì)超標(biāo)。

2 流域地下水水質(zhì)變化趨勢分析

2.1 地下水水質(zhì)監(jiān)測

2.1.1 監(jiān)測項(xiàng)目情況

根據(jù)GB/T14848-93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對地下水監(jiān)測項(xiàng)目的相關(guān)規(guī)定,確定監(jiān)測項(xiàng)目為21項(xiàng):水溫、pH、總硬度、礦化度、總堿度、硫酸鹽、碳酸鹽、重碳酸鹽、亞硝酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、氯化物、氰化物、氟化物、砷、汞、鉻、鐵、鈣、鎂、總大腸菌群等[10]。

2.1.2 監(jiān)測要求

根據(jù)省地下水監(jiān)測規(guī)定,在地下水監(jiān)測范圍內(nèi)各監(jiān)測點(diǎn)按季度需監(jiān)測一次,由于地下水位下降嚴(yán)重及其他導(dǎo)致無法正常采集水樣的監(jiān)測點(diǎn),需指明原因,并上報(bào)相關(guān)部門。

2.2 水質(zhì)變化分析

通過對石羊河流域60眼地下水監(jiān)測井點(diǎn)近五年的監(jiān)測數(shù)據(jù),水質(zhì)類別及其所占的比例見表1。水質(zhì)超標(biāo)項(xiàng)目監(jiān)測最大值見表2。

通過表1可知:根據(jù)石羊河流域近五年的監(jiān)測數(shù)據(jù)可知,石羊河流域地下水質(zhì)量狀況,無 Ⅰ 類水質(zhì),平均 Ⅱ 類水質(zhì)占8.3%,平均 Ⅲ 類水質(zhì)占26.7%,平均 Ⅳ 類水質(zhì)占4.7%,平均 Ⅴ 類水質(zhì)占60.3%。其中,通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn):超標(biāo)項(xiàng)目已經(jīng)由原來的等4項(xiàng)的基礎(chǔ)上增加成為8項(xiàng)。由表2分析可知:近五年八項(xiàng)超標(biāo)項(xiàng)目超標(biāo)倍數(shù)最大值達(dá)到32.5倍。其中,硫酸鹽為3 664 mg/L,超標(biāo)13.69倍;氯化物為4 146 mg/L,超標(biāo)15.74倍;總硬度為1 830 mg/L,超標(biāo)3.21倍;礦化度為12 685 mg/L,超標(biāo)11.77倍;氨氮為2.85 mg/L,超標(biāo)13.20倍;亞硝酸鹽氮為0.670 mg/L,超標(biāo)32.50倍;鐵為4.55 mg/L,超標(biāo)14.20倍;氟化物為1.10 mg/L,超標(biāo)1.10倍。通過以上數(shù)據(jù)分析可知:流域水質(zhì)類別所占比例隨著年變化情況變動(dòng)較小,這說明水質(zhì)污染等情況逐步得到改善并進(jìn)行控制,但好轉(zhuǎn)的幅度變化不明顯。針對于確定的超標(biāo)指標(biāo),對當(dāng)?shù)氐墓I(yè)、農(nóng)業(yè)、生活用水情況等進(jìn)行實(shí)地考察得出原因:人類活動(dòng),特別是工業(yè)廢水、污水等的排放,農(nóng)作物化學(xué)肥料的過量使用是造成這一現(xiàn)象的主要原因。

表1 水質(zhì)分類及其比例情況統(tǒng)計(jì)表 %

表2 水質(zhì)分類及其比例情況統(tǒng)計(jì)表

3 地下水水質(zhì)污染控制關(guān)鍵措施

3.1 加強(qiáng)宣傳,明確責(zé)任

地下水資源關(guān)系到地區(qū)發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,因此,各地區(qū)必須聯(lián)合大力宣傳,樹立“關(guān)心水、珍惜水、保護(hù)水環(huán)境”的意識(shí),利用交流會(huì)、群眾會(huì)、節(jié)約用水宣傳冊等形式,逐門、逐村、逐鎮(zhèn)等宣講宣傳,同時(shí)加強(qiáng)水資源利用監(jiān)督、公共媒體、輿論監(jiān)督力度,為石羊河地下水資源的合理使用提供重要保障[11]。結(jié)合石羊河流域具體情況,針對于低山丘陵區(qū)(北部)、祁連山地(南部)、河西走廊平原區(qū)(中部)和荒漠區(qū)四大地貌建立專門的地下水資源利用監(jiān)管辦公室,確定主體責(zé)任,監(jiān)管辦公室下設(shè)各地貌工作專項(xiàng)小組,特別是針對于河西走廊平原區(qū)等人口眾多的地區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)治理和管理,,形成水電使用部門、責(zé)任監(jiān)管部門、鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理部門等綜合管理機(jī)制體系,制定領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任制、各級(jí)政府考核辦法和流域治理細(xì)則。

3.2 細(xì)化水權(quán),輪次配水

堅(jiān)決執(zhí)行“四嚴(yán)格、一重點(diǎn)”政策。石羊河流域用水方式陳舊、浪費(fèi)污染嚴(yán)重,再加上地下水量的加速開采和利用,水位下降間接導(dǎo)致水中礦物度快速增大,因此,必須對地下水資源進(jìn)行輪次、計(jì)劃配水。一是對于低山丘陵區(qū)(北部)、河西走廊平原區(qū)(中部)嚴(yán)格初始水權(quán)分配,健全完善縣、鎮(zhèn)、村、戶四級(jí)水權(quán)臺(tái)賬,確定每級(jí)的水量控制指標(biāo)和參數(shù);二是對于祁連山地(南部)和荒漠區(qū)嚴(yán)格配水面積監(jiān)管,因地制宜,針對當(dāng)?shù)氐挠盟捌涔喔惹闆r,對縣、鎮(zhèn)、村、戶等各級(jí)的水權(quán)進(jìn)一步確認(rèn)和細(xì)化;三是嚴(yán)格審批輪次水權(quán),對水量、水面、電量等逐步核實(shí),對輪次、機(jī)井、地塊等逐步落實(shí)到位;四是嚴(yán)格逐井定額管理,確保定額水量和輪次水量不超標(biāo);重點(diǎn)強(qiáng)化水權(quán)水量監(jiān)管,保證“公開、公正、公平”。針對于超采、水質(zhì)惡化等情況,必須加大監(jiān)管和懲罰力度,嚴(yán)格依法執(zhí)行,違法必究,過程控制。

3.3 加強(qiáng)污染源控制,發(fā)展污水灌溉技術(shù)

針對石羊河流域地下水污染源情況,對硫酸鹽、氯化物、總硬度、礦物度、氨氮、氟化物等八項(xiàng)指標(biāo)加強(qiáng)監(jiān)測力度和頻率,增設(shè)監(jiān)測點(diǎn),形成“監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)→監(jiān)測數(shù)據(jù)分析→信息反饋→預(yù)警控制”監(jiān)測預(yù)警機(jī)制,加強(qiáng)對各指標(biāo)超標(biāo)的監(jiān)測力度;各個(gè)區(qū)域加強(qiáng)污染源控制,對生活污水、工業(yè)廢水、石油類污染等主要污染源必須嚴(yán)格控制,務(wù)必達(dá)標(biāo)排放;加大力度興建污水處理廠等,積極引進(jìn)污水處理新技術(shù)、新設(shè)備,健全建設(shè)污水管網(wǎng)處理,提高污水綜合處理能力;對于不含影響植物生長物質(zhì)的污水,適時(shí)進(jìn)行“污灌”利用,進(jìn)一步提高了水的利用率。此外,應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)與高校、科研院所的溝通和交流,研發(fā)新型污染源處理技術(shù)和工藝,發(fā)展新型灌溉技術(shù);對于石油類、烴基類等水資源化學(xué)污染,可通過引入可分解石油類、烴基類污染物的微生物凈化水體,解決水污染問題[12]。

3.4 加強(qiáng)水利科研,重視生態(tài)技術(shù)推廣

加大推廣高產(chǎn)灌溉制度、先進(jìn)灌水技術(shù),引導(dǎo)農(nóng)民通過減少灌水次數(shù)、降低灌水定額等措施,計(jì)劃好生育期灌水,力求使有限水量獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益;加快滴灌為重點(diǎn)的節(jié)水工程建設(shè),強(qiáng)化工程運(yùn)行管理,逐步提高水資源的高效利用率;積極推薦機(jī)井智能化設(shè)備的使用、維護(hù)、運(yùn)行管理流程,促進(jìn)生態(tài)技術(shù)的適時(shí)推廣。

4 結(jié)語

地下水資源對于地區(qū)的社會(huì)發(fā)展具有重要作用,同時(shí)也是制約地區(qū)工業(yè)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。本文通過對石羊河流域地下水水質(zhì)情況進(jìn)行研究,針對2011年至2015年地下水監(jiān)測數(shù)據(jù),確定了地下水水質(zhì)超標(biāo)的8個(gè)指標(biāo):,計(jì)算得出了指標(biāo)超標(biāo)倍數(shù);通過實(shí)地考察、研究地下水水質(zhì)礦化、污染等原因,提出了石羊河流域針對性的水質(zhì)污染防治策略和措施,從宣傳到監(jiān)督,從細(xì)化到控制,從加強(qiáng)污染控制到生態(tài)技術(shù)推廣,為類似石羊河流域地下水水質(zhì)污染控制工程提供技術(shù)借鑒和指導(dǎo)。隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展,越來越多的新技術(shù)和新設(shè)備不斷研發(fā),對于節(jié)水、控污、生態(tài)防護(hù)等仍存在更深入的研究和探索。

[1]周俊菊,師瑋,石培基. 石羊河上游1956-2009年出山徑流量特征及其對氣候變化的響應(yīng)[J]. 蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2012.48(1):27-34.

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2017-06-23

李亮(1984-),男,甘肅民勤人,工程師,主要從事專業(yè)水文、水質(zhì)化驗(yàn)方面的工作。

P641.12

A

1004-1184(2017)04-0086-02

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