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(新疆巴音郭楞水文勘測(cè)局，新疆 庫爾勒 841000)

新疆開都河作為其下游博湖的主要入湖河流，其水環(huán)境變化對(duì)于博湖水生態(tài)保護(hù)十分重要[1-2]。博湖是我國(guó)內(nèi)陸最大的淡水湖泊，近些年來受人類活動(dòng)以及氣候變化的綜合影響，博湖水環(huán)境變化有所惡化，流域內(nèi)水生態(tài)功能受到不同程度的影響。尤其是上游開都河水環(huán)境變化是其變化的主要成因，因此亟需對(duì)開都河水環(huán)境變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，并對(duì)其變化成因進(jìn)行探討，才能制定相對(duì)應(yīng)的水環(huán)境保護(hù)措施。為此結(jié)合開都河主要水質(zhì)采樣點(diǎn)4種常規(guī)水環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)各指標(biāo)濃度變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，并重點(diǎn)對(duì)其變化影響主因進(jìn)行探討，以期為博湖流域水環(huán)境綜合治理和保護(hù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為變化環(huán)境下流域生態(tài)環(huán)境問題的來源提供科學(xué)的依據(jù)。

1 開都河基本情況及資料來源

開都河開都河位于新疆巴音郭楞蒙古自治州境內(nèi)，是區(qū)域內(nèi)第一大河流，其出口為我國(guó)內(nèi)陸最大的淡水湖泊博湖，開都河干流控制水文站分別為巴音布魯克、大山口、焉耆水文站，各站多年平均徑流量在9.57×108～25.68×108m3之間，從開都河上游到下游其徑流量逐步增加。本文主要結(jié)合以上4個(gè)水文站水質(zhì)監(jiān)測(cè)常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行開都河水質(zhì)變化特征的分析，其中巴音布魯克水文站在汛期和非汛期水化學(xué)分別以重碳酸鹽鈣類II型和III型為主，鈣離子和鎂離子隨著河道長(zhǎng)度濃度逐步增加，而重碳酸鹽鈣類III型是大山口、焉耆兩個(gè)水文站汛期和非汛期的主要水化學(xué)類型。

2 變化趨勢(shì)檢驗(yàn)方法

采用M-K非線性顯著檢驗(yàn)方法對(duì)各水質(zhì)指標(biāo)變化特征進(jìn)行顯著變化特征的分析。該方法將水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)序列作為樣本序列對(duì)其統(tǒng)計(jì)變量S進(jìn)行計(jì)算：

(1)

(2)

(3)

(4)

式中：S為水質(zhì)指標(biāo)樣本序列顯著性檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)變量；xi和xj表示為來自同一個(gè)樣本總體的兩個(gè)樣本數(shù)據(jù)系列；σs表示為方差標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算值；singn表示為計(jì)算變量；n表示為總的樣本序數(shù)；Z表示檢驗(yàn)特征變量，當(dāng)Z>0則表示水質(zhì)指標(biāo)呈現(xiàn)遞增變化趨勢(shì)，否則呈現(xiàn)遞減變化趨勢(shì)，當(dāng)∣Z∣>2.32、1.64<∣Z∣<2.32、1.28<∣Z∣<1.64則分別表示變化趨勢(shì)的顯著性可分別達(dá)到99%、95%以及90%的置信水平。

3 主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)變化趨勢(shì)

3.1 汛期和非汛期開都河水質(zhì)變化分析

結(jié)合開都河巴音布魯克、大山口、焉耆水文站主要水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)其汛期、非汛期以及全年pH值、礦化度、溶解性總固體以及總硬度的指標(biāo)均值進(jìn)行分析，如表1所示，并結(jié)合趨勢(shì)檢驗(yàn)方法對(duì)其不同時(shí)間尺度趨勢(shì)變化進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)值如表2所示。

表1 開都河各水文站汛期和非汛期主要水質(zhì)指標(biāo)

從表1開都河各水文站汛期和非汛期主要水質(zhì)指標(biāo)均值分析可看出，各站點(diǎn)汛期和非汛期pH值、礦化度、溶解性總固體以及總硬度的指標(biāo)均值變化的差異程度不高，汛期各指標(biāo)均值總體低于非汛期，開都河流域從源頭向下游，其各指標(biāo)均值總體逐步增加。從表2開都河巴音布魯克、大山口、焉耆水文站主要水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)檢結(jié)果可看出，不同站點(diǎn)汛期、非汛期以及全年的指標(biāo)變化趨勢(shì)變化差異較大，各站點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)在全年和汛期尺度變化趨勢(shì)總體具有一致性，其中對(duì)于pH值而言，巴音布魯克站總體呈現(xiàn)弱遞增變化，變化趨勢(shì)較低，而大山口站汛期和全年呈現(xiàn)遞減變化，而非汛期呈現(xiàn)遞增變化，但趨勢(shì)顯著性檢驗(yàn)水平均低于90%。焉耆站和大山口水文站的Ph值變化趨勢(shì)較為接近。對(duì)于礦化度而言，巴音布魯克位于上游，其值呈現(xiàn)較為明顯的地質(zhì)變化，汛期和非汛期遞增趨勢(shì)顯著性低于90%，但全年尺度遞增變化趨勢(shì)性高于90%。而大山口水文站和焉耆水文站的礦化度變化趨勢(shì)具有相似性，汛期和非汛期變化趨勢(shì)要低于全年礦化度的變化趨勢(shì)，但總體趨勢(shì)顯著性檢驗(yàn)水平值低于90%。從各站點(diǎn)溶解性總固體的變化趨勢(shì)分析結(jié)合可看出，巴音布魯克、大山口、焉耆水文站溶解性總固體總體呈遞減變化趨勢(shì)，汛期和非汛期變化顯著性較低，但全年變化趨勢(shì)顯著性高于90%。各站點(diǎn)總硬度呈現(xiàn)遞增變化，但遞增變化的趨勢(shì)顯著性水平低于90%，從上游到下游其總硬度變化趨勢(shì)有所增加。

表2 開都河各水文站汛期和非汛期主要水質(zhì)指標(biāo)變化趨勢(shì)檢驗(yàn)值

3.2 開都河水質(zhì)指標(biāo)年特征值統(tǒng)計(jì)分析

結(jié)合開都河巴音布魯克、大山口、焉耆水文站主要水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)其年特征值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分析結(jié)果如表3所示。

表3 開都河各水文站主要水質(zhì)指標(biāo)年特征值 mg/L

從巴音布魯克、大山口、焉耆水文站各水質(zhì)指標(biāo)年最大值和最小值對(duì)比結(jié)果可看出，各站點(diǎn)鈣、鎂的比值在1.11～1.65之間，而氯化物和硫酸鹽比值在1.70～11.03之間，總碳酸根和總硬度的年最大和年最小比值在1.08～1.10之間，各站點(diǎn)變化差異度較低，而巴音布魯克、大山口、焉耆水文站礦化度年最大值和最小值比值1.10～1.19之間，總體變化度也較小。巴音布魯克、大山口、焉耆水文站礦化度年均值分別為2.31×108t、9.72×108t、7.83×108t。從大山口到焉耆站之間其礦化度總體呈現(xiàn)衰減變化，各指標(biāo)年變化規(guī)律與其年徑流變化具有相似性。

4 水質(zhì)主要成因探討

從開都河巴音布魯克、大山口、焉耆水文站沿程水質(zhì)變化可看出，從開都河上游源頭到下游其各水質(zhì)指標(biāo)均沿程呈現(xiàn)遞增變化，開都河的主要污染成因是農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷，開都河流域從50 a底啊開始進(jìn)行較大規(guī)模的農(nóng)業(yè)水土的利用，農(nóng)田灌溉面積逐年遞增，農(nóng)業(yè)耕作方式下大量的面源污染負(fù)荷進(jìn)入河流中，經(jīng)過相關(guān)調(diào)研分析，開都河流域農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷占進(jìn)入河流污染負(fù)荷總量的50%左右，是開都河流域主要污染成因。因此對(duì)于開都河流域而言，需要對(duì)其農(nóng)業(yè)耕種方式包括其耕地面積以及農(nóng)業(yè)化肥的使用進(jìn)行合理控制，才可以對(duì)有效改善開都河流域水質(zhì)狀況。

5 結(jié)語

開都河汛期各指標(biāo)均值總體低于非汛期，流域從源頭向下游，其各指標(biāo)均值總體逐步增加。

巴音布魯克、大山口、焉耆水文站各站點(diǎn)汛期、非汛期以及全年的指標(biāo)變化趨勢(shì)變化差異較大，各站點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)在全年和汛期尺度變化趨勢(shì)總體具有一致性。

從大山口到焉耆站之間其礦化度總體呈現(xiàn)衰減變化，各指標(biāo)年變化規(guī)律與其年徑流變化具有相似性。

開都河流域農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷占進(jìn)入河流污染負(fù)荷總量的50%左右，是開都河流域主要污染成因。因此對(duì)于開都河流域而言，需要對(duì)其農(nóng)業(yè)耕種方式包括其耕地面積以及農(nóng)業(yè)化肥的使用進(jìn)行合理控制，才可以對(duì)有效改善開都河流域水質(zhì)狀況。