信陽市淮河干流段地表水化學特征分析

□程曼曼 □尤 賓（河南省信陽水文水資源勘測局）

1.概況

信陽市位于河南省南部，地理坐標在北緯30°23′～32°27′、東經113°45′～115°55′之間。京廣、京九鐵路和國道106、107線及京港澳、阿深高速公路縱貫南北，寧西鐵路、滬陜高速和國道312線橫穿東西。地勢總體上呈南高北低，由西南向東北傾斜。全市河流面積屬淮河水系的占全市總面積的98.2%，其余屬長江水系。

信陽市年降雨量1300m m左右，年均水資源總量90億m3，人均水資源1230m3，是河南省人均的3.2倍。全市有大型水庫5座，中型水庫13座，小型水庫866座，總庫容40.52億m3，水資源總量占河南省總量的22%。

2.信陽市淮河干流段河流水體水化學特征分析

2.1 水化學成分的物質來源

河水化學成分主要來源于本水系所流經地區的巖石、土壤以及天然降水。信陽市主要巖石為白云母片麻巖、片麻狀花崗巖和角閃片巖等變質巖。巖石一經風化受水的淋溶將巖石內的許多元素溶于水中，隨著水體的流動而遷移，通過地表徑流或地下徑流的形成或補給河流，成為河水化學成分的主要來源。

土壤以砂姜黑土、水稻土、黃褐土、黃棕壤為主，其化學成分與形成土壤的質有密切關系。大氣中的水汽在各種條件的綜合影響下，凝結降落而成降水，從水資源角度出發，降水中最重要的是降雨。水汽凝結成水滴和下降過程中，吸收和溶存空氣中的不同氣體、飄塵與雜質。因此，降水的成分并不十分干凈。

2.2 影響水化學成分遷移的因素

2.2.1 水熱條件

本流域處于北亞熱帶和暖溫帶的過渡地帶，在氣候上具有過渡特征，年平均氣溫15.2～15.4℃。冬季與夏季溫差較大，有利于巖石的物理風化，氣溫變化制約著元素的轉移速度，冬季氣溫較低，由于凍結，元素轉移減慢或停止。全市降水量地區分布不均勻，由南向北遞減，暴雨大部分發生在6－8月。降水量及相對溫度增加，有利于巖石風化和化學淋溶作用，加速了元素的遷移和轉化。

2.2.2 水文網

信陽市淮河干流段的水文網較發育。淮河為本市主干，自西向東橫貫全境。淮河干流信陽市段全長351km，流域面積36112m2，根據該段水文（質）站網布設及水體質量狀況可分三個河段：第一段淮河入境站大坡嶺到長臺關，區間集水面積1450km2，河道長63km，最大河寬541m，最低河底高程68.12m，本河段匯入有來源于湖北羅家山的游河，沿河分布有尖山、老鴉河、王堂中型水庫。第二段長臺關至息縣段，區間集水面積7100km2，河道長119km，最大河寬2418m，最低河底高程34m，本河段匯入有明河、浉河、小潢河、竹竿河，沿河分布有南灣、石山口兩座水庫，洪山、顧崗兩座中型水庫。第三段息縣至淮濱段，區間集水面和5815km2，河道長99km，最大河寬1258m，最低河流高程17.51m，本河段匯入有支流寨河、潢河、閭河、泥河、沿河分布有潑河、五岳兩座大型水庫，鄔橋、香山、長洲河中型水庫。較發育的水文網有利于元素的遷移，化學元素及其化合物以離子、分子或膠粒等形式由上游向下游遷移，同時較發育的水文網也是地下水的排泄通道，加速地下水的循環。

2.2.3 地下水

信陽市地下水較豐富。淺層地下水屬于降水入滲補給類型，地下水主要消耗于垂直蒸發和水平排泄。地下水有承壓水、基巖裂隙水、潛水。承壓水分布于淮北傾斜平原，基巖裂隙水分布于大別山、桐柏山地，潛水分布在沿淮河干流及其南岸一級支流。地下水不斷淋溶巖石，增加了水中化學元素的種類和含量，改變著不同水體的化學成分。地下水不斷地補入淮河水系，促進化學元素的遷移。

2.2.4 元素的遷移

信陽市地勢以南部和西部為主，逐漸向東北傾斜，山地面積占36.9%，丘崗面積38.5%。平原洼地占24.6%。南為大別山，西為桐柏山，深山海撥300～500m，淺山海撥100～300m，河道坡度大，流程短，水流湍急，有利于元素遷移。

2.3 水化學特征評價

2.3.1 評價方法

2.3.1.1 礦化度

礦化度是天然水中可溶性無機礦物質的總量，或陰陽離子的總和。天然水中的礦化度，可以評價水中總含鹽量，是農田灌溉用水等適用性評價的重要指標。根據水體中礦化度的多少，按標準劃分為七級，見表1。

表1 地表水礦化度分級標準（m g/L）

2.3.1.2 總硬度的分級方法

水的硬度主要是指水中的鈣離子和鎂離子總和，以碳酸鈣表示。一般來說總硬度含量＜140m g/L為軟水，＞140m g/L稱為硬水。按照地表水中總硬度含量的大小，將總硬度劃分為七個級別，見表2。

表2 地表水總硬度分級標準（m g/L）

2.3.1.3 水化學類型劃分

水化學類型劃分采用阿廖金分類法，即按水體中陰陽離子的優勢成分和陰陽離子間的比例關系確定水化學類型的方法。按此方法地表水可分為重碳酸類（C）、硫酸類（S）、氯化類（Cl）三類，每一類再劃分為三個組，往下再劃分為四型。

2.3.2 評價結果

2.3.2.1 礦化度

信陽市淮干段的礦化度較低，多年平均200m g/L左右，最低值79.7m g/L，最高值384m g/L，為弱礦化水河流。按照O·A·阿列金分類，該河段一般為Ccaπ型水。1989-1998年水化學資料見表3，年季變化見圖1。

表3 信陽市淮干礦化度的年際變化(m g/L)

圖1 信陽市淮干礦化度年際變化圖

從表、圖中可以看出，礦化度總的情況有增加的趨勢，含量大小順序息縣＞長臺關＞淮濱。

2.3.2.2 總硬度

信陽市淮干段多為軟水，總硬度一般在4～8оDH，75～150m g/L之間。河水的硬度主要由鈣鹽引起，其次是鎂鹽。其來源為淮河干流及南北支流的巖石及土壤經過風化和化學淋溶遷移至河中。由于淮河干流徑流量較大，故總硬度含量較穩定，受工業污染影響相對較小，河水硬度與礦化度關系密切，隨礦化度升高而升高。1989-1998年水化學資料見表4，年季變化見圖2。

表4 信陽市淮干總硬度年際變化（m g/L）

圖2 信陽市淮干總硬度年際變化圖

從表、圖中看出，總硬度有逐年增加的趨勢，總硬度含量大小依次為息縣＞長臺關＞淮濱。