利用電導率分析南四湖水質(zhì)變化狀況

張 健李寶恒張秀敏孔 舒

利用電導率分析南四湖水質(zhì)變化狀況

張 健1李寶恒2張秀敏1孔 舒1

1 基本概況

1.1 湖區(qū)概況

南四湖位于山東省南部，由南陽、獨山、昭陽、微山四個湖泊相連而成，是一個南北狹長的湖泊，1958年于南四湖最窄處修筑二級壩，將湖區(qū)分為上、下兩級。湖區(qū)南北長120km，東西寬5～25km,湖面面積1266km2。總庫容 53.72億 m3，其中上級湖22.27億m3，下級湖31.45億 m3，是我國第六大淡水湖泊，具有調(diào)節(jié)洪水、蓄水灌溉、發(fā)展水產(chǎn)、航運交通、改善生態(tài)環(huán)境等多重功能。

南四湖總流域面積31700km2，承接蘇、督、豫、皖4省32個縣（市、區(qū)）50多條河流的來水，其中流域面積1000km2以上的主要有泗河、梁濟運河、白馬河、沫趙新河、老萬福河、復興河、城郭河、東魚河、氵光氵府河、新薛河、萬福河共11條。南四湖流域年平均降雨量685mm,年平均入湖徑流量29160億m3，年平均出湖徑流量19120億 m3。

1.2 南四湖與南水北調(diào)的關(guān)系

南水北調(diào)東線工程由韓莊運河，經(jīng)臺兒莊、萬年閘、韓莊三級泵站提水后進入南四湖下級湖，經(jīng)下級湖湖內(nèi)航道及東股引河至二級壩，由二級壩泵站提水進入南四湖上級湖，經(jīng)湖內(nèi)航道進入梁濟運河輸水干線北上，南四湖成為南水北調(diào)東線最大的調(diào)蓄水庫，由于湖區(qū)來水較為豐沛，也是山東省重要的后備調(diào)水水源地。因此，南四湖水質(zhì)對南水北調(diào)工程作用的發(fā)揮有直接影響。

1.3 近年來湖區(qū)洪水及水質(zhì)概況

近年來，南四湖水量連續(xù)偏豐，2004～2010年連續(xù)7年來水量均較歷年偏多20%左右，多年持續(xù)高水位運行，汛末蓄水量均超過限制水位蓄水。2011年來水量接近常年，2012年南四湖進入偏枯年份，來水量較歷年偏少31%，上、下級湖汛末蓄水分別低于限制水位0.20m和0.35m。

由于南水北調(diào)工程的實施，隨著湖區(qū)各河流截污導流工程的竣工運行，湖區(qū)水質(zhì)狀況也逐步得到改善，尤其上級湖南陽以北附近水域水質(zhì)標準明顯提高，重金屬等污染物呈減少趨勢。

2 南四湖水質(zhì)變化狀況及原因分析

2.1 電導率的應用及資料收集

溶液的電導率是電解質(zhì)溶液的一個基本物理化學量。在特定的條件下，溶液的含鹽量、總?cè)芙庑怨腆w物質(zhì)TDS（TotalDissolvedSolids）、pH值等都與電導率有著密切的關(guān)系。由于電導率值隨離子濃度的增大而增大，故使用該指標反映水質(zhì)狀況更直觀。近年來通過南四湖南陽和微山兩個監(jiān)測斷面電導率監(jiān)測，根據(jù)湖區(qū)電導率的變化，分析南四湖水質(zhì)的變化狀況。

選取南陽、微山島兩個斷面電導率監(jiān)測資料，南陽監(jiān)測斷面代表上級湖，微山島斷面代表下級湖水質(zhì)狀況。分析時段為2004～2012年汛前（5月10日）、汛末（9月10日）電導率資料。同時選取2008年為代表年，對南陽、微山島監(jiān)測斷面電導率年內(nèi)變化情況進行分析。

2.2 湖區(qū)電導率、水位年際變化分析

根據(jù)2004～2012年南陽、微山島兩監(jiān)測斷面汛前、汛末電導率、水位資料，繪制電導率及水位年度變化過程線，水位變化是反應湖區(qū)蓄水量變化的重要指標，水位越高湖內(nèi)蓄水量就越大，分析電導率年際變化趨勢及電導率變化與水位變化的相應關(guān)系。南陽、微山島汛前、汛末電導率、水位變化趨勢如圖1。

圖1中，南陽、微山島電導率、水位變化趨勢表明，2004～2012年南陽、微山汛前電導率最小的年份是2005年，電導率分別為 950μs/cm、658μs/cm，2005 年后呈波動上升趨勢。2004～2012年南陽、微山汛末電導率最小的年份為2006年，電導率分別為 650μs/cm、470μs/cm，2006年后呈波動上升趨勢。南陽汛前、汛末和微山島汛前電導率與水位變化趨勢相反，水位較高蓄水量大時電導率較小，離子濃度減小；水位較低蓄水量小時電導率較大，離子濃度增大。微山島汛末電導率隨水位增加而減小的趨勢不明顯，根據(jù)下級湖韓莊站水文資料分析，微山島處于下級湖中，一般汛末微山湖蓄水，韓莊閘泄流水量較小，造成下級湖水體流通性較差，可能導致電導率與水位變化趨勢不明顯。

圖1 南四湖電導率、水位變化趨勢圖

2.3 典型代表年電導率、水位年內(nèi)變化分析

根據(jù)選擇的典型年2008年南陽、微山島兩監(jiān)測斷面電導率、水位資料，繪制電導率及水位年內(nèi)變化過程線，分析電導率年內(nèi)變化趨勢及電導率變化與水位變化的相應關(guān)系。微山島、南陽監(jiān)測斷面處2008年電導率、水位年內(nèi)變化情況如圖2。

圖2 南四湖2008年電導率、水位變化趨勢圖

圖2中，南四湖2008年各月電導率、水位變化趨勢圖表明，南陽、微山島監(jiān)測斷面處在8月電導率最小，最小值分別為1050μs/cm、520μs/cm；在汛前1～6月電導率較大，6～8月逐漸減小，汛后又逐漸增大，微山島監(jiān)測斷面處電導率與水位變化趨勢相反，南陽監(jiān)測斷面處除8月份外電導率與水位變化趨勢也相反，水位較高蓄水量大時電導率較小，離子濃度減小；水位較低蓄水量小時電導率較大，離子濃度增大。2008年8月份南陽站水位較低，電導率也較小，根據(jù)南陽站、二級壩及韓莊閘水文資料分析，2008年8月份由于南四湖流域上游來水量大，上級湖通過二級壩向下級湖泄流，上級湖水量充沛、水體流動性較好，可能造成水位較低，電導率也較小的情況。

由于南四湖3～6月、10～12月湖內(nèi)水位較低，湖內(nèi)水生植物季節(jié)性變化，導致水體水質(zhì)變化，電導率較高，水質(zhì)較差。

3 結(jié)論和建議

近幾年，南四湖經(jīng)過截污導流等多項治理措施水質(zhì)狀況得到了改善，下級湖水質(zhì)好于上級湖，但由于2012年南四湖來水量偏少，水位偏低，電導率為近年來最高值，水質(zhì)有變差趨勢，所以南四湖水環(huán)境治理工作面臨考驗。

（1）南四湖水質(zhì)與湖內(nèi)水量有密切關(guān)系，枯水年是水質(zhì)容易出現(xiàn)惡化的年份，在枯水年應加大治理力度。

（2）在春秋季節(jié)變化期間，受水生植物影響，水質(zhì)發(fā)生變化，應加強水環(huán)境監(jiān)測治理措施。

（3）南四湖在低水位期應采取調(diào)水措施，增強水體流動性，補充南四湖生態(tài)用水，改善南四湖水質(zhì)狀況

1.濟寧市水文局 272019 2.濟寧市中區(qū)水務局 272000）