濟寧市地表水水化學特征分析

孔 舒 徐銀鳳 于志強 尹靜章 張海廷 曹 燕

（1.山東省濟寧市水文局 濟寧 272019 2.山東省水文局 濟南 250000 3.德州市水文局 德州 253000）

1 概況

濟寧位于魯西南腹地，地處黃淮海平原與魯中南山地交接地帶，屬淮河流域，境內河流眾多，交叉密布全境，僅流域面積50km2以上的河流就有91條，總長度達1516km，流域面積大于1000km2的河流有7 條，所有河流都注入南四湖。湖東主要有泗河、洸氵府河、白馬河等，屬山溪性河流，峰高流急，洪水暴漲暴落；湖西主要有梁濟運河、洙趙新河、新萬福河、東魚河等，為平原坡水河流，峰低而量大，洪水漲落平緩。

2 監測方案

2.1 評價范圍

為客觀反映濟寧市水化學類型分布情況，本次水化學類型分析采用了濟寧市水環境監測中心2016年的監測資料，選用了41 個監測點作為評價斷面。在各個河流的市（縣）界，入南四湖湖口處、濟寧市各個水庫站重點布設監測站。

2.2 監測項目及頻次

監測項目為水溫、pH、電導率、鈣、鎂、氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽、重碳酸鹽、總硬度、總堿度、溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量(COD)、五日生化需氧量、氨氮等共37 個基本項目。

2016年水質站點監測頻次為1 次/月，全年共監測12 次，本次評價使用年度監測結果平均值。

2.3 評價方法

采用總硬度、礦化度和阿列金分類法進行評價。評價時采用年均值作為該項目的代表值。水總硬度是指水中Ca2+、Mg2+的總量，它包括暫時硬度和永久硬度。根據《地表水資源質量評價技術規程》（SL395-2007），將水中總硬度按照標準劃分為五級，見表1。

礦化度是地表水化學的重要屬性之一，它可以直接地反映地表水的化學類型，又可以間接地反映地表水鹽類物積累或稀釋的環境條件。碳酸鹽硬度與非碳酸鹽硬度的總和，即暫時硬度與永久硬度的總和。根據水中礦化度的多少，按照標準劃分為五級，見表2。

阿列金分類法是由俄國學者O.A.Aleken 提出的，按水體中陰陽離子的優勢成分和陰陽離子間的比例關系分為四種類型：

Ⅰ型：rHCO3＞r(Ca2++Mg2+)，在S 類與Cl 類的Ca 及Mg 組中均無此型；

Ⅱ型：rHCO3＜r(Ca2++Mg2+)＜r(HCO3-+SO42-)，多數淺層地下水屬于此型；

Ⅲ型：r(HCO3-+SO42-)＜r(Ca2++Mg2+)，或rCl-＞rNa+，此型為高礦化水；

表1 地表水總硬度分級標準表（單位：mg/L）

表2 地表水礦化度分級標準表（單位：mg/L）

第Ⅰ型水含有大量Na+與K+的火成巖地區形成的。水中主要含并且含較多Na+，這一類型水多半是低礦化度的，硬度小、水質好。

第Ⅱ型水硬度大于堿度。從成因上講，該類型水與各種沉積巖有關，主要是混合水。大多屬低礦化度和中礦化度的河水，湖水和地下水屬于這一類型（有硬度）。第Ⅲ型水從成因上講，也是混合水，由于離子交換使水的成分激烈地變化。成因是天然水中的Na+被土壤底泥或含水層中的Ca2+或Mg2+所交換。大洋水、海水、海灣水、殘留水和許多高礦化度的地下水水屬于此種類型（有氯化物硬度）。

第Ⅳ型水為酸性水。在重碳酸類水中不包括此類型，只有硫酸鹽與氯化物類水中的Ca2+組與Mg2+組中才有這一型水。天然水中一般無此類型（pH＜4.0）。

水的上述類型的差異是水體所處自然地理環境造成的，一般來講，它們有一定的地理分布規律。

3 水化學特征評價結果

3.1 總硬度

濟寧市41 個總硬度評價點中，沒有站點符合總硬度一級和二級標準，符合三級標準的有13 個，占比為31.7%；符合四級標準的有21 個，占比為51.2%；符合五級標準的有7 個，占比為17.1%。濟寧市總硬度介于三級至五級之間，總硬度最低值出現在鄒城市西葦水庫；總硬度最高值出現在萬福河孫莊監測站。

根據評價結果看出：濟寧市地表水總硬度含量自東向西逐漸增大，這與礦化度評價結果相符。三級總硬度均集中在濟寧東部（包括泗水縣、曲阜縣、兗州區、鄒城東部）；濟寧中部（包括鄒城市西部、任城區、梁山縣和微山縣）總硬度水平均為四級，濟寧西部（包括金鄉縣、魚臺縣和嘉祥縣）總硬度均屬五級。

濟寧東部的泗河平均總硬度為247mg/L，濟寧中部的南四湖平均總硬度為346mg/L；梁濟運河平均總硬度為369mg/L；洸氵府河平均總硬度為431mg/L；白馬河平均總硬度為437mg/L，濟寧西部的東魚河平均總硬度為375mg/L；洙水河平均總硬度為504mg/L；洙趙新河平均總硬度為510mg/L；萬福河平均總硬度為556mg/L。濟寧市河流總硬度變化趨勢與礦化度變化趨勢基本相符。

3.2 礦化度

濟寧市41 個礦化度評價點中，沒有站點符合礦化度一級標準，符合二級標準的有1 個，占比為2.4%；符合三級標準的有6 個，占比為14.6%；符合四級標準的有25 個，占比為61.0%；符合五級標準的有9 個，占比為22.0%。濟寧市礦化度介于二級至五級之間，礦化度最低值出現在鄒城市西葦水庫；礦化度最高值出現在洙趙新河紅廟屯監測站。

根據評價結果看出：濟寧市至東向西礦化度逐漸增大，三級及三級以下礦化度均集中在濟寧東部（包括泗水縣、曲阜縣、兗州區）；濟寧中部（鄒城市、任城區、梁山縣和微山縣）礦化度水平均為四級，濟寧西部（金鄉縣、魚臺縣和嘉祥縣）礦化度均在1000mg/L 以上。

濟寧東部的泗河平均礦化度為438mg/L，濟寧中部的南四湖平均礦化度為769mg/L；梁濟運河平均礦化度為886mg/L；洸氵府河平均礦化度為941mg/L；白馬河平均礦化度為875mg/L，濟寧西部的東魚河平均礦化度為1060mg/L；洙水河平均礦化度為1260mg/L；洙趙新河平均礦化度為1526mg/L；萬福河平均礦化度為1485mg/L。

3.3 水化學類型

地表水中主要離子有K+、Na+、Ca2+、Mg+、和等八大離子。它們的總量常接近河水的礦化度。采用阿列金分類法，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。

4 主要河流水化學特征分析

4.1 泗河流域

本次評價在泗河及其支流上設置了8 個監測斷面。根據檢測結果分析：

總硬度：含量290～190mg/L，斷面評價結果均屬于三級。

礦化度：含量330～530mg/L，有2 個斷面評價為四級，其余斷面評價均為三級。

4.2 南四湖區域

本次評價在南四湖湖區上設置了11 個監測斷面。根據檢測結果分析：

總硬度：含量290～450mg/L，有2 個斷面評價為三級，其余斷面評價均為四級。

礦化度：含量600～1000mg/L，斷面評價結果均為四級。

水化學類型：南四湖四個湖區雖然相連，但是其所屬的水化學類型不同。南陽湖呈現出明顯的型，其余三個湖區呈現型。

4.3 梁濟運河流域

本次評價過程在梁濟運河上設置了4 個監測斷面。根據檢測結果分析：

總硬度：含量360～390mg/L，斷面評價結果均為四級。

礦化度：含量860～920mg/L，斷面評價結果均為四級。

5 成果合理性分析

5.1 評價結果與地質地貌特征相符

濟寧市地表水水質良好，天然水水化學特征與濟寧市的地質地貌相吻合。如濟寧東部為山前沖積平原地層，巖性主要有沖積、洪積的黃色黏土、砂及砂礫石等組成。本區的礦化度、總硬度均偏低，水化學類型以型為主；濟寧西部為湖西黃泛平原區，巖性有砂質黏土、粉砂和亞砂土等組成，該區的礦化度、總硬度均偏高，水化學類型以型為主。

5.2 總硬度、礦化度和水化學類型三者關系合理

6 結語

將本次評價結果與第二次水資源調查評價結果相比發現：濟寧市本次水化學類型明顯多于第二次水資源調查劃分結果，區域內的總硬度和礦化度含量增大。水化學特征的變化表明人類的活動對本地區水環境產生了明顯的干擾。同時也表明加強對水化學特征的研究，對水污染控制和水體修復具有指導作用■