濟寧市地表水水化學(xué)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(nèi)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(jiān)測方案

2.1 評價范圍

為客觀反映濟寧市水化學(xué)類型分布情況，本次水化學(xué)類型分析采用了濟寧市水環(huán)境監(jiān)測中心2016年的監(jiān)測資料，選用了41 個監(jiān)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(shè)監(jiān)測站。

2.2 監(jiān)測項目及頻次

監(jiān)測項目為水溫、pH、電導(dǎo)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(shù)、化學(xué)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(zhì)站點監(jiān)測頻次為1 次/月，全年共監(jiān)測12 次，本次評價使用年度監(jiān)測結(jié)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(jù)《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)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(xué)的重要屬性之一，它可以直接地反映地表水的化學(xué)類型，又可以間接地反映地表水鹽類物積累或稀釋的環(huán)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(jù)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(xué)者O.A.Aleken 提出的，按水體中陰陽離子的優(yōu)勢成分和陰陽離子間的比例關(guān)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(shù)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(qū)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(zhì)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(guān)，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(huán)境造成的，一般來講，它們有一定的地理分布規(guī)律。

3 水化學(xué)特征評價結(jié)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(xiàn)在鄒城市西葦水庫；總硬度最高值出現(xiàn)在萬福河孫莊監(jiān)測站。

根據(jù)評價結(jié)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(jié)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(qū)、鄒城東部）；濟寧中部（包括鄒城市西部、任城區(qū)、梁山縣和微山縣）總硬度水平均為四級，濟寧西部（包括金鄉(xiāng)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(xiàn)在鄒城市西葦水庫；礦化度最高值出現(xiàn)在洙趙新河紅廟屯監(jiān)測站。

根據(jù)評價結(jié)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(qū)）；濟寧中部（鄒城市、任城區(qū)、梁山縣和微山縣）礦化度水平均為四級，濟寧西部（金鄉(xiāng)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(xué)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(yōu)勢成分和陰陽離子間的比例關(guān)系確定水化學(xué)類型。

4 主要河流水化學(xué)特征分析

4.1 泗河流域

本次評價在泗河及其支流上設(shè)置了8 個監(jiān)測斷面。根據(jù)檢測結(jié)果分析：

總硬度：含量290～190mg/L，斷面評價結(jié)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(qū)域

本次評價在南四湖湖區(qū)上設(shè)置了11 個監(jiān)測斷面。根據(jù)檢測結(jié)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(jié)果均為四級。

水化學(xué)類型：南四湖四個湖區(qū)雖然相連，但是其所屬的水化學(xué)類型不同。南陽湖呈現(xiàn)出明顯的型，其余三個湖區(qū)呈現(xiàn)型。

4.3 梁濟運河流域

本次評價過程在梁濟運河上設(shè)置了4 個監(jiān)測斷面。根據(jù)檢測結(jié)果分析：

總硬度：含量360～390mg/L，斷面評價結(jié)果均為四級。

礦化度：含量860～920mg/L，斷面評價結(jié)果均為四級。

5 成果合理性分析

5.1 評價結(jié)果與地質(zhì)地貌特征相符

濟寧市地表水水質(zhì)良好，天然水水化學(xué)特征與濟寧市的地質(zhì)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(qū)的礦化度、總硬度均偏低，水化學(xué)類型以型為主；濟寧西部為湖西黃泛平原區(qū)，巖性有砂質(zhì)黏土、粉砂和亞砂土等組成，該區(qū)的礦化度、總硬度均偏高，水化學(xué)類型以型為主。

5.2 總硬度、礦化度和水化學(xué)類型三者關(guān)系合理

6 結(jié)語

將本次評價結(jié)果與第二次水資源調(diào)查評價結(jié)果相比發(fā)現(xiàn)：濟寧市本次水化學(xué)類型明顯多于第二次水資源調(diào)查劃分結(jié)果，區(qū)域內(nèi)的總硬度和礦化度含量增大。水化學(xué)特征的變化表明人類的活動對本地區(qū)水環(huán)境產(chǎn)生了明顯的干擾。同時也表明加強對水化學(xué)特征的研究，對水污染控制和水體修復(fù)具有指導(dǎo)作用■