開都河水質(zhì)沿程變化特征

□李 勇（新疆巴音郭楞水文水資源勘測(cè)局）

一、引言

開都河是我國(guó)面積最大的內(nèi)陸淡水湖——博斯騰湖水量的主要源流。隨著流域人口的增加和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源的大規(guī)模開發(fā)利用引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問題，影響著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境安全。水文要素作為流域水資源形成、演變規(guī)律研究的基礎(chǔ)，分析其時(shí)空變化特征，有助于認(rèn)識(shí)流域水循環(huán)規(guī)律，了解流域水資源特性，為水資源的合理開發(fā)利用提供依據(jù)。

本文選用開都河巴音布魯克、大山口和焉耆水文站1958～2008年實(shí)測(cè)徑流、泥沙資料和1990～2008年實(shí)測(cè)水質(zhì)資料，來進(jìn)行開都河流域泥沙和河流水質(zhì)的變化特征分析。

二、河流概況

（一）地理位置

開都河位于新疆天山山脈中段，塔里木盆地北緣，地理坐標(biāo)介于東經(jīng) 82°58′～86°55′和北緯 41°47′～43°21′之間，北與瑪納斯河、呼圖壁河接壤。流域地勢(shì)北高南低，自西北向東南傾斜，全流域可劃分為北部源頭天山山地及山間平原區(qū),中游河段高山峽谷地區(qū)和下游河段山前沖積扇及綠洲平原區(qū)。

（二）河流水系

開都河發(fā)源于天山中部艾爾賓、伊連哈比爾尕、那拉提、科克鐵克等山脈，是巴州產(chǎn)水量最大的河流。開都河出山口處的大山口水文站，其多年平均年徑流35.16×108m3，出山口以下至博斯騰湖河流全長(zhǎng)560km。開都河流域的徑流從頭到尾閭流經(jīng)兩個(gè)性質(zhì)不同的徑流區(qū)，北部天山山區(qū)地勢(shì)高寒，降水多，氣溫低，蒸發(fā)弱，分布有大面積的冰川積雪，是河川基流的主要來源，徑流量隨集水面積的增大而增加，在河流出山口處達(dá)到最高值，該區(qū)域是開都河徑流的主要形成區(qū)。河流出山口后，在山前沖積平原至下游焉耆盆地綠洲沿途灌溉引用、蒸發(fā)、滲漏消耗大量的水量。

三、河流水量概況及泥沙、水質(zhì)特征

（一）年徑流量概況

開都河流域的北部山區(qū)是河流的主要產(chǎn)水區(qū)，流域內(nèi)山體高度和冰川數(shù)量及儲(chǔ)量呈現(xiàn)自北至南、自西向東逐漸降低和減少的變化趨勢(shì)。根據(jù)徑流資料統(tǒng)計(jì)，開都河上游至下游巴音布魯克、山恨土海、大山口、焉耆水文站多年平均徑流量依序?yàn)椋?.57×108m3、25.24×108m3、35.25×108m3、25.68×108m3?？梢姡陱搅髁坑珊釉聪虺錾娇谶f增。其中，巴音布魯克至大山口站水量約遞增26.8%，而出山口后，由于引水灌溉、蒸發(fā)和滲漏等損耗，年徑流量遞減，大山口至焉耆占約遞減27.1%（如果沒有莫合茶汗溝、哈合仁郭楞溝、黃水溝西支部分水量流入開都河，其遞減率更高）。

（二）懸移質(zhì)泥沙特征

根據(jù)巴音布魯克、大山口和焉耆水文站懸移質(zhì)泥沙資料分析，年內(nèi)懸移質(zhì)輸沙量主要集中在汛期，與年徑流分配情況相一致，多年平均4～8月輸沙量，占全年輸沙量的87.9～99%；其中又以6、7、8三個(gè)月（巴音布魯克是4、5、6三個(gè)月）最為集中，占全年輸沙量的65～95%以上，年內(nèi)分配極不均勻。各站歷年懸移質(zhì)泥沙資料系列中，最大年與最小年輸沙量相差5～36倍。流域上游自巴音布魯克至下游大山口和焉耆站多年平均輸沙量依序?yàn)椋?.83×104t、55.65×104t、99.03×104t，可見，隨著河流沿程不斷有支流匯入，輸沙量由源頭向下游逐漸增加。

（三）水質(zhì)特征

根據(jù)巴音布魯克、大山口和焉耆水文站常規(guī)水質(zhì)資料分析，巴音布魯克水文站以上河段汛期水化學(xué)類型為CcaⅡ（重碳酸鹽類鈣組Ⅱ型水），非汛期為CcaⅢ（重碳酸鹽類鈣組Ⅲ型水）。隨著河道長(zhǎng)度的增加溶于水中的鈣鎂離子也隨之增加，水化學(xué)類型發(fā)生改變，大山口、焉耆水文站水化學(xué)類型汛期、非汛期均為CcaⅢ（重碳酸鹽類鈣組Ⅲ型水）。

巴音布魯克水文站以上河段地表水汛期屬于較低礦化度、軟水水質(zhì)；非汛期也屬于較低礦化度、軟水水質(zhì)。大山口水文站至巴音布魯克水文站河段地表水汛期屬于較低礦化度、軟水水質(zhì)；非汛期也屬于較低礦化度、軟水水質(zhì)。焉耆水文站至大山口水文站河段地表水汛期屬于較低礦化度、軟水水質(zhì)；非汛期屬于中等礦化度、適度硬水水質(zhì)。

根據(jù)巴音布魯克、大山口和焉耆水文站水中pH值、礦化度、固體總?cè)芙舛群涂傆捕鹊荣Y料分析，開都河年內(nèi)水中各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)汛期和非汛期相差不大，非汛期略高于汛期。就流域內(nèi)各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)分布情況來看，源頭水質(zhì)最好，由源頭向下游，水中礦化度、固體總?cè)芙舛群涂傆捕鹊戎饾u增高，見圖。

水質(zhì)站各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)對(duì)比分析圖

從歷年變化情況來看，最大年與最小年相比，各站鈣的比值在1.10～1.18、鎂的比值在1.25～1.62、氯化物的比值在1.20～1.72、硫酸鹽的比值在1.70～2.62、重碳酸鹽的比值在1.07～1.08，總硬度的比值在1.11～1.19，礦化度的比值在1.11～1.21，鈣、鎂、氯化物、硫酸鹽、重碳酸鹽、總硬度、礦化度水質(zhì)指標(biāo)年際變化不大，見表。

水質(zhì)站各項(xiàng)指標(biāo)年平均值統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)開都河沿程各控制站多年平均徑流量和多年平均礦化度含量，計(jì)算得巴音布魯克站多年平均礦化度總量為2.23×108t，大山口站多年平均礦化度總量為9.69×108t，焉耆多年平均礦化度總量為7.65×108t。可以看出，巴音布魯克至大山口礦化度總量增加，而大山口至焉耆礦化度總量減少，此年際變化規(guī)律與多年平均徑流量變化規(guī)律相同。

四、結(jié)論

（一）年內(nèi)及年際變化

1.泥沙：懸移質(zhì)輸沙量與年徑流分配情況相一致，多年平均4～8月輸沙量，占全年輸沙量的87.9～99.3%，多年平均最大月與最小月輸沙量相差50～2900倍，年內(nèi)分配極不均勻；歷年最大年與最小年輸沙量相差5～178倍。

2.水質(zhì)：河流水中，各項(xiàng)水化學(xué)類型和各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)非汛期略高于汛期。各控制斷面水中鈣、鎂、氯化物、硫酸鹽、重碳酸鹽、總硬度、礦化度水質(zhì)指標(biāo)年際變化不大。

（二）河流沿程變化

1.相比較而言，開都河干流源頭比下游懸移質(zhì)輸沙量年內(nèi)分配較均勻，年際變化較穩(wěn)定，受徑流、洪水的影響，支流懸移質(zhì)輸沙量年內(nèi)分配極不均勻，且年際變化較大。隨著河流沿程不斷有支流匯入，輸沙量由源頭向下游逐漸增加。

2.開都河源頭水質(zhì)好于下游。干流源頭至下游，水化學(xué)類型、礦化度含量、各項(xiàng)離子含量等指標(biāo)逐漸增大。

3.年徑流量由河源向出山口遞增，而出山口后，由于引水灌溉、蒸發(fā)和滲漏等損耗，年徑流量遞減，相應(yīng)開都河沿程多年平均礦化度含量河源向出山口遞增；而出山口后由于徑流量遞減，多年平均礦化度含量遞減。

[1]金光炎.水文統(tǒng)計(jì)計(jì)算[M].高等教育出版社，1979，8（第一版）.

[2]胡汝驥.中國(guó)天山自然地理[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2004，9（第一版）.