信陽(yáng)市淮河干流段地表水化學(xué)特征分析

□程曼曼 □尤 賓（河南省信陽(yáng)水文水資源勘測(cè)局）

1.概況

信陽(yáng)市位于河南省南部，地理坐標(biāo)在北緯30°23′～32°27′、東經(jīng)113°45′～115°55′之間。京廣、京九鐵路和國(guó)道106、107線(xiàn)及京港澳、阿深高速公路縱貫?zāi)媳保瑢幬麒F路、滬陜高速和國(guó)道312線(xiàn)橫穿東西。地勢(shì)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(zhǎng)江水系。

信陽(yáng)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(kù)5座，中型水庫(kù)13座，小型水庫(kù)866座，總庫(kù)容40.52億m3，水資源總量占河南省總量的22%。

2.信陽(yáng)市淮河干流段河流水體水化學(xué)特征分析

2.1 水化學(xué)成分的物質(zhì)來(lái)源

河水化學(xué)成分主要來(lái)源于本水系所流經(jīng)地區(qū)的巖石、土壤以及天然降水。信陽(yáng)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(zhì)巖。巖石一經(jīng)風(fēng)化受水的淋溶將巖石內(nèi)的許多元素溶于水中，隨著水體的流動(dòng)而遷移，通過(guò)地表徑流或地下徑流的形成或補(bǔ)給河流，成為河水化學(xué)成分的主要來(lái)源。

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

2.2 影響水化學(xué)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(guò)渡地帶，在氣候上具有過(guò)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(fēng)化，氣溫變化制約著元素的轉(zhuǎn)移速度，冬季氣溫較低，由于凍結(jié)，元素轉(zhuǎn)移減慢或停止。全市降水量地區(qū)分布不均勻，由南向北遞減，暴雨大部分發(fā)生在6－8月。降水量及相對(duì)溫度增加，有利于巖石風(fēng)化和化學(xué)淋溶作用，加速了元素的遷移和轉(zhuǎn)化。

2.2.2 水文網(wǎng)

信陽(yáng)市淮河干流段的水文網(wǎng)較發(fā)育?；春訛楸臼兄鞲桑晕飨驏|橫貫全境?；春痈闪餍抨?yáng)市段全長(zhǎng)351km，流域面積36112m2，根據(jù)該段水文（質(zhì)）站網(wǎng)布設(shè)及水體質(zhì)量狀況可分三個(gè)河段：第一段淮河入境站大坡嶺到長(zhǎng)臺(tái)關(guān)，區(qū)間集水面積1450km2，河道長(zhǎng)63km，最大河寬541m，最低河底高程68.12m，本河段匯入有來(lái)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(kù)。第二段長(zhǎng)臺(tái)關(guān)至息縣段，區(qū)間集水面積7100km2，河道長(zhǎng)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(kù)，洪山、顧崗兩座中型水庫(kù)。第三段息縣至淮濱段，區(qū)間集水面和5815km2，河道長(zhǎng)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(kù)，鄔橋、香山、長(zhǎng)洲河中型水庫(kù)。較發(fā)育的水文網(wǎng)有利于元素的遷移，化學(xué)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(shí)較發(fā)育的水文網(wǎng)也是地下水的排泄通道，加速地下水的循環(huán)。

2.2.3 地下水

信陽(yáng)市地下水較豐富。淺層地下水屬于降水入滲補(bǔ)給類(lèi)型，地下水主要消耗于垂直蒸發(fā)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(jí)支流。地下水不斷淋溶巖石，增加了水中化學(xué)元素的種類(lèi)和含量，改變著不同水體的化學(xué)成分。地下水不斷地補(bǔ)入淮河水系，促進(jìn)化學(xué)元素的遷移。

2.2.4 元素的遷移

信陽(yáng)市地勢(shì)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(xué)特征評(píng)價(jià)

2.3.1 評(píng)價(jià)方法

2.3.1.1 礦化度

礦化度是天然水中可溶性無(wú)機(jī)礦物質(zhì)的總量，或陰陽(yáng)離子的總和。天然水中的礦化度，可以評(píng)價(jià)水中總含鹽量，是農(nóng)田灌溉用水等適用性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。根據(jù)水體中礦化度的多少，按標(biāo)準(zhǔn)劃分為七級(jí)，見(jiàn)表1。

表1 地表水礦化度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（m g/L）

2.3.1.2 總硬度的分級(jí)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(lái)說(shuō)總硬度含量＜140m g/L為軟水，＞140m g/L稱(chēng)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(gè)級(jí)別，見(jiàn)表2。

表2 地表水總硬度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（m g/L）

2.3.1.3 水化學(xué)類(lèi)型劃分

水化學(xué)類(lèi)型劃分采用阿廖金分類(lèi)法，即按水體中陰陽(yáng)離子的優(yōu)勢(shì)成分和陰陽(yáng)離子間的比例關(guān)系確定水化學(xué)類(lèi)型的方法。按此方法地表水可分為重碳酸類(lèi)（C）、硫酸類(lèi)（S）、氯化類(lèi)（Cl）三類(lèi)，每一類(lèi)再劃分為三個(gè)組，往下再劃分為四型。

2.3.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

2.3.2.1 礦化度

信陽(yáng)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(lèi)，該河段一般為Ccaπ型水。1989-1998年水化學(xué)資料見(jiàn)表3，年季變化見(jiàn)圖1。

表3 信陽(yáng)市淮干礦化度的年際變化(m g/L)

圖1 信陽(yáng)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(shì)，含量大小順序息縣＞長(zhǎng)臺(tái)關(guān)＞淮濱。

2.3.2.2 總硬度

信陽(yáng)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(lái)源為淮河干流及南北支流的巖石及土壤經(jīng)過(guò)風(fēng)化和化學(xué)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(wěn)定，受工業(yè)污染影響相對(duì)較小，河水硬度與礦化度關(guān)系密切，隨礦化度升高而升高。1989-1998年水化學(xué)資料見(jiàn)表4，年季變化見(jiàn)圖2。

表4 信陽(yáng)市淮干總硬度年際變化（m g/L）

圖2 信陽(yáng)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(shì)，總硬度含量大小依次為息縣＞長(zhǎng)臺(tái)關(guān)＞淮濱。