付菊平 米維軍 賈海鋒 李舟

摘? ? 要：通過(guò)資料匯總、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、取樣試驗(yàn)、類(lèi)比分析等手段，對(duì)區(qū)域內(nèi)冰川雪水、河流水、湖泊水等地表水資源分布特征、水質(zhì)條件進(jìn)行研究。該區(qū)域地表水資源主要以降雪或融雪補(bǔ)給為主，冰川雪水水質(zhì)狀況較好，河水水質(zhì)狀況相對(duì)較差，湖泊水水質(zhì)狀況最差。因生活需要，采用冰川雪水、河流水、湖泊水為飲用水源時(shí)，對(duì)冰川雪水可經(jīng)簡(jiǎn)單凈化處理后即可符合飲用水源條件，河流水與湖泊水則需根據(jù)實(shí)際情況加大凈水措施。

關(guān)鍵詞：喀喇昆侖山區(qū);地表水特征;飲用條件

喀喇昆侖山位于青藏高原西北部，特殊的地理位置及周?chē)薮蠛０胃叨鹊母呱狡琳?，攔截了大洋水汽，使水汽無(wú)法進(jìn)入研究區(qū)，因此形成典型的高原高山、山地荒漠和半荒漠自然特征[1]。據(jù)上世紀(jì)80年代冰川編目統(tǒng)計(jì)，我國(guó)境內(nèi)喀喇昆侖山發(fā)育有現(xiàn)代冰川3 454條，面積約6 231 km2，雪線平均海拔5 130～5 670 m[2]。在全球氣候變化背景下，冰川呈加速退縮狀態(tài)。預(yù)測(cè)研究成果顯示，2030年至2050年，我國(guó)喀喇昆侖山區(qū)域冰川面積分別消融至5 15 3km2、3 969 km2，屆時(shí)雪線距離將退縮350～500 m。喀喇昆侖山地區(qū)冰川消融與雪線退縮提供了大量水資源，增加了部分區(qū)域河水流量和湖泊面積，以湖泊為中心，匯集了源自冰川融水的河流，形成一系列大小不等的放射狀水系。區(qū)域內(nèi)主河徑流量65%～70%來(lái)源于冰川融水，支流冰川融水量占年徑流量的65%～75%。徑流季節(jié)性分布十分集中，夏季水量占全年的61%～72 %[3]，河水礦化度為0.2～0.9 g/L[2]。湖泊多為閉口湖，區(qū)域內(nèi)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度很大，水量主要呈蒸發(fā)形式支出，湖水礦化度大多超過(guò)24.7 g/L，最大為96.1 g/L[4]。

從目前研究現(xiàn)狀看，對(duì)喀喇昆侖山地區(qū)冰川、河流、湖泊的研究多集中在系統(tǒng)性和宏觀性框架中，缺乏局部針對(duì)性研究。為保障規(guī)模人群基本安全用水問(wèn)題，需針對(duì)人群集聚特點(diǎn)，開(kāi)展針對(duì)性水資源分布特征、飲用條件、保障措施等詳細(xì)研究。

1? 區(qū)域地表水分布特征

喀喇昆侖山地區(qū)是青藏高原和西北干旱區(qū)接壤處的高大山脈區(qū)[5-6]，攔截了較多水汽，形成干旱荒漠區(qū)的濕島，分布有大面積冰川，發(fā)育眾多河流和星羅棋布的湖泊。

1.1? 冰川雪山

喀喇昆侖山脈處于劇烈構(gòu)造上升環(huán)境中[7]，山勢(shì)高聳雄偉，群峰林立，冰川主要集中分布在喀喇昆侖山脈西部。向東隨著山勢(shì)逐漸變低，氣候更趨于干旱，冰川規(guī)模相應(yīng)變小，分布變化漸零散[8]，以干旱的喀喇昆侖山東延部分即阿里喀喇昆侖山尤為明顯。喀喇昆侖山冰川主要圍繞喬戈里峰發(fā)育分布，坡向及冰川雪線的高低與冰川規(guī)模及垂直分布有著密切關(guān)系。慕士塔格和公格爾山南坡冰川數(shù)量較北坡多，而北坡冰川平均規(guī)模較南坡大。南坡地形條件有利于冰川發(fā)育，但相對(duì)補(bǔ)給較北坡少，消融較北坡大。南坡雪線分布高于北坡，如慕士塔格南坡冰川雪線一般為5 000～5 200 m，有的高達(dá)5 500 m，而北坡冰川雪線一般在4 800 m上下，北坡雪線一般比南坡雪線低200～400 m。

本區(qū)眾多冰川和巨大冰川面積蘊(yùn)藏著豐富的淡水資源，冰川是地表徑流特殊的儲(chǔ)備形式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，喀喇昆侖山冰儲(chǔ)量5 391.416×108 m3，每年可提供較穩(wěn)定、大量的冰雪融水徑流。

1.2? 河流水

喀喇昆侖山數(shù)以百計(jì)的大小河流，主要以融水為補(bǔ)給源。河流補(bǔ)給及徑流的形成同冰川分布和規(guī)模大小密切相關(guān)，所以，河流分布同喀喇昆侖山地區(qū)氣候自西向東漸遞干旱的總趨勢(shì)一致，不僅分布密度兩山脈西段大于中段，且徑流量大的河流集中在西段?？傮w上，區(qū)域內(nèi)主要河流集水面積達(dá)147 828 km2，年均流量達(dá)163.84×108 m3，48.66%～80.41%的流量集中在6—8月的豐水季節(jié)。

1.3? 湖泊

喀喇昆侖山地區(qū)，面積大于100 km2的湖泊有8個(gè)，湖泊率為2%。按地質(zhì)地形條件、湖水補(bǔ)給狀況及區(qū)域的不同，將本區(qū)分成以下3個(gè)湖區(qū)。

西北部湖區(qū)? 自喀喇昆侖山至昆侖山之間由西向東分布著一系列大小不等的湖泊。本區(qū)指其間西部和北部的湖泊。本區(qū)湖泊水的補(bǔ)給源主要來(lái)自喀喇昆侖山北翼和西昆侖山的冰川融水，夏季融水較豐沛，發(fā)育一批面積較大的湖泊，如阿克薩依湖、龍木錯(cuò)、邦達(dá)錯(cuò)、黑石北湖等。

中南部湖區(qū)? 自普爾錯(cuò)、月牙湖向南至阿爾錯(cuò)，湖泊由冰雪融水和降水補(bǔ)給，變?yōu)榈拔⑾趟?。該地區(qū)湖泊另一特點(diǎn)是相鄰湖泊連通，如月牙湖與普爾錯(cuò)，駱駝湖與清澈湖，美馬錯(cuò)與阿魯錯(cuò)等均為成對(duì)的連通湖。

東北部湖區(qū)? 本區(qū)指內(nèi)部庫(kù)木庫(kù)勒盆地，屬新疆阿爾金山自然保護(hù)區(qū)，所處海拔高度較前兩區(qū)低，為3 100～4 500 m。本區(qū)湖泊特點(diǎn)是地表徑流分片集中匯成3個(gè)大湖，面積均在100 km2以上，各湖均有多條常年性河流入流，匯集湖區(qū)范圍內(nèi)的冰雪融水及降水。由于入湖水量較大，無(wú)出流外池，湖水主要消耗在蒸發(fā)上。

2? 飲用條件

2.1? 基本水化學(xué)特征分析

據(jù)冰川雪水、河流水、湖泊水源分布特點(diǎn)及大部分地區(qū)采取分散式供水條件限制和要求，項(xiàng)目研究中對(duì)地表水的色、渾濁度、嗅和味、pH值、總硬度、溶解鐵等代表性參數(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)分析（表1）。

通過(guò)對(duì)比表1中水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)及《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）中的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)：

（1）冰川雪水、河流水、湖泊水的色度為5度均滿足一級(jí)用水要求，在生活使用中無(wú)需特殊處理水資源的色度。

（2）對(duì)比各水源渾濁度發(fā)現(xiàn)，冰川雪水渾濁度大于5 NTU，超出Ⅱ類(lèi)用水標(biāo)準(zhǔn)限值。主要是因冰雪融化后經(jīng)流動(dòng)沖刷細(xì)顆粒所致，使用中需經(jīng)微孔隙物理過(guò)濾方式凈化。河流水與湖泊水經(jīng)充分沉淀，其渾濁度均小于3度，滿足一級(jí)用水要求。

（3）冰川雪水與河流水均為流動(dòng)活水，以CaCO3統(tǒng)計(jì)的總硬度大于100.0 mg/L，一般為130.3～175.0 mg/L。如慕士塔格冰雪水總硬度為175.0 mg/L，pH值為7.00～8.51，呈弱堿性。水質(zhì)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)無(wú)特殊嗅和味，基本滿足一級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)。

（4）河流水較為集中流動(dòng)，對(duì)周?chē)}分的溶解相對(duì)較大，將鹽分不斷帶人內(nèi)陸平原，使山地與平原保持密切的地球化學(xué)聯(lián)系。在東喀喇昆侖山與昆侖山之間的羌塘內(nèi)流區(qū)的河水，受氣候及水源性質(zhì)影響，總硬度較高。如源自窩爾巴錯(cuò)，流人邦達(dá)錯(cuò)的飲水河——泉水河，總硬度318.8 mg/L，為HCO3--Mg2+-Na+型水。又如流入羊湖的卡拉達(dá)爾雅，雖源自冰雪，總硬度高達(dá)519.4 mg/L，為CL-SO42--Na+型水，超出450.0 mg/L的二級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)限值。

（5）湖泊水大部分為靜止的死水，經(jīng)長(zhǎng)期沉積、蒸發(fā)富含各種鹽類(lèi)，存在中度和重度苦咸味，pH值最大達(dá)9.52，含堿量很大。由于自然條件差異及湖泊本身發(fā)育的不同歷史階段，湖水總硬度變化較大，低的為1000.0 mg/L左右，高的超過(guò)100000.0 mg/L。中部地區(qū)水偏淡或微咸，總硬度在10000.0 mg/L以下，東部和西部水咸，總硬度達(dá)到13500.0 mg/L以上。

2.2 單因子水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

考慮喀喇昆侖山區(qū)域地理環(huán)境特點(diǎn)和人員分布狀況及用水需求等綜合因素，區(qū)域內(nèi)冰川雪水、河流水、湖泊水的水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)設(shè)定為第III類(lèi)[9]，選擇溶解氧（DO）、化學(xué)需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3-N）、高錳酸鉀指數(shù)（CODMn）、總磷（TP）、總氮（TN）等7項(xiàng)參評(píng)指標(biāo)。研究中對(duì)采樣點(diǎn)同時(shí)取3組試樣進(jìn)行平行檢測(cè)，取平均值獲得水質(zhì)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)式（1）單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)公式，對(duì)水質(zhì)狀況指標(biāo)進(jìn)行匯總和評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表2。

[Pi=Xi.X2X3]…（1）

式中：

[Xi]——第[i]項(xiàng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的水? ? ? ? ? ? ? ? ? 質(zhì)類(lèi)別;

[X2]——水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在

[Xi]類(lèi)水質(zhì)變化區(qū)

間中所代表的位置[10];

[X3]——該水質(zhì)類(lèi)別是否劣? ? ? ? ? ? ? ? ?于水環(huán)境功能區(qū)標(biāo)

準(zhǔn)類(lèi)別的判定結(jié)果[10]。

從表2可看出，喀喇昆侖山地區(qū)地表水溶解氧（DO）水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到第III級(jí)水域功能指標(biāo)要求，高錳酸鉀指數(shù)（CODMn）水質(zhì)指標(biāo)未達(dá)到湖泊水功能指標(biāo)要求，化學(xué)需氧量（CODCr）、總磷（TP）、總氮（TN）僅滿足冰川雪水功能指標(biāo)要求。

3? 地表水資源利用措施

由于喀喇昆侖山地區(qū)降水稀少，區(qū)域內(nèi)人員通過(guò)收集降水采集飲用或生活用水的可能性較小。因此，可利用降水匯集后形成的冰川雪山、河流、湖泊等水資源加以使用。如圖1所示，冰雪水總硬度小于350 mg/L，為一級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn);河流水總硬度大于150 mg/L，現(xiàn)有測(cè)試最大數(shù)值為519.4 mg/L，部分不符合飲用標(biāo)準(zhǔn);湖泊水硬度大于1 000 mg/L，嚴(yán)重大于450 mg/L的二級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)，不符合飲用水要求。

單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)表明，各項(xiàng)指標(biāo)分別在冰川雪水、河流水、湖泊水中有28.6%、42.9%、76.2%的超出III級(jí)地表水水域功能指標(biāo)要求（圖2）。

基于喀喇昆侖山地區(qū)稀少的冰雪、雨水等降水特征、季節(jié)性水源及硬度較高和污染物超標(biāo)的河流水特征、充足水源但硬度極高和污染物超標(biāo)嚴(yán)重的湖泊水特征，現(xiàn)場(chǎng)使用中采用積水窖式的冬水儲(chǔ)存夏天使用的措施、固定點(diǎn)采集與凈化河流水、對(duì)季節(jié)性河水采用冬儲(chǔ)方式加大利用。對(duì)湖泊水的利用，通過(guò)建設(shè)集中供水站，采取電容去離子強(qiáng)化凈化措施，或采取在湖泊附近打水井，通過(guò)天然地層與電容去離子雙重凈化措施，達(dá)到使用或飲用目的。

4? 結(jié)論

（1） 喀喇昆侖山脈區(qū)域水資源主要以降雪為主，其分布范圍受地域性限制和垂直空間限制較大。因區(qū)域位于干旱地帶，流體水極其有限，并集中于主要河流與湖泊中。

（2） 通過(guò)水源水質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，冰川雪水水質(zhì)狀況較好，河水水質(zhì)情況相對(duì)較差，湖泊水水質(zhì)情況最差。

（3） 因生活需要，采用冰川雪水、河流水、湖泊水為飲用水源時(shí)，對(duì)冰川雪水經(jīng)簡(jiǎn)單凈化處理后即符合飲用水源條件，河流水與湖泊水則需根據(jù)實(shí)際情況加大凈水措施。

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Surface Water Characteristics and Drinking Conditions in the Karakoram Mountains region

Fu Juping1，Mi Weijun2，Jia Haifeng2，Li Zhou2

（1.China Railway 4th Bureau Group Co.Ltd，Hefei，Anhui，230022，China;2. Northwest Research Institute Co.， Ltd. of China Railway Engineering Corporation，Lanzhou，Gansu，730000，China）

Abstract：By means of data collection， field investigation， sampling test and analogy analysis， the distribution characteristics and water quality conditions of glacier snow water， river water and lake water in the region were studied. It is found that the surface water resources in this region are mainly supplied by snowfall or snowmelt， and the water quality of glacier snow water is good， river water quality is relatively poor， and lake water quality is the worst. If glacier snow water， river water and lake water are required to be used as drinking water sources due to living needs， the glacier snow water shall meet drinking water sources conditions after simple purification treatment. For river water and lake water， water purification measures shall be strengthened according to the actual situation.

Key words：The Karakoram Mountains; Regional surface water characteristics; The water conditions of drinking