摘要：随着城镇化进程的加快，华北地区缺水问题愈加凸显，河北省从1972年开始实施了引黄输水工程，旨在缓解华北地区水资源的紧缺状况。通过对典型年引黄济津输水水质时空变化特征分析，探讨引黄输水沿线水质变化程度及其影响因素，并结合实施过程中的水污染具体问题，提出了引黄输水工程中水资源质量的保障措施。
关键词：引黄输水工程；水质变化特征；水污染；措施
华北地区是我国水资源最紧缺的地区之一，也是实施跨流域调水工程最多的地区。引黄济津、引黄济淀工程都是为了缓解该地区水资源匮乏的大型调水工程。特别是进入21世纪以来，随着城市经济社会的大力发展，水资源问题变得更加严峻。河北省引黄受水区区域水资源总量为20.35亿m
3，人均水资源量160m
3，低于全国人均300m
3的标准，为全国平均值的1/15。2000年天津出现用水危机，国务院实施了引黄济津跨流域调水工程。白洋淀地区也面临非常严峻的缺水状况。为缓解白洋淀地区干旱缺水状况，保护淀区生态和环境，保障淀区及周边群众生活、生产用水安全，河北省开始了引黄济津和引黄济淀工程，确保天津和白洋淀区生态水环境的用水安全。
1、引黄输水工程概况
1.1 工程概况
引黄输水路线主要利用现有渠道和河道，从山东省东阿县黄河下游位山闸引水(q＝100 m
3/s)，经山东省聊城位山灌区西输沙渠、西沉沙渠、总干渠、三干渠到穿卫枢纽，进入河北省境内的清临干渠、清凉江、清南连接渠，在河北省沧州市泊头进入南运河，在九宣闸进入天津市，再分两条路线，分别进入市区和北大港水库，整个输水线路全长580 km。引黄济津输水线路途经山东省鲁北地区，河北省东部地区至天津市，主要涉及的水系有：徒骇马颊河、漳卫南运河、黑龙港运东3大水系。引黄济淀输水路线从黄河位山闸引水，经位山三干渠、穿卫(运河)工程，入河北境内，沿清临干渠、清凉江、滏东排河、紫塔干渠、陌南干渠、小白河、人文干渠，在自洋淀十二孔闸进入淀区。输水路线总长达397 km。见图1。黄河以北调水区域直接涉及的城镇(县级以上)有14个，人口约2679万人，耕地面积263万hm
2。
1.2 通水前引黄沿线水质状况
河北省引黄受水区位于海河南系平原最为缺水的黑龙港及运东地区。引黄济津从位山闸引水，经三干渠到临清市引黄穿卫枢纽，进入河北省境内的临清渠、清凉江、清南连渠，在泊头附近入南运河，在九宣闸进入天津市境内。其中，影响引黄水质的主要河段为位山三干渠、清凉江、南运河。
三干渠自周店开始，至临清市人卫涵洞止，全长78.6km，负担着引黄入卫、引黄济津、引黄补淀的输水任务。清凉江是黑龙港地区的主要支流，流域面积13661 km
2，是河北省黑龙港运东地区的排涝河道，同时也是引黄济津的输水渠道。非输水期，清凉江由于蓄存有来自河北省清河县和部分卫运河的污水，水质为劣v类，cod
cr、高锰酸盐指数、非离子氨、氨氮均超标。黄河水进入河北省境内后在沧州市泊头附近流入南运河，进而到达九宣闸补给天津用水。因此，这3个河段河道水质情况对引黄水质最终结果尤为重要。据统计，每年直接排入输水河道的污水量为2827.5万t，主要污染物cod
cr，排放量1.36万t，有关污水排放情况详见表1。
2000年南运河非汛期基本断流，汛期曾有计划地从卫运河调水，流量较大，四女寺断面7月份平均流量达到80m
3/s。应急工程中南运河段有泊头大桥和沧州桥两个断面，水质全部劣于v类，主要污染物为codc
cr、高锰酸盐指数、非离子氨、氨氮，溶解氧含量较低，达到地表水v类标准。泊头大桥断面的亚硝酸盐也达到iv类。
2000年引黄输水前期，河北、山东、天津3省市共完成清淤444万m
3、土方537万m
3、改建桥梁45座、封堵排污口门1386处。
2、引黄工程水质变化趋势分析
2.1 沿线水质变化趋势分析
河北省引黄工程的黄河干流取水口设在位山闸，通过对位山闸水质监测成果的分析，可以看出，黄河下游的水体污染物含量呈现一定的规律性。
从2000年10月位山闸开启至2001年2月关闭，黄河位山闸累计供水8.66亿m
3，历时112 d。从黄河位山引水流量为100 m
3/s，水质为ⅲ类，由于河道内原蓄存部分积水及污染物，水头到达天津市九宣闸时，水质较差，为超v类。氯化物、高锰酸盐指数、非离子氨等污染物均超标，除溶解性总固体稍有减少的趋势，高锰酸盐指数及氯化物等各项参数前4 d通过水体自净作用变化较大外，之后没有呈现出明显的减少或增加的规律性变化。第10 d以后，水质基本稳定在ⅱ类。这主要是由于水质达到ⅱ、ⅲ类后，平原地区河道的高锰酸盐指数、非离子氨等污染指标已基本达到当地水环境背景值的水平，因此不会呈现出明显的自净作用。
输水期间，从小浪底坝下一位山一刘口一连接渠一九宣闸沿途监测断面的水质分析结果见表2。
引黄工程自黄河位山闸，经穿卫枢纽进入河北境内.其水体质量好坏直接影响到河北省受水区水体质量。尽管水体有一定的自我净化调节能力，但如果接收水体质量较差，对于受水区水质也有一定的影响。
2002年引黄济津过程中，12月21日山东与河北交界的穿卫枢纽监测断面氨氮超过ⅲ类标准所规定的1 mg/l，为ⅳ类。此后，沿线位山至穿卫枢纽段氨氮持续轻微超标，介于ⅲ－ⅳ类之间，但经过沿途的降解，到达天津九宣闸时氨氮达到ⅲ类，仍然满足输水要求。从2003年1月6日起，九宣闸断面水质开始超标，为ⅳ类。至1月16日九宣闸断面水质一直在ⅳ－超ⅴ类之间，主要超标项目为氨氮和高锰酸盐指数。2004年引黄济津应急调水从10月9日开始启动，从位山闸提闸放水，至2005年1月25日关闸。本次引水共布设主要水质监测断面11个，分别是小浪底坝下、花园口、高村、孙口、位山闸、崔庄、穿卫枢纽、张二庄闸、连村、代庄、九宣闸。各断面监测结果见表3。
2008年引黄济淀输水期取用代庄、丰乐堡、沧保公路、出岸、天门口、大树刘庄几个监测断面监测值见表4。表5为2009年－2010年引黄济淀引水工程所设监测断面监测数据。通过对引黄监测断面水体主要污染物进行分析发现，水体质量沿程无大的变化。在整个输水过程中，经过长距离输水后通过水体的自净和沿途泥沙的沉降，使得水体的有机污染指数有所降低，水质也由超ⅴ类逐渐变为ⅱ、ⅲ类。变化比
较大的污染物成分为高锰酸盐和氨氮。
3、主要污染物沿程变化情况分析
黄河水质在输水期间前后无明显差异，水质较好。但入境后由于沿途河道存蓄少量污水和河道腐殖质影响导致输水初期水质较差，其中高锰酸盐和氨氮为主要污染指标，他们主要是人类活动的产物，不过随着水体的自净和沿途泥沙的沉积作用，高锰酸盐指数和氨氮沿程呈逐渐降低趋势。
3.1 高猛酸盐指数变化趋势分析
2004、2009年高锰酸盐指数沿程变化趋势见图2、图3。
从图中可以看出，在引水初期，高锰酸盐含量均较高，这主要是输水前河道存水污染比较严重，通过清淤及控制污水向输水河道的排放，高锰酸盐含量逐渐稳定。随着引水次数的增多，在没有大量污水涌人的前提下引水河道高锰酸盐含量逐渐减少且逐步呈现稳定趋势。
3.2 氨氮变化趋势分析
2004年引黄济津、2008年引黄济淀沿程氨氮变化趋势见图4、图5。
图4为氨氮沿程变化情况。由图4可以看出，引黄济津所引黄河水水质在初期和到达九宣闸后无大的变化，只是沿途变化比较大，这是因为引水初期河道原有污水污染所致。经过水体自净和沿途降解作用氨氮在整个输水过程中总体趋势为下降。
4、防止污染控制对策
大型调水工程往往需要跨流域输水，为确保调水水质安全，必须强化监督管理，完善水质监测站网建设，建立自动水质监测系统，将输水干线河道及两侧划为国家(二级)水源保护区，严禁倾倒或堆放垃圾，限制污染严重的行业发展，通过产业结构调整，使调水沿线水污染逐步得到控制。
引黄济津济淀沿线拟布设12个水量水质监测站，其中4个监测站，即位山闸下、引黄穿卫枢纽(刘口)、九宣闸(南运河断面)、白洋淀人口十二孔闸需要协测。各协测站点水量监测，位山闸由黄委负责，山东省和海委派员参加；引黄穿卫枢纽(刘口)由海委负责，山东省和河北省派员参加；九宣闸(南运河断面)由天津市负责，河北省和海委派员参加；白洋淀入口十二孔闸由河北省负责，海委派员参加。位山闸、引黄穿卫枢纽(刘口)、九宣闸(南运河断面)水质监测由海委负责。
引黄济津，最值得关注的就是水污染问题，因为原有河道污染严重，调水多次选线。2000年调水仅因为污水问题，就要损失4000多万m3的水。要加强水污染防治力度，加快污染源的治理，确保外来水的水质和受水区的水环境。
非输水期，清凉江、南运河等河道水质均劣于ⅴ类，在引黄济津输水期间，对河北省清河、泊头、沧州、青县等县市排污口采取了封堵措施，在上述河段进行监测结果表明，所有断面水质均能达到ⅱ、ⅲ类，南水北调东线规划位山三千渠——清凉江——南运河——天津输水路线，沿线收水水质均能满足ⅲ类要求。
沿途各省市要加强各自境内的引水涵、闸、泵站封堵巡查，防止跑水、漏水，严禁沿途截水。沿途各省市要强化水质监督、管理，严禁向输水河(渠)道内排放污水。
5、结 论
引黄水体在经过河道冲刷和一定时间的水体自净作用后，水质可以得到明显的改善，并稳定在当地水环境背景值水平。水体质量沿程无大变化，表明沿线两岸保护输水工程做得比较到位，受到沿途水污染的影响较小。主要污染物中，随时程的延续，高锰酸钾盐含量逐步趋于稳定，而氨氮含量呈现下降趋势。
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