焉耆盆地农田排渠水质变化及其空间分布

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1、灌溉排水学报２０１５年９月第３４卷第９期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１５）０９－００６６－０６焉耆盆地农田排渠水质变化及其空间分布赵婷１，周孝德１，郭梦京１，陈勇民２，吴巍１，（１．西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室，西安７１００４８；２．新疆环境保护科学研究院，乌鲁木齐８３００００）摘要：以焉耆盆地内的２６条农田排渠为研究对象，选取ＣＯＤＣｒ、ＢＯＤ５、矿化度等８项水质指标，采用因子分析和聚类分析对各个排渠的水质进行评价，并对排渠水体

2、污染程度进行分类，在此基础上确定出对博斯腾湖咸化贡献大的农田排渠。结果表明，各排渠水质污染的主导因子是矿化度、硫酸盐、氯化物；本布图南干排、团结总干排、东大罕干排、黄水总干排综合污染程度高且是以矿化度等盐类污染为主要污染物；通过聚类分析可将农田排渠水体污染分为３类（综合污染程度高；综合污染度中等；综合污染度低）；对博斯腾湖咸化贡献大的农田排渠是黄水总干排、团结总干排和解放一渠，应着重控制。关键词：水质咸化；农田排渠；因子分析；聚类分析；博斯腾湖中图分类号：Ｘ５２文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ

3、．ｇｇｐｓ．２０１５．０９．０１３赵婷，周孝德，郭梦京，等．焉耆盆地农田排渠水质变化及其空间分布［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１５，３４（９）：６６－７１．０引言［１］农田排渠是农业非点源污染物进入水体的主要廊道，排水中的沉积物和化学物质会造成水体污染，也会对区域生态环境产生极为不利的影响。博斯腾湖位于焉耆盆地最低处，盆地内的农田排水大多汇集于此，作为重要的水源地，受盆地内大量农业污染、工业污染、以及自然环境的影响，博斯腾湖水环境急剧恶化，水［２－４］质污染日益严重，如湿地退化、湖水矿化度升高及水体富营养化加剧等。近

4、年来，有学者对博斯腾湖水量、水质以及生态环境等方面做过一些研究，分析了１９５８—２０１０年期间的［５］博斯腾湖水文特征及变化趋势，从物理机理上解析了博斯腾湖湖水水量、矿化度、水面蒸发等咸化因子的［６］［７］相互关系，系统分析了博斯腾湖水盐平衡与矿化度演变过程及其变化趋势，通过全新纪沉积记录探索了［８］［９］博斯腾湖环境的演变，评价了博斯腾湖大湖区近２０年的生态健康状况。已有研究主要指出了焉耆盆地农田排水是影响博斯腾湖水环境变化的主要因素，然而针对博斯腾湖农田排水的系统研究尚鲜见。为此，以焉耆盆地入博斯腾湖的２６条

5、农田排渠为研究对象，采用因子分析法判别出主要污染因子，通过聚类分析法将相似排渠进行归类，并对水体污染指标进行空间相似性及差异性比较，最后结合排渠排盐量时空分布确定对博斯腾湖咸化贡献大的农田排渠，旨在为博斯腾湖水环境的控制与治理提供理论依据。１材料与方法１．１研究区概况焉耆盆地位于中天山的博尔托乌拉山与南天山的库鲁克塔格之间的中生代断陷盆地，介于８５°５０′—［１０］８８°００′Ｅ和４２°２３′—４０°４０′Ｎ之间。该盆地是一个半封闭的山间盆地，盆地地形北高南低，地势由西北向［１１］东南倾斜，地面高程１２００～１０

6、３１ｍ，最低处为博斯腾湖湖面，位于盆地中部，略偏东南。焉耆盆地面积约５．５２×１０４２，盆地内热量充足，日照长，温差较大，且凉爽湿润，平均降水量５０．７～７９．９ｍｍ，相对湿度ｋｍ５０％～６０％，蒸发量为２０００．５～２４４９．７ｍｍ。开都河、黄水沟、清水河是焉耆盆地内３条最大流入河流，汇收稿日期：２０１５－０５－０１基金项目：国家重点基础研究发展计划（９７３）项目（２０１２ＣＢ７２３２０１）作者简介：赵婷（１９９０－），女。硕士研究生，主要从事环境水力学及环境保护研究。Ｅ－ｍａｉｌ：１８７２９２７６７６３＠１６

7、３．ｃｏｍ６６集于盆地南侧的博斯腾湖。焉耆盆地农田排渠经历了“旱排水”阶段、［１２］排水渠建立阶段、排水渠逐步完善阶段；有效灌溉面积由２００３年的５７．８９万ｈｍ２增加到２，其耕地中非盐化土地２００９年的１３６．０８万ｈｍ面积占５３．６４％，轻盐化土地面积占１６．８％，中度盐化土地面积占１９．０４％，强盐化土地面积占［１３］１０．４３％，农田灌溉后的排盐水，绝大部分通过农田排渠直接或间接排入了湖体。目前在焉耆盆地有２６条排污支流进入博斯腾湖（图１），其中９条汇入小湖区，１０条汇入黄水区，７条汇入大湖区。１．２数据

8、来源图１焉耆盆地农田排渠分布图数据包括焉耆盆地入博斯腾湖各农田排渠名称和地理坐标的基本信息以及２００２—２００９年各农田排渠水质监测数据（ＣＯＤＣｒ、ＢＯＤ５、ＴＮ、ＴＰ、矿化度、硫酸盐、氯化物、电导率），由塔里木河流域巴音郭楞管理局和新疆环境保护科学研究院提供。１．３分析方法因子分析法是主成分分析方法的推广和深化，将分散在一组变量上的信息集中到某几个综合指标上，分［１４