喀喇昆仑山地区地表水资源特征及饮用条件

付菊平 米维军 贾海锋 李舟

摘    要：通过资料汇总、现场调查、取样试验、类比分析等手段，对区域内冰川雪水、河流水、湖泊水等地表水资源分布特征、水质条件进行研究。该区域地表水资源主要以降雪或融雪补给为主，冰川雪水水质状况较好，河水水质状况相对较差，湖泊水水质状况最差。因生活需要，采用冰川雪水、河流水、湖泊水为饮用水源时，对冰川雪水可经简单净化处理后即可符合饮用水源条件，河流水与湖泊水则需根据实际情况加大净水措施。

关键词：喀喇昆仑山区;地表水特征;饮用条件

喀喇昆仑山位于青藏高原西北部，特殊的地理位置及周围巨大海拔高度的高山屏障，拦截了大洋水汽，使水汽无法进入研究区，因此形成典型的高原高山、山地荒漠和半荒漠自然特征[1]。据上世纪80年代冰川编目统计，我国境内喀喇昆仑山发育有现代冰川3 454条，面积约6 231 km2，雪线平均海拔5 130～5 670 m[2]。在全球气候变化背景下，冰川呈加速退缩状态。预测研究成果显示，2030年至2050年，我国喀喇昆仑山区域冰川面积分别消融至5 15 3km2、3 969 km2，届时雪线距离将退缩350～500 m。喀喇昆仑山地区冰川消融与雪线退缩提供了大量水资源，增加了部分区域河水流量和湖泊面积，以湖泊为中心，汇集了源自冰川融水的河流，形成一系列大小不等的放射状水系。区域内主河径流量65%～70%来源于冰川融水，支流冰川融水量占年径流量的65%～75%。径流季节性分布十分集中，夏季水量占全年的61%～72 %[3]，河水矿化度为0.2～0.9 g/L[2]。湖泊多为闭口湖，区域内太阳辐射强度很大，水量主要呈蒸发形式支出，湖水矿化度大多超过24.7 g/L，最大为96.1 g/L[4]。

从目前研究现状看，对喀喇昆仑山地区冰川、河流、湖泊的研究多集中在系统性和宏观性框架中，缺乏局部针对性研究。为保障规模人群基本安全用水问题，需针对人群集聚特点，开展针对性水资源分布特征、饮用条件、保障措施等详细研究。

1  区域地表水分布特征

喀喇昆仑山地区是青藏高原和西北干旱区接壤处的高大山脉区[5-6]，拦截了较多水汽，形成干旱荒漠区的湿岛，分布有大面积冰川，发育众多河流和星罗棋布的湖泊。

1.1  冰川雪山

喀喇昆仑山脉处于剧烈构造上升环境中[7]，山势高耸雄伟，群峰林立，冰川主要集中分布在喀喇昆仑山脉西部。向东随着山势逐渐变低，气候更趋于干旱，冰川规模相应变小，分布变化渐零散[8]，以干旱的喀喇昆仑山东延部分即阿里喀喇昆仑山尤为明显。喀喇昆仑山冰川主要围绕乔戈里峰发育分布，坡向及冰川雪线的高低与冰川规模及垂直分布有着密切关系。慕士塔格和公格尔山南坡冰川数量较北坡多，而北坡冰川平均规模较南坡大。南坡地形条件有利于冰川发育，但相对补给较北坡少，消融较北坡大。南坡雪线分布高于北坡，如慕士塔格南坡冰川雪线一般为5 000～5 200 m，有的高达5 500 m，而北坡冰川雪线一般在4 800 m上下，北坡雪线一般比南坡雪线低200～400 m。

本区众多冰川和巨大冰川面积蕴藏着丰富的淡水资源，冰川是地表径流特殊的储备形式。据统计，喀喇昆仑山冰储量5 391.416×108 m3，每年可提供较稳定、大量的冰雪融水径流。

1.2  河流水

喀喇昆仑山数以百计的大小河流，主要以融水为补给源。河流补给及径流的形成同冰川分布和规模大小密切相关，所以，河流分布同喀喇昆仑山地区气候自西向东渐递干旱的总趋势一致，不仅分布密度两山脉西段大于中段，且径流量大的河流集中在西段。总体上，区域内主要河流集水面积达147 828 km2，年均流量达163.84×108 m3，48.66%～80.41%的流量集中在6—8月的丰水季节。

1.3  湖泊

喀喇昆仑山地区，面积大于100 km2的湖泊有8个，湖泊率为2%。按地质地形条件、湖水补给状况及区域的不同，将本区分成以下3个湖区。

西北部湖区  自喀喇昆仑山至昆仑山之间由西向东分布着一系列大小不等的湖泊。本区指其间西部和北部的湖泊。本区湖泊水的补给源主要来自喀喇昆仑山北翼和西昆仑山的冰川融水，夏季融水较丰沛，发育一批面积较大的湖泊，如阿克萨依湖、龙木错、邦达错、黑石北湖等。

中南部湖区  自普尔错、月牙湖向南至阿尔错，湖泊由冰雪融水和降水补给，变为淡水及微咸水湖。该地区湖泊另一特点是相邻湖泊连通，如月牙湖与普尔错，骆驼湖与清澈湖，美马错与阿鲁错等均为成对的连通湖。

东北部湖区  本区指内部库木库勒盆地，属新疆阿尔金山自然保护区，所处海拔高度较前两区低，为3 100～4 500 m。本区湖泊特点是地表径流分片集中汇成3个大湖，面积均在100 km2以上，各湖均有多条常年性河流入流，汇集湖区范围内的冰雪融水及降水。由于入湖水量较大，无出流外池，湖水主要消耗在蒸发上。

2  饮用条件

2.1  基本水化学特征分析

据冰川雪水、河流水、湖泊水源分布特点及大部分地区采取分散式供水条件限制和要求，项目研究中对地表水的色、浑浊度、嗅和味、pH值、总硬度、溶解铁等代表性参数进行了重点分析（表1）。

通过对比表1中水质检测数据及《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中的分级标准发现：

（1）冰川雪水、河流水、湖泊水的色度为5度均满足一级用水要求，在生活使用中无需特殊处理水资源的色度。

（2）對比各水源浑浊度发现，冰川雪水浑浊度大于5 NTU，超出Ⅱ类用水标准限值。主要是因冰雪融化后经流动冲刷细颗粒所致，使用中需经微孔隙物理过滤方式净化。河流水与湖泊水经充分沉淀，其浑浊度均小于3度，满足一级用水要求。

（3）冰川雪水与河流水均为流动活水，以CaCO3统计的总硬度大于100.0 mg/L，一般为130.3～175.0 mg/L。如慕士塔格冰雪水总硬度为175.0 mg/L，pH值为7.00～8.51，呈弱碱性。水质检测中发现无特殊嗅和味，基本满足一级用水标准。

（4）河流水较为集中流动，对周围盐分的溶解相对较大，将盐分不断带人内陆平原，使山地与平原保持密切的地球化学联系。在东喀喇昆仑山与昆仑山之间的羌塘内流区的河水，受气候及水源性质影响，总硬度较高。如源自窝尔巴错，流人邦达错的饮水河——泉水河，总硬度318.8 mg/L，为HCO3--Mg2+-Na+型水。又如流入羊湖的卡拉达尔雅，虽源自冰雪，总硬度高达519.4 mg/L，为CL-SO42--Na+型水，超出450.0 mg/L的二级用水标准限值。

（5）湖泊水大部分为静止的死水，经长期沉积、蒸发富含各种盐类，存在中度和重度苦咸味，pH值最大达9.52，含碱量很大。由于自然条件差异及湖泊本身发育的不同历史阶段，湖水总硬度变化较大，低的为1000.0 mg/L左右，高的超过100000.0 mg/L。中部地区水偏淡或微咸，总硬度在10000.0 mg/L以下，东部和西部水咸，总硬度达到13500.0 mg/L以上。

2.2 单因子水质现状评价

考虑喀喇昆仑山区域地理环境特点和人员分布状况及用水需求等综合因素，区域内冰川雪水、河流水、湖泊水的水域环境功能和保护目标设定为第III类[9]，选择溶解氧（DO）、化学需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3-N）、高锰酸钾指数（CODMn）、总磷（TP）、总氮（TN）等7项参评指标。研究中对采样点同时取3组试样进行平行检测，取平均值获得水质评价基础数据，通过式（1）单因子水质标识指数公式，对水质状况指标进行汇总和评价，结果见表2。

[Pi=Xi.X2X3]…（1）

式中：

[Xi]——第[i]项水质监测指标对应的水                  质类别;

[X2]——水质监测数据在

[Xi]类水质变化区

间中所代表的位置[10];

[X3]——该水质类别是否劣                 于水环境功能区标

准类别的判定结果[10]。

从表2可看出，喀喇昆仑山地区地表水溶解氧（DO）水质指标均达到第III级水域功能指标要求，高锰酸钾指数（CODMn）水质指标未达到湖泊水功能指标要求，化学需氧量（CODCr）、总磷（TP）、总氮（TN）仅满足冰川雪水功能指标要求。

3  地表水资源利用措施

由于喀喇昆仑山地区降水稀少，区域内人员通过收集降水采集饮用或生活用水的可能性较小。因此，可利用降水汇集后形成的冰川雪山、河流、湖泊等水资源加以使用。如图1所示，冰雪水总硬度小于350 mg/L，为一级用水标准;河流水总硬度大于150 mg/L，现有测试最大数值为519.4 mg/L，部分不符合饮用标准;湖泊水硬度大于1 000 mg/L，严重大于450 mg/L的二级用水标准，不符合饮用水要求。

单因子水质标识指数评价表明，各项指标分别在冰川雪水、河流水、湖泊水中有28.6%、42.9%、76.2%的超出III级地表水水域功能指标要求（图2）。

基于喀喇昆仑山地区稀少的冰雪、雨水等降水特征、季节性水源及硬度较高和污染物超标的河流水特征、充足水源但硬度极高和污染物超标严重的湖泊水特征，现场使用中采用积水窖式的冬水储存夏天使用的措施、固定点采集与净化河流水、对季节性河水采用冬储方式加大利用。对湖泊水的利用，通过建设集中供水站，采取电容去离子强化净化措施，或采取在湖泊附近打水井，通过天然地层与电容去离子双重净化措施，达到使用或饮用目的。

4  结论

（1） 喀喇昆仑山脉区域水资源主要以降雪为主，其分布范围受地域性限制和垂直空间限制较大。因区域位于干旱地带，流体水极其有限，并集中于主要河流与湖泊中。

（2） 通过水源水质分析发现，冰川雪水水质状况较好，河水水质情况相对较差，湖泊水水质情况最差。

（3） 因生活需要，采用冰川雪水、河流水、湖泊水为饮用水源时，对冰川雪水经简单净化处理后即符合饮用水源条件，河流水与湖泊水则需根据实际情况加大净水措施。

参考文献

[1]    张威，王宁练，李想，刘凯.近20a西喀喇昆仑地区吉尔吉特河流域冰川面积变化及其对气候变化的响应[J].山地学报，2019，37（3）：347-358.

[2]    施雅风主编.中国第四纪冰川与环境变化[M].石家庄：河北科学技术出版社.2006： 241-262

[3]    李燕，李红斌，王连有.喀喇昆仑山盖孜河水文水资源特性分析[J].干旱区研究.2003，20（4）：272-275.

[4]    姚宁钢、范云崎.喀喇昆仑山—西昆仑山地区的湖泊及其水资源区划初探[J].湖泊科学.1990，（1）：  5-11.

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[6]    安國英.遥感技术在新生代水文地质调查中的应用：以喀喇昆仑山温泉幅1∶25万区域水文地质调查为例[J].现代地质.2013，（6）：1445-1453.

[7]    鄭度，赵东升.青藏高原高寒荒漠地带与寒冷干旱核心区域[J].干旱区研究，2019，36（1）：1-6.

[8]    李志杰，王宁练，陈安安，等.1993-2016年喀喇昆仑山什约克流域冰川变化遥感监测[J].冰川冻土，2019，41（4）：770-782.

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[10]  单志朋.基于综合水质标识指数法的石佛寺水库水质评价与分析[J].人民珠江.2019，40（7）：103-109.

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