衡水湖濕地水環境分析及改善措施

郝躍穎

(河北省衡水水文水資源勘測局,河北衡水 053000)

衡水湖舊稱“千頃洼”,位于華北平原中心地帶的河北省衡水市境內,是華北平原最典型的淡水湖泊濕地之一,也是衡水市重要的水源地,地理坐標為東經 115°27′45″～115°42′6″,北緯 37°31′39″～ 37°42′18″。 衡水湖自然保護區總水面面積為 75 km2,分為東西兩湖,東湖面積為 42.5 km2,西湖為 32.5 km2,由草甸、水域、林地、灘涂等多種生態環境組成的天然生態系統,其獨特的地理位置和優良的水質,孕育了豐富的生物多樣性,2003年 6月得到了國務院的正式批復成為華北平原上第一個國家級自然保護區。

1 衡水湖水文與水資源

1.1 衡水湖水源

衡水湖周邊河流屬海河流域子牙河水系。有滏陽河、滏陽新河和滏東排河三條主要河流流經保護區北側,河水均自西向東北流,并有閘道與衡水湖相通,水源主要來自西南部匯水,引黃、衛運河水。滏陽河流域面積為 21 737 km2。滏陽新河是為治理滏陽河泛濫而人工開挖的大型行洪排澇河道,行洪能力為6700m3/s;滏東排河系修筑滏陽新河南堤時取土留下的河道,流域面積4 409 km2。保護區東側和南側還分別有冀碼渠、冀南渠和衛千渠等人工河渠,以及鹽河改道后遺留的鹽河故道。

衡水湖蓄水設計高程 21.0m,總蓄水量為 1.88億 m3,其中東湖蓄水面積 42.5 km2,可蓄水 1.23億 m3;西湖蓄水面積 32.5 km2,可蓄水 0.65億 m3。衡水湖年降水量平均518.9 mm,年平均蒸發量(E601)1147mm,降雨量遠遠低于蒸發量,地表徑流水量很小(表 1為衡水市各河 2000～2009年徑流量統計表),靠流域降水很難維持穩定的水位。因此人工調水是維系衡水湖濕地的主要水源。自 1994年以來,引黃河水成為衡水湖的主要水源補給方式,衡水湖 1994～2009年間累計引蓄黃河水 6.82億 m3(表 2為 1994～2009年間歷次引黃入湖水量)。黃河水通過引黃濟冀工程利用清涼江油故閘以西現有衛 -千渠輸水,經王口閘入衡水湖。

表1 衡水市各河 2000～2009年徑流量統計表 108m3/s

表2 1994-2009年間歷次引黃入湖水量 萬 m3

1.2 衡水湖近十年來水量與水位變化

由于集水區降水年際變異大,衡水湖蓄水量也有很大的年際變動。自 1994年引蓄黃河水后,衡水湖水位保持平穩,衡水湖 2000～2009年期間各年引水后的最高水位、一年中的最低水位和平均水位見表 3。由于引黃一般主要在 11月至次年 1月進行,所以 2月份成為衡水湖水量最豐沛的月份,從 3月份開始,隨著蒸發量和農業灌溉用水的增加,衡水湖水量開始減少,到 7、8兩月進入雨季,水位保持穩定,9月份降水減少,衡水湖水位開始繼續下降,到 11月引水前,水位達到一年中的最低水位。

表3 2000～2009年衡水湖東湖歷年蓄水情況 (水位為黃海高程)

2 衡水湖水質現狀

河北省水環境監測中心衡水分中心在衡水湖設有 7個監測斷面:大庫設 5處:順民莊、南關新閘、王口閘、大趙閘、水廠取水口;小庫設 2處:南關新閘東、魏屯閘。每月均取樣監測。現以該中心對衡水湖水質監測資料為基礎,選取 2010年 10月最新數據,對衡水湖濕地的水環境質量現狀進行評價。

2.1 評價標準及方法確定

采用《地表水環境質量標準》(GB 3838-2002)作為評價標準,采用比較嚴格的單因子法,在單次評價的基礎上,采用綜合污染指數(Pn)法,分析各監測斷面水質污染程度,計算公式為:

式中:Pn為綜合污染指數;Pi為污染分指數n為污染物項數;Ci為某污染物實測濃度;CSi為某污染物評價標準值(此次采用 GB3838-2002中三類水標準值)

其中:溶解氧按下式計算分指數

pH值按下式計算分指數

綜合污染指數的分級見表 4。

表4 綜合污染指數 Pn分級表

2.2 不同區域的水質情況

據 2010年 10月衡水湖的水質監測資料,選取 pH值、硫酸鹽、硫化物、總磷、硝酸鹽氮、氨氮、總氮、溶解氧、高錳酸鹽指數等共 23項參數,價結果見表 5。

站點名稱 Pn 污染程度 主要污染物質及其超標倍數順民莊 0.67 輕污染 硫化物(2.4)高錳酸鹽指數(1.0)溶解氧為(4.0)南關新閘 0.61 輕污染 高錳酸鹽指數(1.0)硫化物(0.9)總磷(0.8)汞(0.2)王口閘 0.76 中污染 硫化物(3.8)總磷(0.8)汞(0.7)高錳酸鹽指數(0.3)大趙閘 0.74 中污染 pH為 9.3溶解氧為 4.0硫化物(0.6高錳酸鹽指數(0.4)汞(0.3)水廠取水口 0.76 中污染 pH為 9.4硫化物(4.5)高錳酸鹽指數(0.4)汞(0.2)南關新閘東 1.00 重污染 硫化物(3.3)高錳酸鹽指數(1.0)汞 (0.6)總磷(0.3)魏屯閘 0.75 中污染 硫化物(3.8)高錳酸鹽指數(0.2)溶解氧為(3.8)

根據衡水湖 10月份的監測數據分析可知,大庫 5處監測站點中水廠取水口、大趙閘水質均為劣Ⅴ類,南關新閘、王口閘、順民莊水質均為Ⅴ類;各監測站點主要超標項目為:硫化物、高錳酸鹽指數、溶解氧、總磷和 pH值。小庫 2處監測站點水質均為Ⅴ類,主要超標項目為:硫化物、高錳酸鹽指數、汞、總磷和溶解氧。由以上分析可見,目前衡水湖水質污染較重,主要超標項目為高錳酸鹽指數、硫化物、總磷,其次為 pH值。

2.3 不同季節的水質情況

大趙閘為衡水湖的退水閘,位于桃城區大趙村西、衡水湖北岸,三個監測斷面中大趙閘最能代表衡水湖水質狀況,大趙閘現已成為衡水湖旅游活動的一個主要碼頭,人為活動日趨頻繁,在開發旅游之際還應加強管理,以控制人為污染。現就該斷面 2009年 10月 ～2010年 10月監測結果進行分析。

圖1 2009.10～2010.10大趙閘綜合污染指數變化圖

由上圖可以看出,除 2010年 8月的水質級別為重污染和2010年 10月的水質級別為中污染外,其他月份的污染較輕,水質級別均為輕污染和尚清潔。2010年 10月主要超標物質為溶解氧、硫化物、高錳酸鹽指數和汞,其中 pH為 9.3。

2.4 引水水質對衡水湖水質的影響

2009～2010年度衡水市引黃分兩階段進行,本文選取2009年 9月到 2010年 2月的數據,分析引黃對衡水湖水質的影響。

圖2 2009.9～2010.2

根據上圖數據分析可知:2009年 10～11月引黃,衡水湖水質有了明顯好轉。大趙閘 2009年 10月綜合污染指數為0.48、污染程度為輕污染;11月綜合污染指數為 0.42、污染程度為輕污染;12月綜合污染指數為 0.39、污染程度為尚清潔;2010年 1月綜合污染指數為 0.40、污染程度為輕污染;2月綜合污染指數為 0.30、污染程度為尚清潔。說明,只要衡水湖嚴格控制各種污染源,湖水自身具有較強的自凈能力,同時也說明,黃河水水質對衡水湖水質具有較強的影響。

3 建議

綜上所述,衡水湖目前水質狀況較好,原因是湖內生長的大片蘆葦、蒲草等水生植物,具有較強的水質凈化能力,整個自然保護區保持較好的濕地生態環境。但隨著人口的不斷增加,周邊工農業生產的發展,衡水湖面臨的環境壓力也日益增加,為確保衡水湖濕地繼續保持一個良好的生態環境,特提出以下建議:

3.1 提高監測能力與加大環境保護宣傳力度

衡水湖是一處退化后又被恢復起來的濕地,受長期的人類活動影響,存在著多方面深層次生態環境問題,必須提高對衡水湖水環境監測能力。雖然濕地的重要性被人們普遍認識,但在利益與保護存在矛盾沖突時,人們難以控制自己的利欲而常選擇利益,致使環境的無序開發利用以致破壞,隨著衡水湖的知名度不斷擴大,旅游開發項目不斷增多,各項經營者及游客也在不斷增加,為此應加強管理,廣泛宣傳提高全民環保意識,將人類活動對水質帶來的影響降至最低。

3.2 抑制水生植物過度生長

由于濕地原有物種結構發生變化,生態平衡受到影響,湖內部分水生物過度生長,藻類大量繁殖生長,使水面上形成稠密的藻被層,大量死亡的藻類物質及其它有機物沉入湖底,在分解過程中消耗大量溶解氧,加上有機代謝產物的積累,造成大量耗氧生物死亡,所以應每年消除底泥,及時打撈收割水生物,從而抑制藻類過度生長。

3.3 加強各種污染的治理

衡水湖水體污染的治理應抓好二條措施:一是加大農業面源污染治理控制力度,保證入湖水質清潔,二是積極開展湖內生物治污工程,恢復濕地生態系統的自然凈化能力。

3.4 合理發展旅游業,保護湖區生態環境

隨著衡水湖知名度的提升,觀光旅游的人數會進一步增加,但在開發旅游資源上,應卷遵守國家制度與相關法律、法規,將環境、休閑、娛樂及科普教育融為一體,堅持保護優先,持續利用的原則,在衡水湖周邊劃定核心區,緩沖區,修建一定的生態保護林帶,減輕周邊人為活動影響,在旅游區有針對性、有計劃的修建旅游設施,在日游高峰時,人數要加以控制,以湖面環境承受能力為度,還應建立整套的環境衛生保證體系,注重衛生管理,把旅游造成的負面影響降到最低。

[1]GB 3838—2002,地表水環境質量標準[S].

[2]河北省水文水資源勘測局.衡水湖濕地生態保護與環境功能研究[R].2006.

[3]熊洋.衡水湖水質現狀評價及趨勢分析[J].南水北調與水利科技,2007.(3):64-66.

[4]張學知.衡水湖濕地生態系統恢復原理與方法[J].南水北調與水利科技,2010.(1):122-125.