衡水湖湿地水环境分析及改善措施

郝跃颖

(河北省衡水水文水资源勘测局,河北衡水 053000)

衡水湖旧称“千顷洼”,位于华北平原中心地带的河北省衡水市境内,是华北平原最典型的淡水湖泊湿地之一,也是衡水市重要的水源地,地理坐标为东经 115°27′45″～115°42′6″,北纬 37°31′39″～ 37°42′18″。 衡水湖自然保护区总水面面积为 75 km2,分为东西两湖,东湖面积为 42.5 km2,西湖为 32.5 km2,由草甸、水域、林地、滩涂等多种生态环境组成的天然生态系统,其独特的地理位置和优良的水质,孕育了丰富的生物多样性,2003年 6月得到了国务院的正式批复成为华北平原上第一个国家级自然保护区。

1 衡水湖水文与水资源

1.1 衡水湖水源

衡水湖周边河流属海河流域子牙河水系。有滏阳河、滏阳新河和滏东排河三条主要河流流经保护区北侧,河水均自西向东北流,并有闸道与衡水湖相通,水源主要来自西南部汇水,引黄、卫运河水。滏阳河流域面积为 21 737 km2。滏阳新河是为治理滏阳河泛滥而人工开挖的大型行洪排涝河道,行洪能力为6700m3/s;滏东排河系修筑滏阳新河南堤时取土留下的河道,流域面积4 409 km2。保护区东侧和南侧还分别有冀码渠、冀南渠和卫千渠等人工河渠,以及盐河改道后遗留的盐河故道。

衡水湖蓄水设计高程 21.0m,总蓄水量为 1.88亿 m3,其中东湖蓄水面积 42.5 km2,可蓄水 1.23亿 m3;西湖蓄水面积 32.5 km2,可蓄水 0.65亿 m3。衡水湖年降水量平均518.9 mm,年平均蒸发量(E601)1147mm,降雨量远远低于蒸发量,地表径流水量很小(表 1为衡水市各河 2000～2009年径流量统计表),靠流域降水很难维持稳定的水位。因此人工调水是维系衡水湖湿地的主要水源。自 1994年以来,引黄河水成为衡水湖的主要水源补给方式,衡水湖 1994～2009年间累计引蓄黄河水 6.82亿 m3(表 2为 1994～2009年间历次引黄入湖水量)。黄河水通过引黄济冀工程利用清凉江油故闸以西现有卫 -千渠输水,经王口闸入衡水湖。

表1 衡水市各河 2000～2009年径流量统计表 108m3/s

表2 1994-2009年间历次引黄入湖水量 万 m3

1.2 衡水湖近十年来水量与水位变化

由于集水区降水年际变异大,衡水湖蓄水量也有很大的年际变动。自 1994年引蓄黄河水后,衡水湖水位保持平稳,衡水湖 2000～2009年期间各年引水后的最高水位、一年中的最低水位和平均水位见表 3。由于引黄一般主要在 11月至次年 1月进行,所以 2月份成为衡水湖水量最丰沛的月份,从 3月份开始,随着蒸发量和农业灌溉用水的增加,衡水湖水量开始减少,到 7、8两月进入雨季,水位保持稳定,9月份降水减少,衡水湖水位开始继续下降,到 11月引水前,水位达到一年中的最低水位。

表3 2000～2009年衡水湖东湖历年蓄水情况 (水位为黄海高程)

2 衡水湖水质现状

河北省水环境监测中心衡水分中心在衡水湖设有 7个监测断面:大库设 5处:顺民庄、南关新闸、王口闸、大赵闸、水厂取水口;小库设 2处:南关新闸东、魏屯闸。每月均取样监测。现以该中心对衡水湖水质监测资料为基础,选取 2010年 10月最新数据,对衡水湖湿地的水环境质量现状进行评价。

2.1 评价标准及方法确定

采用《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)作为评价标准,采用比较严格的单因子法,在单次评价的基础上,采用综合污染指数(Pn)法,分析各监测断面水质污染程度,计算公式为:

式中:Pn为综合污染指数;Pi为污染分指数n为污染物项数;Ci为某污染物实测浓度;CSi为某污染物评价标准值(此次采用 GB3838-2002中三类水标准值)

其中:溶解氧按下式计算分指数

pH值按下式计算分指数

综合污染指数的分级见表 4。

表4 综合污染指数 Pn分级表

2.2 不同区域的水质情况

据 2010年 10月衡水湖的水质监测资料,选取 pH值、硫酸盐、硫化物、总磷、硝酸盐氮、氨氮、总氮、溶解氧、高锰酸盐指数等共 23项参数,价结果见表 5。

站点名称 Pn 污染程度 主要污染物质及其超标倍数顺民庄 0.67 轻污染 硫化物(2.4)高锰酸盐指数(1.0)溶解氧为(4.0)南关新闸 0.61 轻污染 高锰酸盐指数(1.0)硫化物(0.9)总磷(0.8)汞(0.2)王口闸 0.76 中污染 硫化物(3.8)总磷(0.8)汞(0.7)高锰酸盐指数(0.3)大赵闸 0.74 中污染 pH为 9.3溶解氧为 4.0硫化物(0.6高锰酸盐指数(0.4)汞(0.3)水厂取水口 0.76 中污染 pH为 9.4硫化物(4.5)高锰酸盐指数(0.4)汞(0.2)南关新闸东 1.00 重污染 硫化物(3.3)高锰酸盐指数(1.0)汞 (0.6)总磷(0.3)魏屯闸 0.75 中污染 硫化物(3.8)高锰酸盐指数(0.2)溶解氧为(3.8)

根据衡水湖 10月份的监测数据分析可知,大库 5处监测站点中水厂取水口、大赵闸水质均为劣Ⅴ类,南关新闸、王口闸、顺民庄水质均为Ⅴ类;各监测站点主要超标项目为:硫化物、高锰酸盐指数、溶解氧、总磷和 pH值。小库 2处监测站点水质均为Ⅴ类,主要超标项目为:硫化物、高锰酸盐指数、汞、总磷和溶解氧。由以上分析可见,目前衡水湖水质污染较重,主要超标项目为高锰酸盐指数、硫化物、总磷,其次为 pH值。

2.3 不同季节的水质情况

大赵闸为衡水湖的退水闸,位于桃城区大赵村西、衡水湖北岸,三个监测断面中大赵闸最能代表衡水湖水质状况,大赵闸现已成为衡水湖旅游活动的一个主要码头,人为活动日趋频繁,在开发旅游之际还应加强管理,以控制人为污染。现就该断面 2009年 10月 ～2010年 10月监测结果进行分析。

图1 2009.10～2010.10大赵闸综合污染指数变化图

由上图可以看出,除 2010年 8月的水质级别为重污染和2010年 10月的水质级别为中污染外,其他月份的污染较轻,水质级别均为轻污染和尚清洁。2010年 10月主要超标物质为溶解氧、硫化物、高锰酸盐指数和汞,其中 pH为 9.3。

2.4 引水水质对衡水湖水质的影响

2009～2010年度衡水市引黄分两阶段进行,本文选取2009年 9月到 2010年 2月的数据,分析引黄对衡水湖水质的影响。

图2 2009.9～2010.2

根据上图数据分析可知:2009年 10～11月引黄,衡水湖水质有了明显好转。大赵闸 2009年 10月综合污染指数为0.48、污染程度为轻污染;11月综合污染指数为 0.42、污染程度为轻污染;12月综合污染指数为 0.39、污染程度为尚清洁;2010年 1月综合污染指数为 0.40、污染程度为轻污染;2月综合污染指数为 0.30、污染程度为尚清洁。说明,只要衡水湖严格控制各种污染源,湖水自身具有较强的自净能力,同时也说明,黄河水水质对衡水湖水质具有较强的影响。

3 建议

综上所述,衡水湖目前水质状况较好,原因是湖内生长的大片芦苇、蒲草等水生植物,具有较强的水质净化能力,整个自然保护区保持较好的湿地生态环境。但随着人口的不断增加,周边工农业生产的发展,衡水湖面临的环境压力也日益增加,为确保衡水湖湿地继续保持一个良好的生态环境,特提出以下建议:

3.1 提高监测能力与加大环境保护宣传力度

衡水湖是一处退化后又被恢复起来的湿地,受长期的人类活动影响,存在着多方面深层次生态环境问题,必须提高对衡水湖水环境监测能力。虽然湿地的重要性被人们普遍认识,但在利益与保护存在矛盾冲突时,人们难以控制自己的利欲而常选择利益,致使环境的无序开发利用以致破坏,随着衡水湖的知名度不断扩大,旅游开发项目不断增多,各项经营者及游客也在不断增加,为此应加强管理,广泛宣传提高全民环保意识,将人类活动对水质带来的影响降至最低。

3.2 抑制水生植物过度生长

由于湿地原有物种结构发生变化,生态平衡受到影响,湖内部分水生物过度生长,藻类大量繁殖生长,使水面上形成稠密的藻被层,大量死亡的藻类物质及其它有机物沉入湖底,在分解过程中消耗大量溶解氧,加上有机代谢产物的积累,造成大量耗氧生物死亡,所以应每年消除底泥,及时打捞收割水生物,从而抑制藻类过度生长。

3.3 加强各种污染的治理

衡水湖水体污染的治理应抓好二条措施:一是加大农业面源污染治理控制力度,保证入湖水质清洁,二是积极开展湖内生物治污工程,恢复湿地生态系统的自然净化能力。

3.4 合理发展旅游业,保护湖区生态环境

随着衡水湖知名度的提升,观光旅游的人数会进一步增加,但在开发旅游资源上,应卷遵守国家制度与相关法律、法规,将环境、休闲、娱乐及科普教育融为一体,坚持保护优先,持续利用的原则,在衡水湖周边划定核心区,缓冲区,修建一定的生态保护林带,减轻周边人为活动影响,在旅游区有针对性、有计划的修建旅游设施,在日游高峰时,人数要加以控制,以湖面环境承受能力为度,还应建立整套的环境卫生保证体系,注重卫生管理,把旅游造成的负面影响降到最低。

[1]GB 3838—2002,地表水环境质量标准[S].

[2]河北省水文水资源勘测局.衡水湖湿地生态保护与环境功能研究[R].2006.

[3]熊洋.衡水湖水质现状评价及趋势分析[J].南水北调与水利科技,2007.(3):64-66.

[4]张学知.衡水湖湿地生态系统恢复原理与方法[J].南水北调与水利科技,2010.(1):122-125.