华北地区历史文化村镇水环境保护探析——以河北省广府古镇为例

张 达，李佳乐，杜津津，张广义

（1.防灾科技学院生态环境学院，河北 三河 065201；2.湖南师范大学资源与环境科学学院，长沙 410081）

历史文化村镇是千百年来聚落空间所润养出来的传统文化的缩影，反映了中国不同地域、不同民族、不同经济社会发展阶段的聚落形成与历史演变过程，是展示中国优秀传统建筑风貌、优秀建筑艺术和建造技艺、传统空间形态和民俗风情的真实载体。近些年来，随着历史文化村镇保护制度的进一步发展和健全，科学研究的进一步深入，历史文化村镇保护范围已经从注重保护单体建筑发展到周边自然环境的整体关注。水资源是人类社会结构基本细胞的乡村聚落最直接最深刻的自然因素，从地理分布、形态特点、内部结构到自然文脉、社会文脉的形成过程中都有极其重要的影响［1-8］。由于江南地区水资源丰富，水乡古镇密布，前人研究的重点在此［9-11］，而中国华北地区水资源匮乏，水污染严重［7，12，13］，加强这一地区历史文化村镇水环境保护研究更具紧迫性。

1 研究区域概况

广府镇地处河北省邯郸市永年县东南部，距县城临洺关25 km，西南距邯郸市28 km，滏阳河、邯临公路横贯其南部地区。广府系历代郡、府、州、县治所在地。镇外有城墙，全长为“九华里十三步”，至今保存基本完好［14］。古镇坐落于永年洼的中心，洼淀陆面平均海拔仅41 m，比滏阳河河底还低2 m，3 000 多公顷洼淀围绕着古城，形成了华北极为少见的湿地洼淀风貌，是具有典型水环境保护研究意义的历史文化村镇。通过调查该历史文化村镇水环境现状，结合所掌握的资料，试图分析原因，并针对该现象给出合理的治理保护建议和对策，以期为中国北方地区历史文化村镇水环境保护治理工作的规范开展提供依据，丰富中国历史文化村镇保护的理论体系，拓展研究领域和深度。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

选用数据主要来源于调查问卷和采集水样数据2 个方面。

2.1.1 调查问卷数据 水环境空间的物质要素是居住者和游客能直接感触到的［6］。于2018 年对广府古镇常住居民与游客分别进行了“广府古镇水环境认知”为主题的问卷调查，调查区域主要集中于广府古城内及其周边。针对古镇居民共发放问卷200份，回收有效问卷185 份，有效率92.5%。针对游客共发放问卷200 份，回收有效问卷170 份，有效率85.0%。研究过程中通过对古镇居民调查问卷的统计分析了解居民对古城水环境历史变迁、水环境现状、水污染源头的认知以及具体治理水环境措施等；通过对古镇游客调查问卷的分析，了解水环境空间整体布局、水环境保护现状等情况的认知。

2.1.2 采集水样数据 于2018 年对广府古城内部及其周围的水域进行了水样采集，依据河流水质采样断面与取样点设置的原则［15］结合广府古城人口空间分布特征及水环境影响因素进行样点布局。取水样点共4 个区域29 个点，包括古城内部水样点9个、古城外部周边水样点8 个、居民饮用水样点2个、古城护城河水样点10 个（图1）。其中，水样点26 号被破坏，没有采集到数据，故后续分析中剔除。综合相关学者对水环境评价指标的选取情况［16-18］以及本研究的具体特点，选取化学需氧量（COD）、总磷、总氮、溶解氧作为主要水环境评价指标。根据中华人民共和国地表水环境质量标准GB 3838—2002进行水质评价。

图1 广府古城水样采集点空间分布

2.2 研究方法

通过对各水样点的水样进行收集，运用相关检测方法对水质进行检测，得到实测数据，然后用灰色关联评价方法对研究区域实测水质进行综合评价。根据国家地表水质标准按浓度大小分级，分析广府古镇地表水质的空间分布特征。

灰色关联评价方法是以断面水质中各因子的实测浓度组成实际序列，各因子的标准浓度组成理想序列，不同标准级别组成不同的理想序列，使用灰色关联度分析法计算实际序列与各理想序列的关联度，最后按照关联度的大小确定断面综合水质的级别，此水质综合评价方法已经得到广泛的运用［19-21］。本研究采用刘金英等［22］改进的变权重灰色关联法。

3 结果与分析

3.1 广府古镇外围水塘水环境质量评价及分析

根据对广府古镇外围水塘的水样分析可知，与GB 3838—2002 相比，溶解氧含量超标，远远大于饱和值，属于Ⅰ类水质标准，COD 含量已超出Ⅴ类水质的范围，总氮含量基本属于Ⅰ类水质标准，总磷含量基本属于Ⅱ类水质标准。总之，除了COD 外，其他检测指标基本符合国标Ⅰ类、Ⅱ类水质标准。运用灰色关联分析法进行分析可知，古镇外围水塘的水质有一半已达到国家一级标准（表1）。此外，样点20 和样点21 水质差，总磷与COD 的数值过高。分析其原因主要有两点：一是此地点为农业生产活动地区，农田中的磷素等营养物质富集，通过雨水的冲击和淋溶作用，经农田地表径流、排水和地下渗漏等方式进入此处河流；二是部分居民点布局于此，生活垃圾存放与处理设施缺乏，大量生活垃圾堆放，在雨水的冲击下，污染物进入水体。

表1 古镇外围水塘取样分析数据 （单位：mg/L）

3.2 广府古镇外围护城河水环境质量评价及分析

通过对广府古镇外围护城河所取水样的水质进行分析可知，与GB 3838—2002 相比，所有取样点的溶解氧含量远远大于饱和值，属于Ⅰ类水质标准；COD 的含量也远远超过标准值，已经超出Ⅴ类水质的范围；总氮含量属于Ⅰ类水质标准；总磷含量基本属于Ⅱ类标准。由灰色关联分析结果可知，古镇外围护城河水质基本处于国家一级至二级标准（表2）。

表2 古镇外围护城河取样分析数据 （单位：mg/L）

广府古镇护城河水体相连，其水质表现为均质化特征。其中，古镇南门区域水质出现异常，COD含量较高。分析其原因可知，广府古镇与外界联系的交通主要布局于古镇南门，是古镇居民与游客与外界联系的主要通道，加之此处商业网点密集、无完善的垃圾处理设施，使得此区域水质出现异常，符合实际情况。

3.3 广府古镇内水塘环境及居民饮用水质量评价

通过对广府古镇内水塘的水样检测分析可知，与GB 3838—2002 相比，溶解氧含量远远大于饱和值，属于Ⅰ类水质标准，COD 含量已经超出Ⅴ类水质的范围，总氮含量属于Ⅰ类水质标准，总磷含量大部分采样点超过了Ⅴ类水质标准。由灰色关联分析结果可知，古镇内水塘水质均处于国家五级标准（表3）。同古镇外围水塘相比，溶解氧、COD 和总氮含量相近，总磷含量远远超过古镇外围水塘水样中的总磷含量。

表3 古镇内水塘取样分析数据 （单位：mg/L）

通过评价可知，古镇内水塘各项水质指标变化相对较大，且相比外围水塘及护城河水质偏低。分析其原因主要有3 个方面：一是人口密度分布不均。广府古镇人口约4 万，主要集中分布于古镇西部、南部和北部。样点2、3、12、13 的区域人口分布相对较多，基本符合农村地区人口密集区水污染的基本特点，即主要污染源来自生活废料和人的排泄物，一般都不含有毒物质，含有较高的氮和磷等营养物质。二是畜禽的养殖废水。样点14、15 区域周围分布有大量圈养牲畜。广府古镇的支柱产业为旅游业，古镇居民在政府发展旅游业的政策支持下经济收入有了大幅度提高，但位置相对较为偏僻的古镇居民的旅游收入偏低，养殖牲畜补贴收入成为一种可靠的选择。在大量养殖畜禽过程中，民居较少考虑养殖废水的处理问题，直接排入水塘，对水塘的生态系统造成破坏。三是污水处理设施严重缺乏。广府古镇作为历史文化积淀悠久的居民点，其格局相对固定。经实地调研后发现，古镇旅游业兴起时间较短，基础设施建设不到位，污水处理设施严重缺乏。具体表现为生活污水排入家用化粪池，然后直接进入周围菜地或简易窖井，留在其中的固体废物被不定期地清理外运；沿街的居民将生活污水倒入原有的污水管道，但污水管道的覆盖面较小，只有城内几条主要街道有设置。

由于本研究主要针对的是古镇水环境现状调查，而居民饮用水都为深层地下水，并且所取样都来自自来水管，基本符合饮用水标准（表4）。同时，由于古镇供水设施的不齐全，自来水的供给采取定时供给的方式，进一步加剧了古镇居民生活用水的矛盾，使得古镇居民对于加强古镇水环境建设有着迫切的需求。

表4 古镇居民饮用水水样分析数据（单位：mg/L）

4 小结与讨论

综合以上广府古城主要区域水样采集点检测分析及评价结果可知：①所有水样的溶解氧含量远远大于饱和值，属于Ⅰ类水质范围；COD 的含量也远远超出Ⅴ类水质范围；总氮含量基本相当，都属于Ⅰ类水质范围；总磷含量除了古镇内的大部分水样点超标外，其他属于Ⅱ类水质范围。②通过水质灰色关联评价进一步分析可知，古镇水环境整体情况不佳。古镇东面、西面的外围水塘中水质出现异常，外围其他地区水质一般；护城河水质中南门附近水质出现异常，其他地区水质表现为均质化特征；古镇内塘水质普遍偏低，人口密集的西城、南城以及饲养畜禽较多的古镇东南部水塘出现水质异常，东城因为缺乏必要的排污设施，水质也偏低。③从居民和游客对古镇水环境的评价可知，56.0% 的古镇原住居民对古镇水环境不太满意，94.6% 的居民认为污染的水环境影响到自己的生活品质，其中不满意的重要原因是给排水设施不完善，由于基本水处理设备缺乏，导致农业活动废水排放和生活污水无法及时处理；在对古镇游客的调查中发现，37.0% 的游客对古镇水环境比较感兴趣，说明广府古镇水环境在旅游业开发中的价值，34.0% 的游客对古镇水环境感到失望，不满意的原因主要是古镇水环境管理及水环境整体规划不完善，希望增加环保公厕及垃圾处理等配套硬件设施的同时，加强管理与规划。

分析水污染原因，总结以下几点以供参考。①生活污水。古镇水环境的破坏符合农村地区水污染特点，污染量较小，但污染源种类较多，处置困难。水污染的主要污染物来源于生活废物和人的排泄物，一般都不含有毒物质，通常都含有较高的氮和磷等营养物质，其中还会有大量的细菌、病毒和寄生虫卵。②畜禽的养殖废水。近年来，古镇的养殖业发展迅速，居民依靠养殖畜禽收获了较大的经济效益。但是在养殖畜禽过程中，居民较少考虑畜禽养殖废水的处理，基本直接排放到沟渠中，这些废水又经过沟渠流入河中，这样就扩大了污染区域。③农田径流排水。在古镇居民农业生产活动中，已溶解的固体污染物在雨水的冲击和淋溶的作用下，通过农田的地表径流、排水和地下渗漏等方式进入水体中引起水体污染［23］。④给排水等基础设施不完善。广府古镇居民作为原住民，是古镇水环境最大的影响者和承受者。通过对居民问卷调查分析可知，古镇的排水系统不完善，以致废水随意倾倒等生活习惯是水环境破坏的主要原因。外来旅游者是古镇水环境的影响者，也是古镇发展必不可少的因素，在对外来旅游者的调查中发现，多数人对于古镇的水环境现状及历史有一定了解，他们认为增加污水处理收集设备以及完善古镇的水系统配置是解决古镇水环境问题的关键举措。

通过实地调查，水样分析与评价，针对广府古镇所存在的水环境问题提出以下治理建议。①推进广府古镇人居环境建设。将古镇危房过多、人口密度过高、水环境污染较为严重的西城、南城的部分区域居民搬离古镇内，安排集中居住，做到统一规划，建成布局合理、设施配套的片区。②实现广府古镇生态环境建设，切实推动改水、改厕、垃圾处理、污水处理等项目整治，加强水环境保护的基础设施建设。在城内对生活污水进行集中收集处理，合理布局公共卫生间，改善居民家用卫生间，防止生活废水直接渗入地下。建立广府古镇生态环境保护区。在古镇外围水塘建设生态公园，在外围护城河、城内池塘等处增加水环境景观。③推动“绿色经济”工程。加强水环境整体规划建设，在古镇周边的区域逐步实现生态农业建设，使得古镇区域水环境的支持系统具有生态性。对影响古镇内水塘水环境的畜牧养殖废物进行集中治理，通过增加就业，提高居民收入，尤其对古镇内水塘的治理刻不容缓，选择在水塘中种植降解型水生植物，靠自然的方式来消除污染，同时更换塘水后将其建成观赏性的鱼池。同时，为水环境治理进行系统性设计，并科学合理地发展旅游业，对古城旅游进行规划，估算旅游环境容量，从整体规划出发加强古镇环境承载能力建设。④发展环保文化教育。加强水环境管理与宣传教育，减少垃圾的随意丢弃和生活污水的随意倾倒，从根本上减少水污染的来源。同时培育居民健康、文明、低碳的古镇生活新模式。

水环境保护是美丽乡村建设的重要内容。本研究通过对华北地区典型历史文化古镇的水环境进行实测取样分析及评价，为文化遗产整体性保护与利用提出相关建议。但由于历史文化村镇宏观水环境以及时间序列数据缺乏，无法进行更加深入的探究，后续阶段希望通过对其他文化遗产水环境的时空特征进行对比分析，得出文化遗产水环境保护与利用模式。