常德市规划区湿地地质环境特征及保护建议

何 阳，徐定芳，熊 雄，刘一鸣，庞 铁，曹创华

(湖南省地质调查院，湖南 长沙 410016)

0 前言

湿地与森林、海洋并称为地球三大生态系统，被誉为“地球之肾”，良好的城市湿地生态系统蕴藏着重要的生态价值。常德市作为全球首批“国际湿地城市”，也是我国首批海绵城市建设试点城市，其湿地保护与修复工作取得了举世瞩目的成就，为全国提供了城市湿地、水系生态修复的成功经验[1-3]。

1 规划区河湖水系与湿地特征

常德市规划区现状水系格局为“一江、两湖、三湿地、多水网”(图1)。一江即沅江，两湖即柳叶湖和沾天湖，三湿地即西北部花山河湿地、西南部枉水湿地和东南部盘塘湖湿地，多水网即指穿紫河、新渐河、老渐河、新河、反修河、花山河、姻缘河、马家吉河、引沅济穿渠、护城河、东风河、枉水河、红旗水库、盘塘湖、肖家湖等天然河渠、水库、中小型湖泊和人工引水工程、水库等组成的水网。沅江为长江流域洞庭湖支流，多年平均流量为2 170 m3/s，年径流量668亿 m3，属洞庭湖湘、资、沅、澧四水中的第二大水系。据常德第二水文站近五年观测资料，沅江水位近五年平均水位为31.12 m，最高水位39.05 m(2017年6月25日)，最低水位28.93 m(2019年11月20日)。

柳叶湖和沾天湖统称柳叶湖地区，两湖水体相通，堤防相连，实为一体，是常德市的重要调蓄湖泊。柳叶湖水体北截太阳山脉的水，南纳城区以北的渍水，主要入湖河流为渐河、新河和花山河。调蓄后的湖水通过两条出湖水系通道排入沅江。排水通道一：经柳叶闸节制流入穿紫河，再由南碈自流或电排抽入沅水。排水通道二：经新河口闸流入马家吉河，然后由马家吉电排抽入沅水。柳叶湖历史最高水位33.46 m，多年平均枯水位为28.32 m，常水位一般在29.3～30 m之间变化。柳叶湖与姻缘河通过柳叶闸相连，而与马家吉河通过新河口闸连接。当渐河、柳叶湖、发生大洪水时，水位可高达33.46 m，对城市内河(最高水位31.6 m)有着极大的威胁。

花山河湿地位于规划区西北部，规划范围为花山河—反帝河以南，太阳大道以北，新渐河以东，皂果路以西，总面积约17.96 km2。核心保护区分为三个功能区：(1)为湿地科普展示区，面积2.45 km2，功能以湿地科普展示为主，有着最丰富的湿地形态和完善的科普体验设施；(2)为湿地活力体验区，面积0.63 km2，功能以游乐体验功能为主；其三为湿地核心净化区，面积4.42 km2，功能以湿地净化、湿地科研、湿地保护为主。

枉水湿地位于规划区西南部，依枉水流域两侧而划，面积45.70 km2。枉水流域是鼎城区以南唯一的一条水路，经花岩溪、黄土店、草坪等乡镇至德山入沅江，枉水湿地是鼎城区实施乡村振兴战略规划的一条生态走廊。

盘塘湖湿地位于规划区东南部，规划范围为德山镇纬十四路以南、经十四路以东、德山大道以东至规划区东南边界，整体呈弧形展布，面积约25.17 km2。湿地内水系主要由东风河、盘塘湖、肖家湖、人工水体及其相连的沟渠组成，最终从不同方向汇入沅江。

2 水文地质条件

规划区大面积为第四系第四纪河流冲积湖泊沉积层，约占92%，基岩主要出露在太阳山西侧，主要岩性为粉砂质板岩、石英砂岩和砂质页岩，红层主要出露在柳叶湖东北部、德山开发区局部地区。

2.1 地层特征

本文将常德河湖冲积平原地区土体进行垂直分层，可以粗略的分为以下四层。选取湿地与主要水体典型水文地质剖面，以揭示湿地与地表主要水体的水力联系(图2)。

2.1.1 相对隔水层

位于地表，以粉质粘土为主，局部上覆杂填土、淤泥，下伏粉砂，不透水或透水性极差。

2.1.2 弱透水层

成分以粉土为主，或者含砾粘土、含沙粘土层，一般压实紧密，透水性较差。

2.1.3 一般透水层

以粉—中沙为主，饱和含水，中密，弱胶结，局部夹粘性土，透水性一般，为表层含水层，下伏一般为砂卵石层。

2.1.4 强透水层

主要为卵石层、砂砾石层，含水饱和，中密，无胶结，局部夹粘性土及细砂，是良好的含水地层，水量丰富。

2.2 地下水类型及富水性

规划区与湿地地表水紧密相关的主要为松散岩类孔隙水，按照松散岩类孔隙水垂向特征及分布，可分为单层水区、双层水区和三层水区。地下水与湿地水交换的一般为多层含水层的上层水(见图3)。

2.2.1 单层水区

主要分布在灌溪镇、丹洲乡及沅江以南。抬升区单层水含水岩组是由马王堆组、白水江组和白沙井组砂砾石组成，单井涌水量188.55～1 405.47 m3/d，水量中等至丰富，局部由常德组砂砾石组成，水量贫乏。坳陷区单层水含水岩组由全新统、坡头组、洞庭湖组砂质粘土和砂砾石组成，单井涌水量1 553.3～8 685.32 m3/d，水量丰富。

图3 研究区水文地质简图

2.2.2 双层水区

主要分布在河洑镇、中心城区和芦荻山西部，上层水含水岩组由全新统砂质粘土和洞庭湖组的砂砾石组成，单井涌水量1 288.24～6 514.37 m3/d，水量丰富。

2.2.3 三层水区

主要分布在芦荻山东部及南部的沅江两侧，上层水含水岩组由全新统、坡头组、白水江组和洞庭湖组砂质粘土及砂砾石组成，单井涌水量1 039.39～3 817.41 m3/d，水量丰富。

2.3 地表水与地下水水位

根据长年监测资料，常德市主城区含水层厚度为25 m左右，地下水位高程约为28.7 m左右，沅江水位位于28.93～39.05 m之间波动，长年平均水位为31.12 m，城区地面高程在31～38 m之间，地下水位年变幅约2 m，年最大变幅接近3.5 m。

3 湿地地表水—地下水相互转化

湿地地表水与地下水之间的水量交换和水质变化情况直接影响湿地生态系统的保护。因此，掌握湿地地表水、地下水相互转化关系以及水质变化情况，可为湿地保护、管理、开发利用提供科学依据[4-6]。

3.1 湿地地表水、地下水相互转化原理

湿地地表水、地下水相互转化是基于水动力学，在一定范围内，地表水与地下水水量、水质等一定程度上相互影响、相互转化。

地表水—地下水的相互转化程度主要体现在时间和空间上。影响湿地水文周期的主要因素有气候变化、地表水径流的变化、地下水位变化、地下水开采情况及湿地补水、排水情况变化，以上5个因素均在不同的时间影响着湿地的状态，因此湿地保护研究需首先研究湿地随时间变化产生的一系列变化情况。地表水与地下水相互转化程度和湿地的成因类型从空间上很大程度上决定了湿地规模、存在形式、生态保护方式及开发利用方式，因此充分地对湿地在时间和空间上对湿地地表水、地下水相互转化进行深入研究，有利于湿地生态系统的保护与开发利用，产生较大的经济效益和环境效益[7]。

3.2 湿地地表水、地下水相互转化的影响因素

3.2.1 地形地貌与水文地质条件

影响湿地地表水、地下水相互转化的两大主要因素为地形地貌、水文地质条件，两大因素在不同程度上对湿地产生影响。

规划区为地形较低洼的洞庭湖平原区，西部、北部均为岗地与低山区，湿地是规划区内地表水、地下水天然排泄区，且湿地与河湖平原相连，因此规划区内三湿地均为形成排泄型湿地。

湿地地层岩性、含水层特征、富水程度、地下水位、含水层渗透性等水文地质条件是影响湿地存在形式的主要影响因素，其均在不同程度影响湿地地表水、地下水相互转化强度。

3.2.2 水文变化

湿地气候变化例如蒸发量等变化也会导致湿地地表水、地下水位及地下水存储量的变化，进而直接影响湿地地表水、地下水相互转化，造成湿地生态系统受到一定程度的影响。

另外对湿地进行的人工补水、排水直接影响着湿地生态系统的保护，地表水及土壤水的水质情况也会对湿地地表水、地下水及水生植物、水生动物造成直接影响，进而影响整个湿地生态系统[7]。

4 规划区三湿地SW-GW交互作用特征

对花山河湿地、枉水湿地和盘塘湖湿地进行地表水和地下水交互作用的内涵以及湿地SW-GW交互作用的影响因素综合分析，各湿地SW-GW交互作用特征见表1。

表1 规划区湿地SW-GW交互作用特征一览表

5 湿地保护建议

5.1 加强湿地立法，完善湿地保护的政策和法规体系

建立和完善湿地保护政策，规范湿地保护的行为准则，落实湿地保护责任清单，使湿地保护行之有效、行之有力。

5.2 湿地合理规划，核心保护先行

目前常德市对花山河湿地进行了核心保护区规划，枉水湿地和盘塘湖湿地仅划定了范围，尚未进行系统规划。从规划层面考虑，建议加快实施枉水湿地和盘塘湖湿地核心保护区的划定，核心保护先行，多点开发，逐步拓展到湿地及周边的保护，整体体现出“生态保护与建设开发并重”、“兼城市湿地、农耕湿地和文化湿地于一体”的规划策略。

5.3 加强湿地核心区地表水—地下水转化关系研究

目前规划区三处湿地均缺少地表水与地下水交互作用研究措施，建议以花山河湿地核心保护区作为试点，对湿地进行地表水—地下水转化关系研究，进行水动力试验、加强地下水、地表水及湿地面积、水生植物的监测，得出该湿地保护区地下水与地表水转化关系对湿地的保护建议，然后向其他地区推广。

5.4 加强湿地汇水区以及保护区面源污染治理

在湿地汇水区以及湿地保护区范围内合理调整农作物种植结构，控制使用化肥，加大使用生物防害等技术，减少使用化学农药，增强土壤蓄水功能。

5.5 促进水系连通，加快水交换周期

规划区内湿地水系较曲折，局部生长水生植物较多，河道局部淤塞，河水流动缓慢，换水周期较长。以花山河湿地为例，将花山河与城市内河水网贯通后，形成了联通性较好的水网，可直接服务于城市建设及管理，不仅为城市防洪、排涝和灌溉用水提供保障，而且随着地表水的快速交换，增加了地表水的自净能力，进而改善城市湿地的水质。

5.6 湿地保护、调整建议

常德市2016年划定的湿地保护区对花山河湿地进行了功能分区，而对枉水湿地和盘塘湖湿地仅划定了保护区范围，尚未进行系统的功能分区；根据湿地区位特点，建议对花山河湿地主要用地进一步进行功能分区，主要分为湿地生态景观封育区，湿地生态旅游休闲区，湿地生态保护培育区，对其进行综合保护开发，打造旅游胜地，彰显经济效益。

建议将另两处湿地保护区划分为湿地核心区、缓冲区和试验区等三个功能区。由于保护区内村落聚集，人类活动对湿地生态影响较大，因此建议核心区面积不宜过大，汪水湿地核心区范围为枉水以及西侧的双湖-苏家湖—三汊湖一带，重点保护水生态，核心区外围及上游水系两侧作为缓冲区，南部高阶地(海拔高于50 m)地区作为实验区；盘塘湖湿地保护区核心区以盘塘湖为中心，盘塘湖岸外延100～150 m范围为核心保护区，核心保护区周边作为缓冲区，盘塘湖西部高阶地地区作为实验区；坚持生态保护，建立生态网络，彰显经济效益。

6 结语

本文从水动力学方面系统论述了湿地地表水-地下水相互转化关系的影响因素，并对研究区湿地生态系统保护提出了科学的规划调整建议和保护建议。根据区内湿地现状及水文地质条件，结合研究区人类活动对地表水、地下水的影响，加强对区内地表水-地下水相互转化关系的深入研究，为科学、合理保护常德市规划区湿地生态系统提供科学依据，服务于常德市生态文明建设。