常熟市湖泊生态健康评价探讨
2023-11-06支鸣强白瑞泉唐锡宁高晓平
支鸣强,白瑞泉,唐锡宁,高晓平
(1.江苏省太湖地区水利工程管理处,江苏 苏州 215129;2.江苏省水文水资源勘测局苏州分局,江苏苏州 215129)
随着我国工业化、城市化进程的不断推进,水污染问题日趋严重,河湖水库生态环境质量不断下降。为了实现经济社会的可持续发展,改善生态环境,需要加强河湖水库的管理和维护,进一步保护水生态的健康,建立健全河湖水库水生态健康保障体系,保障水资源可持续利用。陈塘湖位于江苏省常熟市辛庄镇东北,呈横“五”字型,属圩内湖泊。西侧与北塘河相通,东侧与查家溇相通。水域面积0.30km2,湖底平均高程-0.5m,常年控制水位2.5m,容积100 万m3,大多为雨水补给,亦可从圩外引水。陈塘湖圩内水位保持在2.5m 左右,现有防洪闸2 座,套闸1 座,泵站3 座,排涝流量6.5m3/s。湖内有小岛2 个,面积分别为14035m2和15643m2。湖周东南侧为民居,余为农田或鱼塘。通湖口门众多,有陈塘河、查家溇、北塘河、厍浜等。
1 水安全情况
1.1 防洪工程达标率
通过对陈塘湖进行现场踏勘,并且查阅相关资料,陈塘湖所在的陈塘圩区防洪能力50 年一遇、除涝能力20 年一遇,其圩堤的长度为10.71km,2021年已完成陈塘湖堤防达标建设,可以抵御4.28m 洪水水位,防洪标准为50 年一遇,通过对水位检测结果进行查询,根据代表性站点的水位统计结果,2021 年站点最高水位达到4.02m,平均水位为3.27m,全年水位并未超过防洪堤防控标准。通过结合资料和现场的情况,湖泊的防洪达标率为100%。
1.2 集中式饮用水水源地水质达标率
当前,陈塘湖并未承担饮用水供应,因此没有进行此指标的评价。
1.3 水功能区水质达标率
水功能区水质达标率根据水资源管理制度考核要求来计算,选择了氨氮和CODMn两项指标进行评价,并根据测试结果统计数据。由于陈塘湖没有划定水功能区,因此按照IV 类水质对其水质进行评价。为了保证测试数据的代表性,在湖泊内选择具有代表性的点位,各季节均进行检测,然后统计测试结果。根据统计的测试结果,氨氮和CODMn双指标测次达标率分别为100%,陈塘湖水功能区测次达标率超过80%,因此其水功能区水质达标率的评分为100。
2 水生物情况
2.1 蓝藻密度
春夏秋冬四个季节分别在陈塘湖内选择3 个调查样点,对浮游植物的密度进行调查,并以此对湖泊内水生植物的情况进行判断。
2.1.1 春季调查
结果显示在陈塘湖中共定量检出浮游植物7 门22 属30 种。根据数据,计算出湖泊内各样点浮游植物的平均密度,结果为5.28×106cells/L。其中,通过分析各类水生植物占比,各门藻类密度以蓝藻门最大,占总密度的比值为83.46%,为4.41×106cells/L。湖泊中优势密度种主要包括水华微囊藻、水华鱼腥藻、颗粒直链藻。
2.1.2 夏季调查
结果显示在陈塘湖中共定量检出浮游植物7 门21 属27 种。根据数据,计算出湖泊内各样点浮游植物的平均密度,结果为1.02×107cells/L,其中,通过分析各类水生植物占比,各门藻类密度以蓝藻门最大,占总密度的比值为91.99%,湖泊中优势密度种主要包括水华微囊藻、水华鱼腥藻、颗粒直链藻。
2.1.3 秋季调查
结果显示在陈塘湖中共定量检出浮游植物6 门25 属31 种。根据数据,计算出湖泊内各样点浮游植物的平均密度,结果为2.51×107cells/L,其中,通过分析各类水生植物占比,各门藻类密度以硅藻门最大,占总密度的比值为31.85%,湖泊中优势密度种主要包括尖尾蓝隐藻、啮蚀隐藻、梅尼小环藻。
2.1.4 冬季调查
结果显示在陈塘湖中共定量检出浮游植物7 门23 属32 种。根据数据,计算出虎扑内各样点浮游植物的平均密度,结果为6.06×106cells/L,其中,通过分析各类水生植物占比,各门藻类密度以硅藻门最大,占总密度的比值为55.83%。湖内优势密度种主要为颗粒直链藻极狭变种、梅尼小环藻。
通过在四个季节的调查,结果显示陈塘湖中共定量采集到浮游植物35 属47 种(含变种),共属于7 个门类,分别是蓝藻门、硅藻门、甲藻门、金藻门、隐藻门、裸藻门和绿藻门7 门,年均蓝藻密度值为3.94×106cells/L。
2.2 大型底栖动物多样性指数
春夏秋冬四个季节分别在陈塘湖内选择3 个调查样点,共定量采集栖大型无脊椎动物10 种,分属于环节动物门(寡毛纲)、软体动物门(腹足纲和瓣鳃纲)以及节肢动物门(昆虫纲)。
2.2.1 春季调查
结果显示在陈塘湖中共定量检测出底栖动物4种。通过对检测结果进行分析和计算,湖泊中软体动物的密度和生物量均为最大,优势密度物种为中华圆田螺,其次为铜锈环棱螺。底栖生物S-W 多样性指数为0.741。
2.2.2 夏季调查
结果显示在陈塘湖中共定量检测出底栖动物7种。通过对检测结果进行分析和计算,湖泊中软体动物的密度和生物量均为最大,优势密度物种为中华圆田螺,其次为隐摇蚊属一种。底栖生物S-W 多样性指数为1.264。
2.2.3 秋季调查
结果显示在陈塘湖中共定量检测出底栖动物7种。通过对检测结果进行分析和计算,湖泊中软体动物的密度和生物量均为最大,优势密度物种为中华圆田螺,其次为隐摇蚊属一种。底栖生物S-W 多样性指数为0.973。
2.2.4 冬季调查
结果显示在陈塘湖中共定量检测出底栖动物7种。通过对检测结果进行分析和计算,湖泊中软体动物的密度和生物量均为最大,优势密度物种为中华圆田螺,其次为隐摇蚊属一种。底栖生物S-W 多样性指数为1.195。
综合四个季节的调查数据,通过汇总分析,陈塘湖底栖动物S-W 多样性指数为1.043。
3 水生境情况
3.1 口门畅通率
陈塘湖进、出湖河道共有7 条,分别为灰家娄、龙潭河、沙浜、高家浜、北塘河、外行塘河和北堰头河。截至2021 年年底,陈塘湖口门未有封堵现象,统计陈塘湖口门畅通率为100%。
3.2 湖水交换能力
通过对陈塘湖2021 年降水量进行分析,其月降水量在2.5~377.5mm 之间,从数据中可以看出陈塘湖年内降水分布不均匀情况明显,其2021 年7 月份降水量明显增多,年降雨量为1140mm,其多年降水量平均值为1083.7mm,相较于多年平均值,2021 年降水量偏高。数据显示,陈塘湖2021 年平均水位为3.26m,较正常蓄水位高。由于降水量偏丰,因此湖水交换能力指标良好,达到1.05。
3.3 主要入湖河流水质达标率
对入湖河流水质进行了四季同步检测,并且对数据进行了统计,数据显示,各河流入湖水质均达到要求。
3.4 生态水位满足程度
根据相关标准,陈塘湖生态水位目标值为2.4m,2021 年陈塘湖的最低水位值为3.02m,满足生态水位控制要求。
3.5 水质优劣程度
基于四季湖泊水质调查的数据,依据相关标准对陈塘湖水质进行评价[1]。在不纳入总磷和总氮指标的情况下,陈塘湖的水质等级为IV 类(主要影响因子为高锰酸盐指数);纳入总氮和总磷指标以后,陈塘湖的总体水质为V 类(影响因子为总磷)。
通过对四季各点位水质检测结果进行分析,对陈塘湖水质因子年内季节变化进行了归纳。
(1)CODMn:监测数据显示陈塘湖水中高锰酸盐指数在II~IV 类水之间波动变化,年度平均评价为IV 类。
(2)NH3-N:监测数据显示,陈塘湖水中NH3-N含量比较低,春夏两季可以满足地表水I 类要求。
(3)TN:监测数据显示,陈塘湖水中TN 的浓度偏高,对四季的水中TN 含量进行分析,春秋两季均值较低,夏冬两季相对较高,但是均能够满足地表水IV 类。
(4)TP。监测数据显示,陈塘湖水中的TP 浓度较高,特别是在夏季,含量较高,为V 类,春秋冬三季满足IV 类;年均评价为V 类。
3.6 营养状态指数
通过在春夏秋冬四季对湖泊水质进行现场检测,统计湖泊中总氮、总磷、高锰酸盐指数、透明度和叶绿素a 等指标,基于其对湖泊富营养状况,结果显示2021 年陈塘湖水质处于中度富营养状态。
4 水空间情况
4.1 水面利用管理指数
通过对陈塘湖进行现象踏勘,以及查阅相关数据和资料,显示当前陈塘湖没有圈围等开发利用情况。
4.2 管理(保护)范围划定率
根据2020 年常熟市发布的《常熟市河湖和水利工程管理范围划定成果通告》,陈塘湖已经完成了保护范围划定和保护工作,管理(保护)范围划定率指标值为100。
4.3 综合治理程度
通过对陈塘湖进行现场调查,陈塘湖的湖岸线上有少量占用开垦的情况,还有设置的鱼簖、垃圾堆弃等情况。数据显示,湖岸线有乱垦2 处、乱弃2 处以及乱建2 处,指标值为89。
4.4 公众满意度
通过问卷调查的方式,调查了附近村庄群众对于陈塘湖水质的公众满意度,共计回收有效问卷86份,通过统计调查结果,很满意(90~100)的人数为82 人,满意(75~90)的人数为3 人,基本满意(60~75)的为1 人,不满意(0~60)的为0 人。调查结果显示陈塘湖的公众满意度指标值为89.19。
5 湖泊生态状况评价结果及改进措施
5.1 湖泊生态状况评价结果
按照前述指标体系调查与分析结果,因评价湖泊没有饮用水功能,本次选择包括河水安全、水生物、水生境、水空间4个类型共14项单项指标开展评价[2-3],具体结果见表1。
表1 生态湖泊评价单项指标评价表
5.2 陈塘湖生态状况主要问题及应对措施
通过对陈塘湖的生态状况的调查与评估,结果显示陈塘湖的生态状况指数为88.4,综合评价等级为良好。存在的主要问题是湖泊水中氮、磷的浓度较高,存在中度富营养化的问题,而且水生生物的多样性偏低。陈塘湖的主要功能是蓄水、养殖、旅游、生态维护等,除了湖泊水体存在氮、磷浓度偏高,富营养化问题之外,岸坡环境管理也存在一定的问题,为了改善陈塘湖的生态环境,可以采取以下两方面措施:
(1)加强污染防治工作,改善湖泊水质,从而缓解湖泊富营养化的问题。陈塘湖中氮、磷浓度比较高,处于中度富营养状态,其中,TP 影响其湖泊水质最重要的影响因素。通过分析原因,该湖泊周边为乡村和农田,因此需要注意做好湖泊保护,通过加强湖泊口门与周边水体连通的管理,做好污染源的拦截工作,建立污染防控措施,从而有效地控制氮、磷等污染物流入湖体中。在沿湖周边建立污水收集管网,加强农村生物污水治理,加强农业面源污染控制,对于沿湖地区,要推广有机肥、高效低毒农药,降低湖面的面源污染[4]。
(2)加强陈塘湖岸坡治理。通过加强岸线监督管理,防止湖泊岸线被侵占、垦种、乱堆乱放等问题。加强湿地的保护和修复,推动环湖湿地建设,通过保护生态隔离带和防护林体系等方式,加强对湿地的保护,促进湖泊湿地恢复,从而有效地改善湖泊生态健康状况■