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论衡水湖湿地可持续发展

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【摘要】衡水湿地在河北省是国家级第二大湿地,是衡水市生活饮用水水源地和工农业重要水源。研究衡水湖生态保护与环境功能,对维护居民饮水安全和保护湿地资源具有重要的现实意义。本文将就衡水湖的工程概况、湖区资源、水环境状况进行评价与分析,对如何加强衡水湖湿地的管理,提出对策与建议。

【关键词】衡水湖;湿地;保护;管理对策

1. 前言

(1)湿地是界于陆地和水体之间、水位接近或处于地表或有浅层积水的过渡性地带,是地球上重要的自然生态系统,也是生产力最高的生态系统之一。在地球上三大生态系统中,尽管湿地系统面积最小,但生物多样性丰富,其巨大的蓄水、防旱、降污、控蚀、造陆等功能为人类做出了难以估量的贡献。湿地生态功能多样,生物种类繁多,有着很高的科学价值、生态价值、社会价值和经济价值。我国是世界上湿地类型较多的国家之一,保护维持湿地生物多样性和保护湿地资源的可持续利用,已成为我国在自然保护工作方面的一项伟大而艰巨的任务。

(2)衡水湖旧称“千顷洼”,自1958年筑堤建闸蓄水后始称衡水湖。解放初我省共有各类大型洼地21处,这些洼地起到蓄洪、滞洪、灌溉、水产养殖等作用,但由于水资源的不足,现全省蓄水的大型洼地仅有白洋淀和衡水湖两处。

2. 衡水湖概况

(1)衡水湖位于河北省东南部的冀州市与桃城区之间,主要接纳滏阳河上游来水和周边各支流沥水。80年代前,入湖主要渠道是冀码渠,但由于上游地区修建水库、河道节节建闸,入湖径流量减少较多,衡水湖随时有面临干枯的危险。1985年开挖了卫千渠,通过该渠每年引蓄卫运河部分基流。1993年经国家农业综合开发领导小组第十二次会议同意,每年通过清凉江和卫千渠从山东省位山引一部分黄河水,保证了湖区养殖、农业和工业生产需要。

(2)衡水湖是衡水市唯一一座大型平原水库,蓄水库容1.8亿m3、最大水面面积75Km2,是衡水市区生活用水、电厂工业用水及周围灌区的重要水源地,对衡水市的持续发展具有极其重要的作用。

(3)1958年在湖中自南向北建有中隔堤,将湖分为东湖、西湖两部分。东湖湖底高程相对较低,一般为18m,设计水位21m、相应库容1.23亿m3,最大水面面积42.5 Km2;西湖湖底高程相对较高,一般为19m,设计水位21m、相应库容0.65亿m3,最大水面面积32.5 Km2。湖周边地面由北向南渐高。

(4)衡水湖湿地是华北平原唯一的国家级湿地和鸟类自然保护区,具有调节气候、涵养生命和净化环境的功能,它同时又是衡水市备用水源地。近些年来由于气候旱化,降水量持续减少;上游区大量拦蓄,河水干涸;工农业及生活用水量、排污量不断增大,加剧水资源紧缺 和湖水富营养化;对湿地的盲目开垦和改造,也严重削弱湖泊湿地生态功能,生物多样性受到明显影响。 针对上述严峻形势,衡水水文局开展了《衡水湖湿地生态保护与环境功能研究》课题。

(5)本课以“实现衡水湖湿地可持续发展”为目标,从气温与水温、降水量、人类活动三个方面切入。开展五项关键研究:“生态及环境功能对气候变化响应规律研究”,水温利用与湿地生态功能区划研究——湖泊湿地生态与环境功能影响因素研究——生态功能与来水、蓄水及退水之间制约响应机制——生态环境功能与供水功能的可调控性及关键指标阈。通过以上研究提出四项应用技术:“利用优势水温研发生物链技术、建立功能区划指标体系、湿地功能保障技术和清除防污技术”。最后得出一个多维综合应用成果。专家认为:该成果是具有里程碑意义的研究成果,它为湿地保护和生态环境功能改善,提供了重要科学依据。这套研究成果,在国内外都是领先的。

(6)该成果为衡水湖湿地生态多样保护和安全供水,提供了技术支撑和科学依据。为区域水资源合理利用、生态环境保护有关规划制定、构建人与自然和谐做出了积极的贡献,学术成果受到同行认定和社会广泛关注,已使衡水湖湿地进入了良性循环发展。它对保障衡水湖湿地生物多样,发挥的功效和作用将愈来愈显著。随着衡水湖国家级湿地、鸟类自然保护区知名度的进一步的提高,在半干旱地区的恢复湿地和改善生态环境具有带动与示范作用,前景更加广阔,必将为人与自然和谐发展做出积极贡献。

(7)衡水湖自然保护区成立于2000年7月,位于河北省衡水市境内,面积18787hm2,是由草甸、沼泽、水域、林地、滩涂等多种生境组成的天然湿地生态系统,是多种候鸟南北迁徙不同路线的密集交汇区,是众多珍稀鸟类在华北平原中南部最理想的栖息地,其生物多样性和完整的淡水湿地生态系统在华北内陆地区具有典型代表性。

(8)衡水湖分为东、西两湖,其中东湖面积4250hm2,可蓄水1.23亿m3;西湖面积3250hm2,可蓄水0.65亿m3,东湖常年蓄水,西湖为沼泽、滩地和农田。总蓄水面积为7500hm2,最大蓄水能力为1.88亿m3,衡水湖水源主要来自西南部汇水、引蓄卫运河和黄河水。

(9)衡水湖自然保护区不但是珍稀鸟类和湿地生物多样性保护的重要基地,也是开展华北湿地生态系统结构、功能和效益研究的重要场所,在保护珍稀物种,维护华北平原内陆淡水湿地生态系统的典型性、稀有性等方面占有重要地位。衡水湖做为衡水市人民的水源地和衡水电厂取水口,对于蓄洪防涝、涵养水源、控制污染、调节气候、美化环境,促进国民经济持续发展具有重要作用。

(10)但是,随着人们无节制的开发利用,现在,进入衡水湖区,特别是七八月份,湖面上漂着一层污物,芦苇荡中臭气熏天,别说饮用,就是洗衣服人们也不用它。走进衡水湖区,里面养鱼的围网排列成行,喂鱼的饲料成吨的往里投放,对于严重缺水的衡水湖根本就是个负担,根本就没有能力依靠自身的能力净化;另外,湖区内还有大量的蒲草、藻类,腐烂后污染湖水;湖区打鱼得无节制,使得湖区鱼类越来越少,造成了严重的恶性循环,使得湖水水质越来越差,根本达不到饮用水标准。另外,衡水湖的容积也比较小,作为水源地和电厂取水地,靠现在的能力一年要引两次水或三次水才能行。最近几年,衡水湖的旅游事业也有较大的发展,人为的破坏也很严重。所以,为了衡水市的工农业发展的需要,为了保护这片来之不易的湿地保护区,下大决心治理衡水湖,已经到了刻不容缓的地步了。

3. 主要生物资源概况

衡水湖地处北温带,并且雨热同期,适宜水生动植物和饲料生物的生长,目前区域内理化性状良好。衡水湖自1973年恢复蓄水后,衡水湖湿地和自然保护区面积187.87Km2,水源主要用于农田灌溉,为季节性蓄水区,形不成生物群体。自1988年后蓄水趋于稳定,1994年引黄入湖以后,衡水湖每年有一定的存水,形成了生物资源的不断繁殖发展,并有外地物种迁入。

自然保护区内生物多样性十分丰富,区内有水生、沙生、盐生等多种植被类型,生境多样,为野生动物提供了丰富的食物和安全隐蔽的栖息场所。保护区内有植物71科231属370种,昆虫12目76科194种,鱼类7目13科24属26种,两栖爬行类4目8科17种,鸟类17目47科286种,兽类5目9科17种。另有浮游植物8门9纲20目77属201种,浮游动物3门5纲18目90属174种,底栖动物3门4纲8目20属23种。在野生动植物资源中,最为突出的是在衡水湖自然保护区栖息的鸟类,种类有286种,其中国家I级重点保护的鸟类有丹顶鹤、白鹤、东方白鹳、黑鹳、大鸨、金雕、白肩雕7种,国家II级重点保护的鸟类有大天鹅、小天鹅、灰鹤、白枕鹤、蓑羽鹤、斑嘴鹈鹕、黄嘴白鹭、隼、鹰等43种。在这里营巢繁殖的夏候鸟有数万只,其中以须浮鸥、红嘴鸥、普通燕鸥、普通秧鸡、黑水鸡、金眶鸻、褐柳莺等最多。每年在自然保护区越冬的灰鹤有近2000只,雁类上万只。国家I级重点保护动物大鸨、白鹤,II级重点保护动物小天鹅以及大量的大白鹭、苍鹭、鸭类等也在此越冬。自然保护区位于严重干旱缺雨的华北平原中心地带,以内陆淡水湿地生态系统及丹顶鹤、白鹤、东方白鹳、黑鹳、大鸨、金雕、白肩雕等国家I、II级重点保护动物为主要保护对象。

3.1动物资源。

衡水湖自然保护区动物群带有明显的古北界动物特色,东洋界成份开始向北渗透。本区共有野生动物737种(包括鱼类、鸟类、昆虫类、两栖类、爬行类、兽类),其中昆虫类194种、鱼类26种(主要以小杂鱼、小虾为主,并有一些鲫鱼、鲤鱼、白鲢、草鱼等),鸟类283种,两栖类9种,爬行类11种,兽类17种,湖区内还有浮游动物174种、底栖动物23种。在《国家重点保护野生动物名录》中,属于国家Ⅰ级重点保护的鸟类有7种,属于国家Ⅱ级重点保护的鸟类中有43种;在《中日保护候鸟及栖息环境的协定》中,保护鸟类227种,区内有151种,占总数的66.5%。《中澳保护候鸟及栖息环境的协定》中,保护鸟类有81种,本区有40种,占总数的49.4%。衡水湖自然保护区已成为我国鸟类保护的重要基地,也是开展鸟类保护、科研、监测环境污染的重要场所。

3.2植物资源。

(1)衡水湖自然保护区地处北温带,1998年以前由于湖区多为秋蓄、春放,湖底经常呈现干涸状态,形不成水生植物和藻类的群体。自1988年引卫入千后,蓄水保证率进一步提高,特别是1994年引黄入湖后,蓄水更加稳定,形成了水生植物和藻类的群体,现衡水湖大型植物主要有共四种类型:挺水植物;浮水植物;沉水植物;漂浮植物。据调查目前发现植物有71科231属370种,其中苔藓植物3科4属4种、蕨类植物3科3属5种、裸子植物1科1属1种,被子植物64科223属358种(单子叶植物11科50属76种、双子叶植物53科173属284种)。

(2)按照《中国植被》区划,衡水湖自然保护区为温带落叶阔叶林区域,本区植物区系以温带成份为主。湿地是水生植物类生长的优良场所,区内水生植物种类有15科35种。

4. 水量平衡分析

(1)近年来衡水湖水源以引黄为主,在丰水年份引蓄滏阳河、滏阳新河、滏东排河和卫运河的过境洪水,2005年还成功引岳城水库水入蓄衡水湖。分析时段采用1994~2005年,共12年。

(2)衡水湖来水主要有流域上游径流量、引黄水量、引岳水量、湖区周边过境洪水和降水直接补入湖面的水量组成。衡水湖控制流域面积1654Km2,多年平均径流量为452.2万m3,冀州市市区排污常年蓄积于河道下游,造成自产水水质很差,不能满足入湖水质要求,1994~2005年入湖水量为0。自1994年引黄入冀工程实施以来,12年衡水湖共引黄河水量4.33亿m3。2005年11~12月,通过引岳济衡工程向衡水湖补水,入湖水量为0.75亿m3。滏阳河、滏阳新河、滏东排河、卫运河上游发生大暴雨洪水时,根据水情、水质变化情况,掌握变化规律,抓住有利时机引水入湖。近12年引水量为1.42亿m3。1994~2005年,衡水湖降水直接入湖水量为1.84亿m3。

(3)衡水湖用(耗、损)水主要有工业引水量、湖区周边农灌用水量等,耗水量主要由蒸发量和渗漏量组成。1995年衡丰电厂一期投产,2005年二期投产。1995~2004年,衡丰电厂每年由衡水湖取水890万m3,2005年衡丰电厂二期工程投产后年取水量1700万m3,分析时段内引水总量为1.06亿m3/a。根据衡水湖调度方案,水位高于19.5m时可以考虑农灌用水,计算时段内农灌用水总量1.35亿m3。衡水湖分析时段内蒸发量和渗漏量分别为3.05亿m3和1.96亿m3。分析时段末(2005年底)比分析时段初(1994年初),衡水湖多蓄水0.92亿m3。

5. 水环境现状评价

5.1衡水湖水质状况。

(1)在衡水湖大赵闸、南关闸附近设洼内、冀县两个水质监测断面, 2003共取样监测7次。根据监测资料分析结果显示,洼内站5次水质级别劣Ⅴ类、2次为Ⅴ类,污染最严重的时段集中在2~7月,主要污染物及最大超标倍数为高锰酸盐指数(1.8)、硫化物(7.8)、总磷(3.8)。冀县站6次水质级别劣Ⅴ类、1次为Ⅴ类,水质污染程度不稳定,变动较大。

(2)湖内站主要污染物为高锰酸盐指数、总磷、硫化物,污染原因,除受衡水湖自身有机污染影响外,人为影响也较大,尤其近几年旅游开发力度加大,洼内断面附近人为活动频繁,从而使水体水质受到影响。冀县站主要受总磷和硫化物的影响。冀县监测断面为南关闸闸下,而闸上即为工业及生活排放的污水,从实测资料可以看出,只要控制好南关闸上污水的侧渗和下泄,就可以有效的减轻断面附近水域的污染。

5.2湖内不同水域水质状况。

衡水湖水域宽广,湖内有大片香蒲、芦苇等植物群落生长,为摸清不同水域水质状况,2004~2005选取深水区、荷花区、芦苇区、香蒲区、沉水植物区5个有代表性的水域设临时监测断面,共取样分析5次,从分析结果看,湖内各水域污染由重到轻依次为:芦苇区、香蒲区荷花区沉水植物区深水区,水质级别主要为Ⅳ类、Ⅴ类及劣Ⅴ类,影响各水域水质的主要污染物为高锰酸盐指数、硫化物。由于已严禁向湖内任何形式的排污,湖内各水域的污染受外界人为影响较小。7月各类水生植物均已处于生长旺盛及成熟期,而此时水温为一年中的最高时期,恰逢此时水位也较低,大片沉水植物露出水面而枯死,枯死的水上部分覆盖于水面,致使水下部分因缺少阳光而无法进行光合作用,加之此时气温高、气压低,由空气进入水体的溶解氧减少,造成水体缺氧,从而加速了植物腐烂,致使水质恶化。芦苇及香蒲区由于常年自然生长,疏于收割,致使底质中富含营养盐,在两水生植物区已发现掺杂有大片藻类尤其是轮藻生长。轮藻叶状如灯笼,遮光性极强,在7月水温高、水位低的时期大量死亡、腐烂,致使两水域较其他水域污染要重。

6. 对策与措施

衡水湖是河北平原常年积水最大湖泊之一。通过开展衡水湖水环境功能的研究,提出相应保护对策与措施,对保证衡水湖的长期蓄水、减少污染、减轻洪涝和泥沙危害、改善周边的小气候和生态环境平衡具有重大意义。

6.1做好水沙调控、减少泥沙淤积。

黄河是我国最大的挟沙河流,自1994年引黄入湖以来,所引黄河水虽经沉沙池沉积,但仍有大量泥沙带入湖内。自1994年开始引黄入湖至今,11年间流入泥沙105.2万吨。由于每年引水量不同,流入的泥沙也不相同,2003年引水入湖3517万m3,在王口闸下段试验淤积泥沙深0.2米。平原河道纵坡小,个别地河段无纵坡,河口的淤积必然延长蓄水的时间,或达不到设计蓄水位,而影响衡水湖功能的发挥。因此要从思想上认识泥沙对蓄水的危害,在湖内低水位时定期施测引水口附近湖底高程的变化及泥沙淤积位置的变化情况,并要采取一些方法加以解决。

6.2加强衡水湖水体污染防治工作。

近年来,衡水湖引水水源水质较好,周边无排污口入湖,污染主要来源于湖内水生植物过度生长、渠道污水的汇入、旅游业的开发、人类活动日趋频繁等。水体污染防止工作应着重做好以下工作:

(1)抑制水生植物的过度生长。

(2)加强引水渠道的水质管理。

(3)加强旅游管理,健康发展旅游事业。

6.3千方百计调水,积极保护衡水湖湿地。

衡水湖的存在,对周围地区的水生态环境带来良性循环,为周边工农业的发展提供了水源条件,成为华北平原良好的湿地保护区。但这种环境的存在是经各方艰苦努力取得的,要保持其良好的生态环境,其核心问题是水资源缺乏,必须树立长远的战略眼光去解决水资源问题。因此要做好各方面的调引水工作,确保衡水湖有一个良好的生态水位。主要工作包括:

(1)合理利用气候资源。

(2)适时开辟新的水源地。

(3)分析周边水资源形势,千方百计调水。

(4)科学确定调水方案,力争干旱年不干湖。

6.4加强监测与环境保护宣传工作。

要使衡水湖国家级湿地保护区健康存在,就必须按照环境水利学的理论,搞好治理工作,当前首先要做好以下工作:

(1)加强衡水湖的水环境监测力度,全面掌握衡水湖的水环境状况,通过水环境影响评价等方面的研究,为改善衡水湖的水生态环境提供依据。

(2)在积累资料的基础上,根据不同时期出现的一些问题,召开有各方面专家学者参加的论证会、专题研讨会、学术讨论会,验证解决这些问题,通过科学论证,解决引蓄污水、周边农田施用化肥农药、夏季长期出现25℃以上水温等平原河道当前存在的共性问题。

(3)加大管理力度和宣传力度,提高全民环保意识,将人为活动对水质带来的影响降致最低。