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1、1浅谈基于人类活动影响下衡水湖湿地生 态用水安全摘要：受人类活动的影响，衡水湖湿地供水水源主要靠外流域调水。在调水过程中，受沿途河道污染物的影响、引黄河水高含沙量对水质的影响以及衡水湖湿地周边工农业生产的影响，使得衡水湖湿地生态用水安全问题严峻。通过衡水湖湿地引水过程中对湿地水环境影响分析，包括供水水源分析、补水水质安全重要性分析、高含沙量对水质影响分析等，阐明衡水湖湿地供水安全中存在的问题，为恢复好保护衡水湖湿地提供科学依据。 关键词：人类活动影响；湿地生态用水；用水安全；衡水湖 The Wetland Ecological Water Safety Analysis of the Heng
2、shui Lake Based on the Influence of Human Activities YIN Xin-ming,ZHANG Jia-xing (Hengshui Bureau for Hydrology and Water Resources Suwey of HebEi,Hengshui053000,China) Abstract: Under the influence of human activities,the water supply source of the Hengshui lake wetland mainly relies on water from
3、other river basin.During the process of water transfer,the contaminants of rivers along the watercourse,high sediment concentration of The Yellow River and the surrounding agriculture and industry of the Hengshui lake wetland lead to a severe wetland ecological water safety problem.Through analysis
4、of the impact on the water environmental of the Hengshui lake wetland during the process of water transfer,including analysis of the water supply source,analysis of the importance of the supplemental water quality,analysis of the impact of the high sediment concentration on the water quality and so
5、on,this article expounds the existing problems of the Hengshui lake wetland water safety supply and provides the scientific basis for the Hengshui lake wetland protection and restoration. Key words: influence of human activities;Wetland ecological water;Water safety;Hengshui Lake 衡水湖来水主要有流域自产径流量、过境洪
6、沥水、跨流域引水组成。地表水资源的过度开发和利用导致进入下游平原河道的径流量明显减少，过境洪沥明显减少。在地表水严重不足情况下，不足部分只有依靠超采地下水来补足，地下水严2重超采导致地下水位迅速下降，土壤非饱和带增厚，降水更多地补充土壤水消耗，使地表产水能力下降。以上因素叠加造成自产水量更少，致使该湿地水源主要依靠外流域调水1。 1 湿地水安全意义 湿地生态系统的稳定性很大程度上取决于其水源的稳定性。水文条件能直接改变湿地的物理化学性质，进而影响到物种组成和丰度、第一性生产力、有机物质的积累和营养循环。水导致独特的植物组成，但限制或增加物种的丰度。静水湿地或连续深水湿地的生产力都很低。通常有高
7、能量的水流，或有脉冲性水周期的湿地生产力最高2。 在积水覆盖的条件下，其基质长期处于还原状态，限制了微生物的数量和活性，较高的生物量得不到充分的分解，有机物质便以泥炭的形式积累储存起来。土壤-水界面的交互作用，使湿地土壤以还原性质为主的同时，在其表层有一薄氧化层，承担着湿地物质的化学转化和营养循环，构成湿地生态过程的重要一环。可见，湿地生态系统的一切生态过程都是以固定的水文为基础的，正是由于其系统结构对水文条件的依赖性，湿地生态系统才如此脆弱，以致于一旦失去水，其系统面貌便会发生根本性的转变。 不同类型的湿地的脆弱性有所差异，高水能湿地中由于有机质积累很少，只要其水源被截断，其生态系统类型就迅
8、速转变；如果水源恢复，系统就会基本恢复到原来的状态。如吉林省西部向海附近的芦苇湿地，在干旱年份没有水源的情况下，形成大片的碱蓬群落，而在丰水年份，地面被积水覆盖后，芦苇群落便得以迅速恢复。而低水能的湿地，由于具有保水性能的泥炭层的存在，可以对气候的干湿变化在系统内部进行调节，其生态敏感性则相对较低；除此之外，泥炭沼泽对阈限内的3排水亦有较强的恢复能力。 脆弱生态环境是在自然因素的基础上叠加了人类不合理开发利用而形成的。自然因素是其脆弱性形成的基质，人类活动则是起加速或减速等动力作用。不同地域由于自然条件的差异，脆弱生态环境的表现特征不同。因此，在进行生态环境脆弱性评价时应遵循地域性、主导性、科
9、学性和可操作性的原则。影响湿地脆弱性的因子很多，就衡水湖而言，湿地的脆弱性主要表现在水源供给保障脆弱性、水质污染脆弱性和人类活动综合影响干扰脆弱性。 2 半干旱地区退化湿地生态补水的原则 湿地生态补水是指恢复湿地自然水文情势的过程。根据湿地退化特征和影响因素，确定了湿地恢复原则3。 恢复湿地自然过程原则：自然湿地是生物与环境长期协调发展而形成的具有自我调节、相对稳定的自然综合体，当生态系统达到动态平衡的稳定状态时，能够自我调节和维持自身的正常功能，并能在很大程度上克服和消除外来的干扰，保护自身的稳定性。 可操作性原则：在全面了解湿地生态系统的基底上，找出湿地退化原因与可恢复性，以及需要采取的措
10、施。 优先性原则：针对湿地退化的主要原因以及湿地保护的主要目标，必须要从当前最紧迫的任务出发，优先保护珍稀、濒危动物及其栖息地，逐步恢复湿地功能。最小风险原则和最大效益原则：在考虑成本同时，必须考虑恢复措施对湿地负面影响最小和恢复效益最大化。 生物配置多样性原则：环境条件的多样性决定了生物配置的多样性，具有生物多样性的生态系统才是稳定的生态系统。 3 衡水湖供水水源分析 4衡水市是河北省人均水资源最少的地区之一。全市人均 148 m3，低于全省人均 386 m3 的水平，仅为全国人均水平的 5.5%。衡水市平均用水量 1 600 m3/hm 2，均远低于全省和全国平均水平。由此可见，衡水市水资
11、源已达相当匮乏的程度。由于缺水，工业及居民用水全部要依靠深层地下水。据资料分析，每年深层地下水允许开采量 2.43 亿 m3，而实际全市每年开采量都在 8.20 亿 m3 以上，年超采量在 6 亿 m3 左右。深层地下水埋深大幅下降，2003 年漏斗中心埋深100.02 m(冀州市刘丰备、7 月 11 日)，漏斗面积（0 m 等水位线）为 8 442 km 2，同时还引发了一系列的环境地质问题4。 衡水湖水源主要有当地汇水、岗南黄壁庄水库来水、岳城水库来水、引黄河水卫运河水等。当地汇水主要有滏东排河 2 500 km 2 流域的涝水，滏阳河 14 420 km 2 流域的来水和利用卫千引水工程
12、引蓄卫运河水(见表 1)。岗南、黄壁庄水库来水主要是利用两水库在每年汛前腾库下泄水，经石津渠、军齐干渠引水到滏阳河，再由冀码渠从冀州南关闸入衡水湖。岳城水库来水，通过卫运河到卫千渠，经王口闸入衡水湖5。 水主要通过降水量多少、降水稳定性、蒸发与降水关系对利用的影响、径流变率及地下水矿化度等影响脆弱生态环境的形成6。影响衡水湖湿地的水分条件是年降水量和河流径流量，由于上游水利工程的拦截和水资源开发程度高，衡水湖上游来水保证率很低。 衡水市地处严重干旱缺水的华北平原中心地带，多年平均降雨量 518.9 mm，水面蒸发量却高达 1 300 mm，由于地表水资源的严重缺乏，衡水市的工农业用水和生活用水
13、主要靠开采深层地下水，并因超采形成了以衡水市为中心的地下漏斗区。水资源短缺已是衡水湖面临的巨大威胁。目前，衡水湖水源主要来自于黄河水和上游各大水库的汛期弃水7-9。 5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，见表 3。目前设计蓄水位 21 m，最大蓄水能力为 1.88 亿 m3，其中东湖蓄水面积 42.50 km 2、可蓄水 1.23 亿 m3；西湖蓄水面积 32.50 km 2、可蓄水 0.65 亿 m3。1994年-2008 年实际累计蓄黄河水 6.27 亿 m3，年均 0.52 亿 m3。 4 衡水湖补水水质影响因素分析 由于自然和人为因素的双重影响，黄河水资源日渐短缺
14、，水土流失严重，荒漠化现象突出，生态环境日趋退化，致使黄河水质局部河段已达不到相应水质标准。多年来虽采取了一系列的措施来保护衡水湖，但湖体自身的保护很难保证在整个大环境高营养水平的态势下，水质不受影响。湖周围的汇水富营养化程度已经处于一个较高的水平，大多数水质状况总氮在 10 mg/L 以上，将大大增加湖水的保护难度10。 引水线沿途进入衡水市(油故闸)以前，清凉江上游清河县城生活及工业污水的排入(主要有清河县造纸厂)和卫千渠，自油故闸至入湖口(王口闸)段，枣强县境内部分城镇污水及工业污水的排入(主要有枣强的皮革、皮毛、染料等废水)。 衡水湖周边污染源影响，主要是冀州市部分工业和城市污水通过西
15、线引水渠经冀州市南关进水闸排入东湖。另有部分污水直接排入冀州小湖。 湖内网箱养鱼，追求水产品的经济效益，高放饵料增加了湖水中的营养物质，以及湖内养鸭、养鹅等，动物的排泄物也增加了湖水中的营养物质，污染水体。 在衡水湖流域内，上游河道水质不同程度受到污染，水质为类或劣类，汛期来水进入衡水湖，对衡水湖水质构成威胁。另外，衡水湖上游流域主要以农业种植为主，农业生产中使用大量的农药、化肥，在汛期，随地表水流进入水体，也对衡水湖水质构成威胁。 6由于旅游业的开发产生的生活污水和生活垃圾，对水体造成污染。由于衡水湖主要靠引黄河水补充，因此，所引黄河水质的好坏，引水渠道沿途污染源的排污状况及衡水湖周边的排污
16、情况决定了衡水湖水质的状况。 5 泥沙对水质的影响 黄河是世界上罕见的多泥沙河流，衡水湖目前主要水源是引黄河水，泥沙与水系相互作用对水质影响显着。 5.1 黄河泥沙对重金属的吸持特征 由于泥沙具有巨大的比表面积，含有大量活性基团，是水体中重金属污染物最主要的载体，决定着重金属在水体中的化学行为和生物效应。早在 20 世纪 80 年代初，金向灿研究了黄河中游干流龙门、潼关、三门峡断面和支流渭河华县与汾河河津断面的悬浮泥沙对铜、铅和锌离子的吸持行为，发现黄河悬浮泥沙对铅的吸持量特别高，铅的吸附量在丰水期达 550.2910-3 meq/g；在枯水期达 318.5310-3 meq/g。他从泥沙中铁锰氧化物含量较高和在较高 pH 条件下铅离子易生成羟基化合物两个方面对此现象进行解释。 李丽娟、徐云麟等研究了黄河三门峡库区的悬浮泥沙对铜、锌、铅离子的吸持能力，发现被吸持的铜、锌和铅离子中有 50%70%与泥沙中的碳酸盐物质结合，有 15%33%与铁锰氧化物结合
