水環(huán)境修復(fù)技術(shù)在滄州濕地的應(yīng)用

李少華,李 巖,李少貞,高瑋玲

(1.河北工程技術(shù)高等?？茖W(xué)校, 河北滄州 061001;2.河北省南運(yùn)河河務(wù)處,河北滄州 061001;3.河北省滄州市小王莊鎮(zhèn)政府, 河北滄州 061001)

1 滄州濕地現(xiàn)狀

滄州市地處河北省東南部,南北長165km,東西寬187 km,總面積14 369 km2;地形自西南向東北傾斜,南部、西部較高地帶的高程為16 ～21m,北部、東部較低地帶的高程為2 ～7 m。縱觀全境,滄州市地勢低平,地面坡降平緩,一般為1/8 000 ～1/15 000。滄州市的微觀地貌為崗坡洼地,形態(tài)各異。滄州市特定的地理位置和氣象條件,造成了境內(nèi)大型洼淀、濕地、坑塘眾多,現(xiàn)有常年蓄水濕地5 處, 總面積702.62km2。

多年來,由于對滄州濕地缺乏保護(hù)意識(shí),又無正規(guī)管理機(jī)構(gòu),造成濕地資源長期過度開發(fā),天然濕地面積急劇減少,濕地水資源匱乏且水體污染加劇,生物多樣性下降,濕地功能退化等。

1.1 水資源匱乏

進(jìn)入20 世紀(jì)80 年代以來,由于連年干旱,加上上游攔蓄水設(shè)施不斷增多,致使地處“九河末梢”的滄州市河渠斷流、洼淀坑塘晾底、水資源極度匱乏。為了滿足該區(qū)域人畜飲水、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)用水的最低需求,不得不超量開采深層地下水和斥巨資外源調(diào)水。被譽(yù)為“華北明珠”的白洋淀,其蓄水量以每年60 萬m3的速度遞減,1983—1988 年白洋淀連續(xù)5 a 水位低于6.5 m 運(yùn)行,甚至干淀;2003 年秋季和2004 年又兩度干淀。歷史上年年積澇的大浪淀也因無水匯入,連年干涸。

1.2 面積萎縮

20 世紀(jì)70 年代前,由白洋淀、大浪淀、揚(yáng)埕、南大港等構(gòu)成的滄州濕地總面積為894.23km2。進(jìn)入70 年代后,隨著當(dāng)?shù)亟邓蜕嫌蝸硭闹鹉隃p少,集水面積也隨之下降,原來的濕地部分被開墾為農(nóng)田,直至2004 年,白洋淀、大浪淀、揚(yáng)埕、南大港和新增加的驊南淀、李官莊濕地等6 個(gè)濕地的總面積僅為456.62km2。大浪淀原是自然形成的洼淀,由東、西兩淀組成的一個(gè)廣闊水域,總面積74.93 km2,淀周邊滄縣、南皮、孟村、泊頭等縣市的洪瀝水都在此匯集。進(jìn)入70 年代后,該濕地集水面積逐漸下降,到1996 年,濕地已經(jīng)不復(fù)存在,目前16.89 km2的濕地面積是1996 年重新修建的水庫面積,也比原始濕地面積減少了近78%。滄州濕地面積萎縮情況見表1。

表1 滄州濕地面積萎縮情況

1.3 水質(zhì)惡化

由于滄州連年干旱,且其上游地區(qū)對洪瀝水的攔截,滄州區(qū)域內(nèi)河渠斷流,嚴(yán)重影響了滄州河渠中污染物的遷移、降解和轉(zhuǎn)化。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,以及人類對水資源開發(fā)利用方式的不當(dāng),滄州的河渠、坑塘、洼淀成了容納工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市污水和垃圾的存儲(chǔ)場,導(dǎo)致滄州濕地或無水可補(bǔ),或污水與降雨徑流混合匯入。濕地水量的減少,使?jié)竦氐淖詢裟芰Υ蟠蠼档汀?004—2005 年, 依據(jù)GB3838—2002《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對各濕地按照其主要功能進(jìn)行了監(jiān)測、化驗(yàn)與綜合分析,結(jié)果表明,除大浪淀水庫(地表飲用水源地)為Ⅱ類水質(zhì)外,其余濕地的水質(zhì)均較差。2004—2005 年滄州各濕地水質(zhì)情況見表2。

表2 2004—2005 年滄州市各濕地水質(zhì)情況

1.4 生物多樣性下降

由于缺水和污染日益加重,滄州濕地功能不斷退化,水生生物多樣性遭到嚴(yán)重破壞,有些物種已經(jīng)滅絕或基本滅絕。據(jù)中國科學(xué)院動(dòng)物研究所1965 年的調(diào)查顯示,當(dāng)時(shí)白洋淀內(nèi)有魚類17 科54 種,浮游生物406 種。但由于多次干淀或持續(xù)低水位運(yùn)行,白洋淀內(nèi)生物量銳減,有的甚至絕跡,到2000 年,淀內(nèi)魚類僅有17 科18 種。

1.5 淤積嚴(yán)重

因干旱缺水造成滄州濕地河渠斷流、河床淤積,而當(dāng)調(diào)引外源水或引蓄當(dāng)?shù)貤壦畷r(shí),長時(shí)間積存在河渠中的泥沙、垃圾和農(nóng)作物殘骸被帶入水體,流入濕地,造成濕地淤積嚴(yán)重,水體環(huán)境惡化加劇[1]。

2 滄州濕地修復(fù)技術(shù)與措施

目前適宜修復(fù)滄州濕地的技術(shù)和措施主要有：利用外調(diào)水和當(dāng)?shù)赜旰橘Y源進(jìn)行濕地補(bǔ)水;采用降低水中營養(yǎng)物質(zhì)和有毒物質(zhì)含量以凈化水質(zhì)的生物調(diào)控技術(shù)。此外,還要加強(qiáng)行政管理,提高民眾對濕地的保護(hù)意識(shí)[2]。

2.1 利用外調(diào)水補(bǔ)水

利用外調(diào)水補(bǔ)水是修復(fù)滄州濕地水環(huán)境的重要措施之一。通過調(diào)水補(bǔ)水可擴(kuò)大水域面積,提高地下水水位,稀釋水體,改善野生生物的生存環(huán)境,恢復(fù)濕地功能。近幾年來分別對白洋淀、南大港等濕地成功實(shí)施了調(diào)水補(bǔ)水,取得了良好效果。

2.1.1 對白洋淀調(diào)水補(bǔ)水

因華北地區(qū)連年干旱,白洋淀水域面積逐年減少。為維持白洋淀的生態(tài)平衡,1997 年以來,河北省水利廳12 次對白洋淀實(shí)施了從西大洋、王快、安格莊、岳城等水庫應(yīng)急補(bǔ)水,共補(bǔ)水約9.6 億m3,勉強(qiáng)維持低水位運(yùn)行。2004 年自岳城水庫向白洋淀補(bǔ)水1.6億m3,使白洋淀水位由5.8m 上升到7.2m;2006 年11月24 日至2007 年3 月5 日又從黃河向白洋淀補(bǔ)水1.0 億m3,使水位比蓄水前升高了0.93 m。通過引岳、引黃補(bǔ)水,白洋淀的水體環(huán)境得到了極大改善,濕地面積修復(fù)到原有面積,魚類和其他水生生物物種逐漸得到恢復(fù)。

2.1.2 對南大港濕地調(diào)水補(bǔ)水

南大港濕地有南排河、新石碑河、廖家洼排干3條過境河流?？垦雌趽P(yáng)水補(bǔ)水,能勉強(qiáng)維持南大港濕地的生態(tài)平衡。2005 年4 月16 日至5 月7 日,自岳城水庫向南大港濕地補(bǔ)水2 000 萬m3,很大程度上使南大港濕地環(huán)境得到了修復(fù)。

2.2 利用雨洪資源補(bǔ)水

滄州雖然水資源匱乏,但由于地處九河下梢,一到汛期,還是有大量的雨洪資源可以利用。利用濕地的調(diào)洪功能,采取適當(dāng)工程和技術(shù)措施,充分?jǐn)r蓄和利用雨洪資源,可減輕濕地防洪壓力,同時(shí)修復(fù)濕地水環(huán)境[3]。

滄州近14 a 可利用雨洪資源量為12.98 億m3,實(shí)際利用量為5.35 億m3,利用率僅為41.2%。由于對雨洪資源進(jìn)行了合理調(diào)控,充分發(fā)揮了現(xiàn)有水利設(shè)施的作用,滄州每年可增加5.74 億m3的攔蓄量。

2006 年7 月30—31 日,滄州區(qū)域內(nèi)的南大港、中捷、黃驊、海興、孟村、滄縣6 個(gè)縣、市、區(qū)普降大到暴雨,暴雨籠罩區(qū)域位于南運(yùn)河以東,含黃驊9 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),滄縣10 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),海興、孟村各2 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及中捷、南大港2 個(gè)農(nóng)場的一部分,總面積達(dá)2621.6km2,區(qū)域平均降水量為104.9 mm。通過科學(xué)調(diào)控,本次利用河道、溝渠排入南大港濕地的水量達(dá)1 851.01 萬m3,排入揚(yáng)埕水庫的水量150.23 萬m3,收到了良好的補(bǔ)水效果[4]。

2.3 采取生物調(diào)控技術(shù)

對濕地生物、水質(zhì)等進(jìn)行長期監(jiān)測,根據(jù)所測水體營養(yǎng)成分、浮游生物種類和數(shù)量,確定對凈化水質(zhì)起主導(dǎo)作用的生物鏈,也確定既適宜水體及周邊動(dòng)植物生長,又能凈化水質(zhì)的限制因子和最佳生物配比。生物調(diào)控技術(shù)的原理為：水體中的氮、磷及其他營養(yǎng)物質(zhì),在陽光、溫度、二氧化碳等環(huán)境條件下,經(jīng)光合作用,為浮游植物提供了充足營養(yǎng),使浮游植物大量繁殖、生長;這些浮游植物為浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物和鰱魚等提供了豐富的餌料;浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物的繁殖和生長又為鳙魚、小雜魚、蝦等提供了食物;小雜魚、蝦等被兇猛肉食性魚類所吞食;各種魚類、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、大型水生維管束植物、浮游植物等水生生物的糞便和殘?bào)w等有機(jī)物質(zhì),經(jīng)細(xì)菌分解后,有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)和無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)又返回水體中,完成能量轉(zhuǎn)換的循環(huán)過程,使水體得到凈化[5]。生物調(diào)控技術(shù)于2002 年在大浪淀濕地得到應(yīng)用,取得顯著成果,2005 年和2006 年又分別應(yīng)用于其他濕地。生物調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用,使滄州濕地的水質(zhì)得到了很大的改善,尤其是大浪淀濕地的水質(zhì)每年都保持在Ⅰ、Ⅱ類水平[6]。

2.4 加強(qiáng)行政管理

在目前缺乏專門濕地保護(hù)法律法規(guī)的情況下,國土、水利、環(huán)保等相關(guān)部門應(yīng)采取有效措施,制止各種隨意侵占和破壞濕地的行為,對違法占用、開墾、填埋以及污染自然濕地的情況進(jìn)行全面檢查,依法打擊各種破壞濕地的違法行為,并將那些生態(tài)地位重要或受到嚴(yán)重破壞的濕地劃定為保護(hù)區(qū)域,努力恢復(fù)其自然特性、生態(tài)特性和生態(tài)功能。

3 滄州濕地修復(fù)效果

通過調(diào)水補(bǔ)水和利用當(dāng)?shù)赜旰橘Y源補(bǔ)水,并采取生物調(diào)控等濕地修復(fù)技術(shù),滄州濕地的水環(huán)境得到了較好的修復(fù)與改善。

3.1 水質(zhì)

通過化驗(yàn)分析,采取調(diào)水補(bǔ)水的白洋淀和南大港濕地水質(zhì)修復(fù)效果顯著,南大港濕地水質(zhì)由調(diào)水前的劣Ⅴ類修復(fù)為Ⅲ類;白洋淀濕地雖然1997—2003年進(jìn)行了12 次應(yīng)急調(diào)水,但因每次調(diào)水量較少,也沒有采取其他措施,只是勉強(qiáng)維持低水位運(yùn)行,因此水質(zhì)沒有太大變化。2004 年后,對白洋淀實(shí)施了大量補(bǔ)水(每次均超過1 億m3),并采取了生物調(diào)控技術(shù)等措施,白洋淀水質(zhì)由2004 年的劣Ⅴ類修復(fù)為2005—2006 年的Ⅳ類。滄州濕地水質(zhì)修復(fù)效果見表3。

表3 滄州濕地水質(zhì)修復(fù)效果

3.2 濕地面積

由于各級政府部門對濕地保護(hù)意識(shí)增強(qiáng),采取了調(diào)水補(bǔ)水、利用雨洪資源補(bǔ)水、修建水利工程、進(jìn)行生物調(diào)控等技術(shù)和措施,滄州濕地水位有了較大提高,水域面積增加幅度較大。滄州濕地面積修復(fù)情況見表4。

表4 滄州濕地面積修復(fù)情況

3.3 生物物種

經(jīng)過修復(fù),滄州濕地的水環(huán)境和生物生存環(huán)境得到較大改善,生物物種也相應(yīng)得到恢復(fù)和增加。

3.3.1 白洋淀

白洋淀水生植物以蘆葦和菖蒲為主,并有雞頭、菱角;浮游動(dòng)物有原生動(dòng)物門、輪蟲動(dòng)物們和節(jié)肢動(dòng)物門;常見的底棲動(dòng)物有環(huán)節(jié)動(dòng)物和軟體動(dòng)物。到2006 年,白洋淀魚類由2000 年的17 類18 種增加到17 類34 種,以鯉魚、鯽魚、鳙魚、鰱魚、草魚等為主,其中已經(jīng)絕跡的馬口魚、棒花魚、鱖魚等又重新出現(xiàn);鳥類已恢復(fù)到192 種,絕跡多年的天鵝、東方白鷺又重新出現(xiàn)在白洋淀中,灰鶴也由幾年前數(shù)百只增加到5 000 多只。

3.3.2 南大港濕地

南大港濕地水生植物主要有蘆葦、香蒲等挺水植物,鹽生植物主要有堿蓬、檉柳等,坡、堤上為以禾本科、藜科、菊科為主的陸生植被;浮游動(dòng)物有原生動(dòng)物門、輪蟲動(dòng)物門和節(jié)肢動(dòng)物門;底棲動(dòng)物常見種類有環(huán)節(jié)動(dòng)物和軟體動(dòng)物;淡水魚有鯉魚、鯽魚、鳙魚、鰱魚、草魚、烏鱧、黃鱔等,海水魚有黃鯽、黃姑魚、叫姑魚、孔鰩等,咸淡水魚類以梭魚、矛尾刺虎魚、半滑舌鰨和焦氏舌鰨等為主;鳥類17 目45 科259 種,其中水鳥7 目15 科110 種,國家重點(diǎn)保護(hù)鳥類47 種,包括國家Ⅰ級保護(hù)鳥類8 種, Ⅱ級保護(hù)鳥類39 種。2006 年南大港濕地動(dòng)物資源情況見表5。

表5 2006 年南大港濕地動(dòng)物資源情況

3.3.3 揚(yáng)埕濕地

揚(yáng)埕濕地共有維管植物47 科113 屬146 種,其中陸地植物以草本植物為主,鹽生植物主要有白刺、蘆葦、堿蓬、檉柳等,港坡植物主要有鹽地堿蓬、灰綠藜、鹼茅、白茅等。揚(yáng)埕濕地的核心區(qū)域楊埕水庫及其南部有大量沉水植物和挺水植物。沉水植物包括輪葉狐尾、狐尾藻等,挺水植物主要有蘆葦、達(dá)香蒲等。其中較多的河北省重點(diǎn)保護(hù)植物二色補(bǔ)血草,是良好的干燥原料。2006 年揚(yáng)埕濕地植物情況見表6。

表6 2006 年揚(yáng)埕濕地植物情況

揚(yáng)埕濕地現(xiàn)有鳥類233 種(而且不斷有新種群出現(xiàn)),其中,國家一級保護(hù)鳥類7 種,二級保護(hù)鳥類27 種,河北省重點(diǎn)保護(hù)鳥類有15 種。這些鳥類中,黃嘴白鷺、東方白鸛、黑鸛、白頭鳥、丹頂鶴是我國瀕危級鳥類,百琵鷺、大天鵝、小天鵝、鴛鴦、金雕等是我國易危級鳥類。2006 年揚(yáng)埕濕地動(dòng)物情況見表7。

表7 2006 年揚(yáng)埕濕地動(dòng)物情況

4 結(jié) 語

經(jīng)過調(diào)查、監(jiān)測和研究,采取適于滄州濕地水環(huán)境修復(fù)的技術(shù)和措施,使得滄州濕地生態(tài)環(huán)境有了很大的改善,表明現(xiàn)行滄州濕地水環(huán)境修復(fù)技術(shù)是有效的,可以推廣。

[1] 胡榮花, 李少華,李蘭貴, 等.滄州市水環(huán)境綜合修復(fù)技術(shù)及應(yīng)用研究報(bào)告[R] .石家莊：河北省水利廳,2008.

[2] 金相燦, 劉鴻亮, 屠清瑛, 等.中國湖泊富營養(yǎng)化[M] .北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社,1990.

[3] 胡榮花, 李少華,李蘭貴, 等.滄州市雨洪資源綜合利用模式化研究報(bào)告[R] .石家莊：河北省水利廳,2007.

[4] 李少華, 李巖, 郭玉起, 等.滄州區(qū)域雨洪資源攔蓄能力分析[J] .水資源保護(hù),2010, 26(5)：91-94.

[5] 李少華.咸水微咸水養(yǎng)殖技術(shù)[M] .北京.中國農(nóng)業(yè)科技出版社,1996.

[6] 趙衛(wèi)國, 李少華,李蘭貴, 等.平原水庫飲用水生物凈化水質(zhì)研究技術(shù)報(bào)告[R] .石家莊：河北省水利廳,2002.