興凱湖水質(zhì)保護治理模式研究

孫盛輝，俞太建，趙曉龍

(1.密山市青年灌區(qū)水利水?？傉竞推椒终?，黑龍江密山158300;2.密山市富密灌區(qū)水利水保總站，黑龍江密山158303)

1 基本概況

1.1 概況

興凱湖位于黑龍江省東南部的密山市境內(nèi)，距密山市區(qū)31 km，地理坐標為 E131°58＇30″～E133°07＇30″，N45°01＇00″～ N45°34＇30″。由大、小興凱湖組成，中間隔著一條10 m左右高的沙崗，兩湖以湖崗上的第一、二泄洪閘和新開流水道相通。小興凱湖東西長35km，南北最寬處5km，總面積170 km2，平均水深1.8 m，最深 3.5 m，蓄水量3×108m3。大興凱湖為中國—俄羅斯界湖，南北長130 km，東西寬80 km，總面積 4 380 km2，我國境內(nèi)1 240 km2，平均水深3.5 m，最深10 m，總?cè)萘?53×108m3。

興凱湖主要有兩大水系匯入，即穆棱河水系和興凱湖水系。穆棱河發(fā)源于長白山脈的穆棱縣，流經(jīng)雞西市、雞東縣和密山市，經(jīng)東地河進入東北泡子，通過百米閘流入小興凱湖，徑流量14.5億m3/a;直接流入小興凱湖的河流有5條，流入大興凱湖的河流有9條。

1.2 興凱湖水體水質(zhì)

根據(jù)雞西市環(huán)境監(jiān)測站對大、小興凱湖水質(zhì)的監(jiān)測，大興凱湖水質(zhì)良好，基本未受污染。小興凱湖水質(zhì)有輕度污染，在明水期局部水域短期內(nèi)受水田除草劑等農(nóng)業(yè)污染水質(zhì)略有下降。

對興凱湖水體構(gòu)成污染的主要原因:①汛期穆棱河流域及沿湖地區(qū)含有化肥、農(nóng)藥的地表水匯入大、小興凱湖，對湖水造成一定程度的污染;②沿湖居民和旅游景點產(chǎn)生的污水未經(jīng)處理，直接排入湖內(nèi)，使近岸部分水域有機物、懸浮物濃度升高。

但是由于兩湖水體巨大，加之周邊濕地的凈化作用，湖區(qū)水質(zhì)基本保持相對穩(wěn)定。

2 保護治理模式的總體思路

根據(jù)國內(nèi)湖泊治理保護實踐經(jīng)驗和興凱湖流域來水、社會經(jīng)濟、流域內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源開發(fā)利用、河流特征等具體情況分析，興凱湖保護治理應(yīng)以興凱湖流域水循環(huán)和伴生的水化學(xué)、水生態(tài)與水砂整體模式與調(diào)控為基本支撐。

從污染源產(chǎn)生入手，根據(jù)自然水循環(huán)和社會水循環(huán)中污染源的遷移轉(zhuǎn)化機理，結(jié)合防止污染物入湖的阻斷措施和水體的水利調(diào)度調(diào)控措施，形成以水循環(huán)為基礎(chǔ)的興凱湖保護治理的基本模式。即興凱湖保護治理以流域來水和人工水利調(diào)度控制兩個水循環(huán)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，研究污染物的遷移轉(zhuǎn)化機理，系統(tǒng)考慮污染物的控制，入湖污染物的阻斷和水利調(diào)度控制系統(tǒng)，形成相關(guān)保障措施。

3 治理模式的運行

3.1 流域來水循環(huán)系統(tǒng)的水質(zhì)保護治理

3.1.1 流域污染物控制

流域污染物控制主要包括3個方面的內(nèi)容:

1)排污量預(yù)測。主要對點源污染物和面源污染物進行預(yù)測，點源污染物預(yù)測要重點考慮穆棱河沿岸的工業(yè)、城鎮(zhèn)生活污水排放和區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)情況;面源污染物預(yù)測重點考慮穆棱河水系和興凱湖水系農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的化肥和農(nóng)藥施用量、區(qū)域土地利用、土壤類型、人口分布和畜禽養(yǎng)殖的特點等。

2)確定水環(huán)境保護目標和環(huán)境容量。根據(jù)興凱湖供水、濕地、生態(tài)等功能需求，確定環(huán)境保護目標;通過構(gòu)建興凱湖水體的水動力與水質(zhì)模型，計算興凱湖在水環(huán)境保護目標下的環(huán)境容量。

3)興凱湖來水區(qū)域內(nèi)的污染物防治。根據(jù)興凱湖來水兩個水系不同的水污染物特點，采取不同的防治措施。穆棱河水系的點污染，可以采取加大污水處理力度，限量排放、達標排放來降低對穆棱河的污染;穆棱河和興凱湖水系以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的化肥、農(nóng)藥為主的面污染物，可以采取控制農(nóng)藥、化肥施用量，科學(xué)配置水土保持措施，欄蓄地表徑流，提高土壤和植物的凈化能力，減少殘留的化肥、農(nóng)藥對水體的有機物污染;東北泡子、小興凱湖等水體內(nèi)的污染物可以采取水生生物和植物分解吸收的方法，凈化水質(zhì)。

3.1.2 入湖污染物的阻斷

興凱湖的水污染主要來自入湖河流挾帶的污染物和周邊的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

1)河流污染物的阻斷。穆棱河是興凱湖最大的河流污染源，枯水期局部河段水質(zhì)為Ⅴ類。東北泡子是穆棱河進入小興凱湖前的承泄區(qū)(滯留區(qū))，應(yīng)充分利用東北泡子前置庫(穩(wěn)定塘)形式的水域，增加水量的滯留時間，優(yōu)化水生植物，發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖，沉淀、分解、吸收污染物質(zhì)，凈化穆棱河入湖前的水質(zhì)。其它直接排入大、小興凱湖的河流，可以在河流末端建設(shè)人工濕地，將河水放入人工濕地，利用人工濕地形成的穩(wěn)定塘原理和技術(shù)，通過在塘中種植(或自然生長)水生植物和進行水產(chǎn)、水禽養(yǎng)殖，形成人工生態(tài)系統(tǒng)，在太陽能(日光輻射提供能量)作為初始能量的推動下，通過穩(wěn)定塘中多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量的逐級傳遞、轉(zhuǎn)化，將進入塘中污水的有機污染物進行降解和轉(zhuǎn)化，凈化后排入興凱湖。目前已完成興凱湖總排干人工濕地建設(shè)，通過2 a多的運行，凈化水質(zhì)效果非常明顯。

2)面流污染物的阻斷。結(jié)合興凱湖自然保護區(qū)已劃定的核心區(qū)、緩沖區(qū)、實驗區(qū)劃定興凱湖的水質(zhì)保護控制范圍，確定興凱湖的水域保護線、濕地(綠化)控制線和外圍控制線。

水域保護線以內(nèi)的水域和灘地不得隨意侵占，不得減少水面面積;濕地控制線至湖崗1～2 km，全部退耕還濕或造林，建成水質(zhì)凈化帶和防護帶，凈化坡面匯流形式通過小型溝渠直接進入大、小興凱湖的排水污染物，并將濕地、綠化、美化、景觀建設(shè)有機結(jié)合，達到改善興凱湖水環(huán)境，減少水土流失，降低污染物入湖的目的;外圍控制線至濕地控制線之間區(qū)域為減少人為活動對興凱湖水體的污染，保護興凱湖生態(tài)環(huán)境設(shè)置的緩沖帶。

2012年，我省啟動的興凱湖水質(zhì)保護項目在距湖崗500 m以內(nèi)已退耕還濕112 hm2，興凱湖近岸水域水質(zhì)有明顯的改善。

3.2 人工水利調(diào)度控制的治理保護

人工水利調(diào)度控制對湖泊的水污染治理和湖泊保護有著重要的意義，也是湖泊保護的重要技術(shù)手段。興凱湖人工水利調(diào)度控制主要以調(diào)控、調(diào)度與大、小興凱湖相關(guān)聯(lián)的水體運動。東北泡子、小興凱湖和大興凱湖是3個相對獨立的串聯(lián)水體。穆棱河水先進入東北泡子，由百米閘泄入小興凱湖，經(jīng)大、小興凱湖湖崗上的第一、第二泄洪閘和新開流泄入大興凱湖。

三個水體相互影響較大，科學(xué)調(diào)度控制3個水體的循環(huán)對興凱湖水污染防治保護有重要作用:

1)保持東北泡子蓄水量。東北泡子面積156.54 km2，最大容量1.6×108m3，屬沼澤性濕地，適宜沼澤型植被、水生性植被生長和水生動物生長。保持東北泡子蓄水量，充分利用東北泡子生物凈化功能和水體自凈功能凈化水體，將凈化后靠近小興凱湖的水質(zhì)合格的水量放入小興凱湖。汛期超東北泡子容量的低污染水量可通過東北泡子?xùn)|側(cè)的泄洪設(shè)施分洪。

2)控制小興凱湖的水體運動和換水周期。根據(jù)小興凱湖水體的納污能力和水資源開發(fā)利用量，調(diào)控進入水量和泄出水量水質(zhì)標準，既要滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水量需求，又要使水體在小興凱湖中得到凈化，再將凈化后符合向大興凱湖排放水質(zhì)標準的水量排入大興凱湖。

4 結(jié)論

興凱湖水質(zhì)保護治理應(yīng)從流域來水循環(huán)系統(tǒng)和人工水利調(diào)度控制系統(tǒng)兩個方面進行，以控制岸上污染源，實施河流水質(zhì)凈化為基礎(chǔ)，全面實行污水處理廠、截污工程、雨污分離、人工濕地等工程措施建設(shè)，湖濱防護帶、水生生物和低棲動物的養(yǎng)殖等生物措施建設(shè)，法律法規(guī)、管理制度等非工程措施建設(shè)，將對保護治理興凱湖水質(zhì)，改善興凱湖地區(qū)的水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境取得良好的效果。

［1］王浩，嚴登華，肖偉華.我國淡水湖泊保護治理模式探討［D］.上海:中國科學(xué)院上海冶金研究所，2000.

［2］黑龍江省林業(yè)設(shè)計研究院.黑龍江省興凱湖國家級自然保護區(qū)總體規(guī)劃［R］.哈爾濱:黑龍江省林業(yè)設(shè)計研究院，2008.

［3］劉玉勇，周緒申，侯炳江.鏡泊湖浮游植物多樣性現(xiàn)狀分析［J］. 黑龍江大學(xué)工程學(xué)報，2012，02(03):20-24.