常德市規(guī)劃區(qū)濕地地質環(huán)境特征及保護建議

何 陽，徐定芳，熊 雄，劉一鳴，龐 鐵，曹創(chuàng)華

(湖南省地質調查院，湖南 長沙 410016)

0 前言

濕地與森林、海洋并稱為地球三大生態(tài)系統(tǒng)，被譽為“地球之腎”，良好的城市濕地生態(tài)系統(tǒng)蘊藏著重要的生態(tài)價值。常德市作為全球首批“國際濕地城市”，也是我國首批海綿城市建設試點城市，其濕地保護與修復工作取得了舉世矚目的成就，為全國提供了城市濕地、水系生態(tài)修復的成功經驗[1-3]。

1 規(guī)劃區(qū)河湖水系與濕地特征

常德市規(guī)劃區(qū)現狀水系格局為“一江、兩湖、三濕地、多水網”(圖1)。一江即沅江，兩湖即柳葉湖和沾天湖，三濕地即西北部花山河濕地、西南部枉水濕地和東南部盤塘湖濕地，多水網即指穿紫河、新漸河、老漸河、新河、反修河、花山河、姻緣河、馬家吉河、引沅濟穿渠、護城河、東風河、枉水河、紅旗水庫、盤塘湖、肖家湖等天然河渠、水庫、中小型湖泊和人工引水工程、水庫等組成的水網。沅江為長江流域洞庭湖支流，多年平均流量為2 170 m3/s，年徑流量668億 m3，屬洞庭湖湘、資、沅、澧四水中的第二大水系。據常德第二水文站近五年觀測資料，沅江水位近五年平均水位為31.12 m，最高水位39.05 m(2017年6月25日)，最低水位28.93 m(2019年11月20日)。

柳葉湖和沾天湖統(tǒng)稱柳葉湖地區(qū)，兩湖水體相通，堤防相連，實為一體，是常德市的重要調蓄湖泊。柳葉湖水體北截太陽山脈的水，南納城區(qū)以北的漬水，主要入湖河流為漸河、新河和花山河。調蓄后的湖水通過兩條出湖水系通道排入沅江。排水通道一：經柳葉閘節(jié)制流入穿紫河，再由南碈自流或電排抽入沅水。排水通道二：經新河口閘流入馬家吉河，然后由馬家吉電排抽入沅水。柳葉湖歷史最高水位33.46 m，多年平均枯水位為28.32 m，常水位一般在29.3～30 m之間變化。柳葉湖與姻緣河通過柳葉閘相連，而與馬家吉河通過新河口閘連接。當漸河、柳葉湖、發(fā)生大洪水時，水位可高達33.46 m，對城市內河(最高水位31.6 m)有著極大的威脅。

花山河濕地位于規(guī)劃區(qū)西北部，規(guī)劃范圍為花山河—反帝河以南，太陽大道以北，新漸河以東，皂果路以西，總面積約17.96 km2。核心保護區(qū)分為三個功能區(qū)：(1)為濕地科普展示區(qū)，面積2.45 km2，功能以濕地科普展示為主，有著最豐富的濕地形態(tài)和完善的科普體驗設施；(2)為濕地活力體驗區(qū)，面積0.63 km2，功能以游樂體驗功能為主；其三為濕地核心凈化區(qū)，面積4.42 km2，功能以濕地凈化、濕地科研、濕地保護為主。

枉水濕地位于規(guī)劃區(qū)西南部，依枉水流域兩側而劃，面積45.70 km2。枉水流域是鼎城區(qū)以南唯一的一條水路，經花巖溪、黃土店、草坪等鄉(xiāng)鎮(zhèn)至德山入沅江，枉水濕地是鼎城區(qū)實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃的一條生態(tài)走廊。

盤塘湖濕地位于規(guī)劃區(qū)東南部，規(guī)劃范圍為德山鎮(zhèn)緯十四路以南、經十四路以東、德山大道以東至規(guī)劃區(qū)東南邊界，整體呈弧形展布，面積約25.17 km2。濕地內水系主要由東風河、盤塘湖、肖家湖、人工水體及其相連的溝渠組成，最終從不同方向匯入沅江。

2 水文地質條件

規(guī)劃區(qū)大面積為第四系第四紀河流沖積湖泊沉積層，約占92%，基巖主要出露在太陽山西側，主要巖性為粉砂質板巖、石英砂巖和砂質頁巖，紅層主要出露在柳葉湖東北部、德山開發(fā)區(qū)局部地區(qū)。

2.1 地層特征

本文將常德河湖沖積平原地區(qū)土體進行垂直分層，可以粗略的分為以下四層。選取濕地與主要水體典型水文地質剖面，以揭示濕地與地表主要水體的水力聯系(圖2)。

2.1.1 相對隔水層

位于地表，以粉質粘土為主，局部上覆雜填土、淤泥，下伏粉砂，不透水或透水性極差。

2.1.2 弱透水層

成分以粉土為主，或者含礫粘土、含沙粘土層，一般壓實緊密，透水性較差。

2.1.3 一般透水層

以粉—中沙為主，飽和含水，中密，弱膠結，局部夾粘性土，透水性一般，為表層含水層，下伏一般為砂卵石層。

2.1.4 強透水層

主要為卵石層、砂礫石層，含水飽和，中密，無膠結，局部夾粘性土及細砂，是良好的含水地層，水量豐富。

2.2 地下水類型及富水性

規(guī)劃區(qū)與濕地地表水緊密相關的主要為松散巖類孔隙水，按照松散巖類孔隙水垂向特征及分布，可分為單層水區(qū)、雙層水區(qū)和三層水區(qū)。地下水與濕地水交換的一般為多層含水層的上層水(見圖3)。

2.2.1 單層水區(qū)

主要分布在灌溪鎮(zhèn)、丹洲鄉(xiāng)及沅江以南。抬升區(qū)單層水含水巖組是由馬王堆組、白水江組和白沙井組砂礫石組成，單井涌水量188.55～1 405.47 m3/d，水量中等至豐富，局部由常德組砂礫石組成，水量貧乏。坳陷區(qū)單層水含水巖組由全新統(tǒng)、坡頭組、洞庭湖組砂質粘土和砂礫石組成，單井涌水量1 553.3～8 685.32 m3/d，水量豐富。

圖3 研究區(qū)水文地質簡圖

2.2.2 雙層水區(qū)

主要分布在河洑鎮(zhèn)、中心城區(qū)和蘆荻山西部，上層水含水巖組由全新統(tǒng)砂質粘土和洞庭湖組的砂礫石組成，單井涌水量1 288.24～6 514.37 m3/d，水量豐富。

2.2.3 三層水區(qū)

主要分布在蘆荻山東部及南部的沅江兩側，上層水含水巖組由全新統(tǒng)、坡頭組、白水江組和洞庭湖組砂質粘土及砂礫石組成，單井涌水量1 039.39～3 817.41 m3/d，水量豐富。

2.3 地表水與地下水水位

根據長年監(jiān)測資料，常德市主城區(qū)含水層厚度為25 m左右，地下水位高程約為28.7 m左右，沅江水位位于28.93～39.05 m之間波動，長年平均水位為31.12 m，城區(qū)地面高程在31～38 m之間，地下水位年變幅約2 m，年最大變幅接近3.5 m。

3 濕地地表水—地下水相互轉化

濕地地表水與地下水之間的水量交換和水質變化情況直接影響濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護。因此，掌握濕地地表水、地下水相互轉化關系以及水質變化情況，可為濕地保護、管理、開發(fā)利用提供科學依據[4-6]。

3.1 濕地地表水、地下水相互轉化原理

濕地地表水、地下水相互轉化是基于水動力學，在一定范圍內，地表水與地下水水量、水質等一定程度上相互影響、相互轉化。

地表水—地下水的相互轉化程度主要體現在時間和空間上。影響濕地水文周期的主要因素有氣候變化、地表水徑流的變化、地下水位變化、地下水開采情況及濕地補水、排水情況變化，以上5個因素均在不同的時間影響著濕地的狀態(tài)，因此濕地保護研究需首先研究濕地隨時間變化產生的一系列變化情況。地表水與地下水相互轉化程度和濕地的成因類型從空間上很大程度上決定了濕地規(guī)模、存在形式、生態(tài)保護方式及開發(fā)利用方式，因此充分地對濕地在時間和空間上對濕地地表水、地下水相互轉化進行深入研究，有利于濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護與開發(fā)利用，產生較大的經濟效益和環(huán)境效益[7]。

3.2 濕地地表水、地下水相互轉化的影響因素

3.2.1 地形地貌與水文地質條件

影響濕地地表水、地下水相互轉化的兩大主要因素為地形地貌、水文地質條件，兩大因素在不同程度上對濕地產生影響。

規(guī)劃區(qū)為地形較低洼的洞庭湖平原區(qū)，西部、北部均為崗地與低山區(qū)，濕地是規(guī)劃區(qū)內地表水、地下水天然排泄區(qū)，且濕地與河湖平原相連，因此規(guī)劃區(qū)內三濕地均為形成排泄型濕地。

濕地地層巖性、含水層特征、富水程度、地下水位、含水層滲透性等水文地質條件是影響濕地存在形式的主要影響因素，其均在不同程度影響濕地地表水、地下水相互轉化強度。

3.2.2 水文變化

濕地氣候變化例如蒸發(fā)量等變化也會導致濕地地表水、地下水位及地下水存儲量的變化，進而直接影響濕地地表水、地下水相互轉化，造成濕地生態(tài)系統(tǒng)受到一定程度的影響。

另外對濕地進行的人工補水、排水直接影響著濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護，地表水及土壤水的水質情況也會對濕地地表水、地下水及水生植物、水生動物造成直接影響，進而影響整個濕地生態(tài)系統(tǒng)[7]。

4 規(guī)劃區(qū)三濕地SW-GW交互作用特征

對花山河濕地、枉水濕地和盤塘湖濕地進行地表水和地下水交互作用的內涵以及濕地SW-GW交互作用的影響因素綜合分析，各濕地SW-GW交互作用特征見表1。

表1 規(guī)劃區(qū)濕地SW-GW交互作用特征一覽表

5 濕地保護建議

5.1 加強濕地立法，完善濕地保護的政策和法規(guī)體系

建立和完善濕地保護政策，規(guī)范濕地保護的行為準則，落實濕地保護責任清單，使?jié)竦乇Ｗo行之有效、行之有力。

5.2 濕地合理規(guī)劃，核心保護先行

目前常德市對花山河濕地進行了核心保護區(qū)規(guī)劃，枉水濕地和盤塘湖濕地僅劃定了范圍，尚未進行系統(tǒng)規(guī)劃。從規(guī)劃層面考慮，建議加快實施枉水濕地和盤塘湖濕地核心保護區(qū)的劃定，核心保護先行，多點開發(fā)，逐步拓展到濕地及周邊的保護，整體體現出“生態(tài)保護與建設開發(fā)并重”、“兼城市濕地、農耕濕地和文化濕地于一體”的規(guī)劃策略。

5.3 加強濕地核心區(qū)地表水—地下水轉化關系研究

目前規(guī)劃區(qū)三處濕地均缺少地表水與地下水交互作用研究措施，建議以花山河濕地核心保護區(qū)作為試點，對濕地進行地表水—地下水轉化關系研究，進行水動力試驗、加強地下水、地表水及濕地面積、水生植物的監(jiān)測，得出該濕地保護區(qū)地下水與地表水轉化關系對濕地的保護建議，然后向其他地區(qū)推廣。

5.4 加強濕地匯水區(qū)以及保護區(qū)面源污染治理

在濕地匯水區(qū)以及濕地保護區(qū)范圍內合理調整農作物種植結構，控制使用化肥，加大使用生物防害等技術，減少使用化學農藥，增強土壤蓄水功能。

5.5 促進水系連通，加快水交換周期

規(guī)劃區(qū)內濕地水系較曲折，局部生長水生植物較多，河道局部淤塞，河水流動緩慢，換水周期較長。以花山河濕地為例，將花山河與城市內河水網貫通后，形成了聯通性較好的水網，可直接服務于城市建設及管理，不僅為城市防洪、排澇和灌溉用水提供保障，而且隨著地表水的快速交換，增加了地表水的自凈能力，進而改善城市濕地的水質。

5.6 濕地保護、調整建議

常德市2016年劃定的濕地保護區(qū)對花山河濕地進行了功能分區(qū)，而對枉水濕地和盤塘湖濕地僅劃定了保護區(qū)范圍，尚未進行系統(tǒng)的功能分區(qū)；根據濕地區(qū)位特點，建議對花山河濕地主要用地進一步進行功能分區(qū)，主要分為濕地生態(tài)景觀封育區(qū)，濕地生態(tài)旅游休閑區(qū)，濕地生態(tài)保護培育區(qū)，對其進行綜合保護開發(fā)，打造旅游勝地，彰顯經濟效益。

建議將另兩處濕地保護區(qū)劃分為濕地核心區(qū)、緩沖區(qū)和試驗區(qū)等三個功能區(qū)。由于保護區(qū)內村落聚集，人類活動對濕地生態(tài)影響較大，因此建議核心區(qū)面積不宜過大，汪水濕地核心區(qū)范圍為枉水以及西側的雙湖-蘇家湖—三汊湖一帶，重點保護水生態(tài)，核心區(qū)外圍及上游水系兩側作為緩沖區(qū)，南部高階地(海拔高于50 m)地區(qū)作為實驗區(qū)；盤塘湖濕地保護區(qū)核心區(qū)以盤塘湖為中心，盤塘湖岸外延100～150 m范圍為核心保護區(qū)，核心保護區(qū)周邊作為緩沖區(qū)，盤塘湖西部高階地地區(qū)作為實驗區(qū)；堅持生態(tài)保護，建立生態(tài)網絡，彰顯經濟效益。

6 結語

本文從水動力學方面系統(tǒng)論述了濕地地表水-地下水相互轉化關系的影響因素，并對研究區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)保護提出了科學的規(guī)劃調整建議和保護建議。根據區(qū)內濕地現狀及水文地質條件，結合研究區(qū)人類活動對地表水、地下水的影響，加強對區(qū)內地表水-地下水相互轉化關系的深入研究，為科學、合理保護常德市規(guī)劃區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)提供科學依據，服務于常德市生態(tài)文明建設。