嘉興市長水塘河流水生態(tài)健康評價

任文暢,孔曉露

(1.浙江牧澤工程技術(shù)有限公司,浙江 杭州 310051;2.浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院,浙江 杭州 311231)

人類的開發(fā)建設(shè)活動影響著生態(tài)系統(tǒng)的自然發(fā)展。使生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與生態(tài)環(huán)境的修復(fù)能夠與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào),營造天藍(lán)、地綠、水凈的生活生產(chǎn)環(huán)境,是生態(tài)文明建設(shè)的重要目標(biāo)之一。從“十二五”時期到“十四五”時期,水生態(tài)環(huán)境保護(hù)、水體生態(tài)健康維護(hù)一直受到高度重視。黨的二十大報告提到,要加快推動形成綠色低碳的生產(chǎn)生活方式。統(tǒng)籌水資源、水環(huán)境、水生態(tài)治理,推動重要江河湖庫生態(tài)保護(hù)治理,是打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)的重要內(nèi)容之一。

河流生態(tài)系統(tǒng)的健康意味著其生態(tài)學(xué)意義上的結(jié)構(gòu)合理,生態(tài)過程的延續(xù)和生態(tài)功能的健全,同時對自然干擾的長期效應(yīng)具有足夠的抵抗力和恢復(fù)力。水生態(tài)健康評價作為嶄新的河湖生態(tài)系統(tǒng)評價工具和技術(shù)手段,在河湖管理中已經(jīng)得到越來越多的認(rèn)可和重視。開展河湖水生態(tài)健康評價是掌握水資源動態(tài)變化、開展河湖系統(tǒng)保護(hù)與生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ),對建立良好的水生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義。

1 指標(biāo)體系構(gòu)建

水生態(tài)健康評價指標(biāo)體系的構(gòu)建是一個動態(tài)變化過程,是隨著對水生態(tài)健康概念理解的深入而不斷發(fā)展完善的,其大致分為3個階段:用傳統(tǒng)的理化參數(shù)評價河流水質(zhì)狀況[1],用指示物種的檢測與指標(biāo)評價來反映河流狀況[2],重視考慮整個河湖生態(tài)系統(tǒng)的綜合指標(biāo)評價法[3]。國內(nèi)外出現(xiàn)了較多的水生態(tài)健康評估指標(biāo)與方法。

國外典型的水生態(tài)健康評價方法主要有以下3類:預(yù)測模型法,如英國淡水生態(tài)研究所(IFE)提出的RIVPACS、澳大利亞采用的Aus Riv AS[4];生物完整性指數(shù),如美國快速生物評價規(guī)程(RBPs)[5];WFD評價體系,如AQEM項目形成的針對歐洲國家的多參數(shù)評價方法[6]。國內(nèi)水生態(tài)健康評價的起步相對較晚,2020年水利部發(fā)布了《河湖健康評估技術(shù)導(dǎo)則》(SL/T 793—2020)[7],2017—2021年間,北京市、遼寧省、山東省、江蘇省和浙江省等省市陸續(xù)發(fā)布了地方標(biāo)準(zhǔn)。

考慮地區(qū)適應(yīng)性以及河湖管理要求,筆者根據(jù)《河湖健康評價指南(試行)》(水利部)和《浙江省河湖健康及水生態(tài)健康評價指南(試行)》[8],結(jié)合嘉興市長水塘平原河網(wǎng)的特殊性,從水生態(tài)、社會服務(wù)兩大類別建立水生態(tài)健康評價指標(biāo)體系,從水文、水質(zhì)、形態(tài)、生物和社會服務(wù)5個方面10個指標(biāo)對河流水生態(tài)健康狀態(tài)進(jìn)行綜合評價(表1)。

表1 長水塘水生態(tài)健康評價指標(biāo)體系表

河流水生態(tài)健康綜合指數(shù)判別如下:

1) 計算方法

河段水生態(tài)健康指數(shù)計算公式為

WEHIi=∑Bj×Wj

(1)

式(1)中:WEHIi為第i評價河段水生態(tài)健康指數(shù);Bj為第j個指標(biāo)得分;Wj為第j個指標(biāo)權(quán)重,水文、水質(zhì)、形態(tài)、生物和社會服務(wù)5個指標(biāo)類別權(quán)重分別為0.1,0.2,0.2,0.4,0.1。

河流水生態(tài)健康指數(shù)按照計算公式為

(2)

式(2)中:WEHI為水生態(tài)健康指數(shù);Wi為第i個評價河段的長度,km;Rs為評價河段數(shù)量,個。

2) 分級標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)河流水生態(tài)健康指數(shù),河流健康評價分級標(biāo)準(zhǔn)分為優(yōu)、良、中、較差和差共5級,分別用藍(lán)、綠、黃、橙和紅進(jìn)行顏色表征。河流水生態(tài)健康評價分級根據(jù)表2評定。

表2 水生態(tài)健康評價分級標(biāo)準(zhǔn)

2 長水塘指標(biāo)分析

2.1 長水塘概況

長水塘河道位于浙江省嘉興市,流經(jīng)南湖區(qū)、秀洲區(qū)、海寧縣。評價范圍包括南湖區(qū)和秀洲區(qū)段,起點(diǎn)是西南湖南端,終點(diǎn)是王店鎮(zhèn)和海寧交界處(嘉興二縣漁壩),長約20 km。其主要功能為防洪、排澇、航道、生態(tài)環(huán)境等。自全面開展“河長制”治水工作以來,在各部門共同努力下,長水塘的水環(huán)境治理工作取得了一定成效,河道水質(zhì)有所好轉(zhuǎn),水環(huán)境質(zhì)量有所提高。但仍存在相關(guān)問題:1) 水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果依然不穩(wěn)定。長水塘水質(zhì)較前幾年相比,有很大程度改善,水質(zhì)類別一般都是Ⅲ類水,但部分時段、地段水質(zhì)仍達(dá)不到Ⅲ類水,穩(wěn)定性還需進(jìn)一步加強(qiáng)。2) 污染源仍需整治。長水塘沿河兩岸以耕地為主,農(nóng)業(yè)面源污染面廣量大,特別是在水稻施肥期,化肥大量使用等造成營養(yǎng)元素隨地表徑流進(jìn)入河道,容易引起河道水體氮磷指標(biāo)的超標(biāo)。沿河村莊生活污水雖然已有部分采用納管、終端或散戶模式進(jìn)行治理,但仍存在著處理設(shè)施不正常運(yùn)行等問題。3) 岸線管理與保護(hù)仍需加強(qiáng)。長水塘岸線仍需加強(qiáng)管理和保護(hù),尤其是水域岸線需要進(jìn)一步節(jié)約利用。

2.2 指標(biāo)分析

2.2.1 水 文

長水塘位于平原河網(wǎng)區(qū),河道附近有國家基本監(jiān)測站(嘉興站、硤石站)且與本河道連通性較好。生態(tài)水位滿足程度評價采用嘉興站、硤石站水位,通過內(nèi)插法計算長水塘生態(tài)水位。2021年,嘉興站的最低水位為0.77 m,最高水位為2.41 m,最枯月在2021年1月,平均水位為0.86 m;硤石站的最低水位為0.82 m,最高水位為2.34 m,最枯月在2021年1月,平均水位為0.92 m。通過內(nèi)插計算可知,長水塘2021年逐日水位變化如圖1所示,平均生態(tài)水位為0.69 m,全年都能基本保持在生態(tài)水位,賦分為100分。

圖1 2021年長水塘逐日水位變化圖

2.2.2 水 質(zhì)

分析長水塘沿線4個水質(zhì)監(jiān)測站(嘉興大橋、三環(huán)南路橋、螞蟥塘橋、二縣魚壩)2021年12月—2022年11月監(jiān)測數(shù)據(jù)。評價指標(biāo)為pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)CODMn、氨氮NH3-N、總磷TP。長水塘水質(zhì)月均值基本穩(wěn)定在Ⅲ—Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn),年均值為Ⅲ類,水質(zhì)情況見圖2。評價該段水體水質(zhì)一般,無異味,無水葫蘆、藍(lán)藻等規(guī)模性爆發(fā)情況,本年度未發(fā)生過重大環(huán)境污染事故,水質(zhì)評分為60分。

圖2 長水塘各常規(guī)檢測斷面水質(zhì)變化圖

2.2.3 形 態(tài)

長水塘河道沿線主要阻斷建筑物為長水塘南閘、長水塘樞紐,經(jīng)調(diào)查,長水塘樞紐開始運(yùn)行后,長水塘南閘停止運(yùn)行,常年處于開閘狀態(tài);長水塘樞紐包括水閘和泵房,考慮到長水塘為航道,西岸閘門基本處于長期開放狀態(tài)。長水塘連續(xù)性較好,對魚類洄游繁殖無影響,故不將長水塘南閘、長水塘樞紐統(tǒng)計在內(nèi)。河流縱向連通性指數(shù)賦分為100分。

長水塘岸線類型為自然岸線,人工植被護(hù)坡、漿砌石、混凝土等硬化材料護(hù)腳,漿砌石、混凝土等硬化材料護(hù)坡。岸線全長約45.18 km,岸線類型調(diào)查結(jié)果見表3。河流岸線生態(tài)性指數(shù)賦分為72.3分。

表3 岸線類型調(diào)查結(jié)果

對長水塘生態(tài)緩沖帶進(jìn)行劃分,并通過水域調(diào)查成果+遙感影像解析+現(xiàn)場復(fù)核,確定植被覆蓋率。長水塘生態(tài)緩沖帶平均寬度76.5 m,平均綠化率60.9%,生態(tài)緩沖帶指數(shù)賦分為54.0分。各緩沖帶寬度及得分見圖3。

圖3 長水塘緩沖帶沿程變化圖

2.2.4 生 物

通過網(wǎng)捕結(jié)合調(diào)查訪問,長水塘共統(tǒng)計到土著魚類5目7科25種,其中鯉形目鯉科18種、鰍科1種,鲇形目鲿科2種,鱸形目蝦虎魚科1種、鱧科1種,鯡形目鳀科1種,合鰓目合鰓魚科1種。長水塘無土著魚類調(diào)查的相關(guān)歷史記錄,考慮水系連通和區(qū)域位置相近,選取杭州長水塘至桐鄉(xiāng)段的歷史調(diào)查記錄(28種)作為參照。長水塘魚類保有指數(shù)為89.3%,得85.7分。長水塘6個水生態(tài)監(jiān)測點(diǎn)位共采集鑒定到大型底棲無脊椎動物3門20種,其中環(huán)節(jié)動物4種,軟體動物8種,節(jié)肢動物8種。參照點(diǎn)采集鑒定到大型底棲無脊椎動物10種,監(jiān)測點(diǎn)共采集鑒定到大型底棲無脊椎動物18種。大型底棲無脊椎動物群落組成指標(biāo),賦分60分。長水塘6個監(jiān)測點(diǎn)位共計檢測出硅藻34種,各監(jiān)測點(diǎn)位相對豐度最高的物種分別為平片針桿藻(Synedratabulata)、細(xì)端菱形藻(Nitzschiadissipata)、放射舟形藻(Navicularadiosa)、隱頭舟形藻(Naviculacryptocephala)、溪生曲絲藻(Achnanthidiumrivulare)、微小異極藻(Gomphonemaminutum),相對豐度為18.24%～34.95%。富營養(yǎng)化硅藻指數(shù)平均值為52.13,得57.2分。

2.2.5 社會服務(wù)

長水塘評價河段涉及長水塘嘉興飲用水源區(qū)(“杭嘉湖95”)和長水塘嘉興工業(yè)用水區(qū)(“杭嘉湖96”),目標(biāo)水質(zhì)均為Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)長水塘評價河段沿線4個水質(zhì)監(jiān)測站(嘉興大橋、三環(huán)南路橋、螞蟥塘橋、二縣魚壩)2021年12月—2022年11月監(jiān)測數(shù)據(jù),計算各評價指標(biāo)濃度算術(shù)平均值,對標(biāo)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),有7個月滿足Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),5個月水質(zhì)為Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn),水功能區(qū)水環(huán)境功能區(qū)達(dá)標(biāo)率為58.3%,賦分為58.3分。

通過問卷調(diào)查,共計收到調(diào)查問卷120份,其中本地居民占比31.67%,沿河居民占比35.00%,旅游休閑人群占比33.33%。此外,在長水塘沿線居民和往來人員進(jìn)行了問卷調(diào)查,共計回收問卷85份。計算每份有效調(diào)查表的得分情況,最后取所有調(diào)查表賦分平均值。通過計算得出公眾滿意度賦分為86.60分。

3 綜合評估分析

本次評價共計10項指標(biāo),其中有4項指標(biāo)健康等級處于優(yōu),分別為基本生態(tài)水位滿足程度(100.00分)、河流縱向連通性指數(shù)(100.00分)、魚類保有指數(shù)(85.70分)和公眾滿意度(86.13分);3項指標(biāo)健康等級處于良,分別為水質(zhì)(60.00分)、岸線生態(tài)性指數(shù)(72.30分)和大型底棲無脊椎動物群落組成(60.00分);3項指標(biāo)健康等級處于中,生態(tài)緩沖帶指數(shù)(54.00分)、富營養(yǎng)化硅藻指數(shù)(57.20分)和水功能區(qū)水環(huán)境功能區(qū)達(dá)標(biāo)率(58.30分)(圖4)。

圖4 長水塘指標(biāo)層賦分圖

通過對長水塘的水文、水質(zhì)、形態(tài)、生物、社會服務(wù)5個方面各項指標(biāo)的綜合分析,水質(zhì)指標(biāo)相對薄弱,形態(tài)、生物指標(biāo)一般,水文指標(biāo)和社會服務(wù)指標(biāo)優(yōu)秀。長水塘綜合賦分為72.6分,健康等級為良。長水塘水生態(tài)健康評價具體賦分見表4。

表4 長水塘水生態(tài)健康評價賦分

4 討論與建議

1) 盡管長水塘各項水質(zhì)監(jiān)測考核指標(biāo)基本能達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn),但據(jù)沿線水質(zhì)監(jiān)測站數(shù)據(jù),個別月份水質(zhì)為Ⅳ—Ⅴ類,整體水質(zhì)還不穩(wěn)定。其主要原因如下:農(nóng)業(yè)面源、生活源、沿岸支流等水質(zhì)污染仍然存在,尤其是每年5-9月,隨著農(nóng)業(yè)污染物數(shù)量的增加和氣溫的升高,水體溶解氧不足現(xiàn)象明顯,導(dǎo)致水質(zhì)處于Ⅳ類—Ⅴ類。建議通過水污染防治、水環(huán)境治理等相關(guān)措施,進(jìn)一步鞏固提升長水塘水生態(tài)環(huán)境。

2) 長水塘下游集鎮(zhèn)段以“硬質(zhì)化”形式的岸線類型為主,生態(tài)性較低,影響整體岸線生態(tài)指數(shù)得分。主要原因是長水塘為航道,承擔(dān)著區(qū)域的運(yùn)輸重任,尤其是下游段城鎮(zhèn)集中,為達(dá)到防洪防沖刷的標(biāo)準(zhǔn),長水塘下游段兩岸護(hù)腳材質(zhì)以漿砌石、混凝土等硬化材料為主。建議對沿線硬質(zhì)護(hù)岸進(jìn)行岸線生態(tài)改造,盡量摒棄“硬質(zhì)護(hù)砌”“草坡入水”,構(gòu)筑寬度足夠的淺水灣,水邊筑小臺地,適應(yīng)水位變化條件下的水土保持,增加綠量,方便管護(hù),對既有的硬質(zhì)結(jié)構(gòu)覆土種植,達(dá)到里剛外柔的效果。

3) 長水塘為航道,近年來隨著市區(qū)航道清淤提升工程的開展以及船舶的往來,在一定程度上影響了藻類、底棲生物等微生物的生長環(huán)境。本次生物調(diào)查顯示,長水塘水生生物多樣性一般。建議建立河道清淤輪疏長效機(jī)制,實(shí)現(xiàn)河道淤疏動態(tài)平衡。清淤結(jié)束后,適當(dāng)投放當(dāng)?shù)氐讞?、放流本土土著物種魚類,以快速恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)平衡,促進(jìn)水生態(tài)水環(huán)境修復(fù)。

4) 本次評價中,生物指標(biāo)得分較低,主要原因是調(diào)查周期短、次數(shù)少,且缺乏歷史調(diào)查數(shù)據(jù)。基于此,建議每年多季節(jié)、多點(diǎn)位開展生物調(diào)查,逐步形成長水塘生物數(shù)據(jù)庫;結(jié)合河流實(shí)際情況,從水文、水質(zhì)、形態(tài)、生物和社會服務(wù)5個方面各項指標(biāo)對長水塘逐年開展水生態(tài)健康評價,建立河流水生態(tài)健康評價長效機(jī)制,及時掌握影響河流水生態(tài)健康的主要誘因,為建設(shè)“美麗河流”提供充分依據(jù)。