周奕帆,閻廣聚
(1.清華大學(xué)土木水利學(xué)院,北京100084;2.河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,石家莊050021)
白洋淀位于河北省中部平原,地處東經(jīng)115°38′~116°07′,北緯38°43′~39°02′之間,位于大清河流域的“九河下梢”,接納從南、西、北呈扇形分布的潴龍河、唐河、府河、漕河、孝義河、瀑河及白溝河引河等洪瀝水,形成華北平原最大的天然湖泊。
白洋淀水位9.1m時(shí),淀區(qū)東西長(zhǎng)39.5km,南北寬28.5km,面積366km2,其中,面積在6.67hm2以上的主要湖泊99個(gè)。
白洋淀區(qū)分屬保定市的安新、容城、雄縣、高陽和滄州的任丘市管轄。白洋淀北靠首都北京162km,東鄰天津155km,西距古城保定45km,西南距河北省會(huì)石家莊189km,交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá),地理位置優(yōu)越。
白洋淀歷史上是一個(gè)魚、葦、糧、航全面發(fā)展的湖泊經(jīng)濟(jì)區(qū),自然演化和人類活動(dòng)形成了其獨(dú)特功能。淀區(qū)以水體為主,水域遼闊、水質(zhì)良好,園田、葦?shù)亟诲e(cuò),不僅是魚蝦、蟹、貝類等水生動(dòng)物生長(zhǎng)繁殖的良好場(chǎng)所,也適宜蘆葦、蓮藕、菱角等水生植物生長(zhǎng),且也是野禽、家禽的天然水上憩息地,水產(chǎn)品歷來享有盛名,產(chǎn)量曾居全國大型湖泊產(chǎn)量首位。淀區(qū)河淀相連,溝壕縱橫,村莊、田園交錯(cuò),葦?shù)匦橇_棋布,一年四季景隨時(shí)移,別具特色,白洋淀自古以風(fēng)景秀麗聞名于世。
白洋淀是大清河系重要的水利樞紐,上匯九河,下通津門,承擔(dān)著緩洪、滯瀝和蓄水功能。淀區(qū)群眾“靠水吃水”,特殊的水陸域環(huán)境給他們提供了良好的生產(chǎn)生活條件。
20世紀(jì)70年代以來,隨著氣候因素、下墊面等客觀情況的變化,尤其流域上游修建水庫和工農(nóng)業(yè)用水量的激增,入淀徑流減少,干淀頻次明顯增加,1983~1987年連續(xù)5年干涸。使白洋淀水生生物資源遭到嚴(yán)重破壞、通航中斷、水域污染日益嚴(yán)重,給白洋淀生態(tài)環(huán)境和生產(chǎn)生活帶來嚴(yán)重后果。
白洋淀作為華北平原僅存的常年積水的較大淡水湖泊,不僅是大清河流域重要的大型緩洪滯瀝樞紐工程,而且屬河北省重點(diǎn)自然濕地保護(hù)區(qū),根據(jù)工程現(xiàn)狀、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求和資源與環(huán)境條件分析,認(rèn)為白洋淀對(duì)發(fā)揮流域防洪保安工程體系的作用,維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量具有不可替代的作用,1970年確立白洋淀功能的“十六字”方針,仍適用于現(xiàn)在和將來,應(yīng)采取有效措施,充分發(fā)揮其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)和功能。
白洋淀天然大型平原湖泊型濕地,堪稱“華北之腎”,在維護(hù)華北平原生態(tài)平衡、保持生物多樣性和珍稀物種資源起著重要的作用。
白洋淀年水面蒸發(fā)和滲漏量,對(duì)改善華北地區(qū)小氣候的溫濕狀況、緩解氣候干燥、涵養(yǎng)地下水源都有明顯作用。尤其在夏季南風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向時(shí),對(duì)首都北京氣溫、濕度調(diào)節(jié)及減少風(fēng)沙有著一定作用。
20世紀(jì)60~70年代,白洋淀流域現(xiàn)狀水資源格局發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的變化,不可能再恢復(fù)到當(dāng)時(shí)的境況,應(yīng)是豐枯有別,枯水時(shí)段,維持基本功能,豐水時(shí)段發(fā)揮最大綜合效益。根據(jù)既要維持魚蝦繁殖,又要比較適應(yīng)淀內(nèi)水生植物生長(zhǎng),同時(shí)還要滿足旅游和淀區(qū)居民生產(chǎn)生活基本要求,白洋淀最低水位不應(yīng)低于5.9m,平均水深1.0m,相應(yīng)水面面積122.5km2,相應(yīng)的淀區(qū)蓄水量1.295億m3。50%和75%條件下白洋淀需補(bǔ)充的水量分別為1.05,1.22億m3。
白洋淀歷來承擔(dān)著保衛(wèi)天津、津滬鐵路、華北油田和下游地區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)安全的任務(wù)。以棗林莊和新蓋房為主的水利樞紐工程建設(shè),使白洋淀成為具有綜合功能的水利基礎(chǔ)設(shè)施,有效地發(fā)揮著大清河的興利除害作用。1963年特大洪水,白洋淀及其周邊分滯洪區(qū)攔洪37.97億m3,比上游大中型水庫和下游攔蓄洪水總量還多8.23億m3,保證了天津市和津滬鐵路的安全度汛。目前白洋淀下游地區(qū)城市化建設(shè)進(jìn)程加快、經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng),城市規(guī)模不斷增大,人口密度不斷加大,京九鐵路、津保高速公路和華北油田等重要基礎(chǔ)設(shè)施,對(duì)白洋淀防洪功能提出更高要求。
白洋淀是華北地區(qū)淡水產(chǎn)品的傳統(tǒng)基地,是京津保廊地區(qū)的主要水產(chǎn)品供應(yīng)基地。白洋淀以其獨(dú)特的秀麗風(fēng)光、名特產(chǎn)品和傳統(tǒng)水鄉(xiāng)文化聞名于世,成為北京周邊的旅游勝地,發(fā)展旅游業(yè)有著巨大潛力。白洋淀地區(qū)生活著40余萬人,2/3以上居住在淀內(nèi)和淀邊。歷史上穩(wěn)定的水域環(huán)境和豐富的水生生物資源,造就了白洋淀地區(qū)的物質(zhì)文明和水鄉(xiāng)文化。白洋淀的興衰變遷,關(guān)系著淀區(qū)人民的生存和發(fā)展。
目前全國已建成眾多的污水人工濕地生態(tài)處理系統(tǒng),典型工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明,在濕地中的水生植物,包括挺水、浮水和沉水植物具有良好的吸收污染物質(zhì)、參與解毒功能。白洋淀具有廣闊的水域和種類繁多的水生動(dòng)植物,可有效發(fā)揮凈化水體作用,白洋淀還是華北油田等周邊工業(yè)和農(nóng)業(yè)灌溉的基本水源地,淀區(qū)周邊有近2.67萬hm2耕地,遇豐水年可適當(dāng)提供灌溉用水。
白洋淀面臨的濕地功能下降,生態(tài)系統(tǒng)脆弱、水生動(dòng)植物種類和數(shù)量減少,質(zhì)量下降,產(chǎn)量降低以及淀區(qū)及周邊居民正常生產(chǎn)生活受到較大影響等諸多問題,究其原因,主要制約因素為入淀水量銳減和水域污染嚴(yán)重。
2.4.1 水資源嚴(yán)重匱乏,入淀河流多數(shù)斷流
由于白洋淀流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,水資源開發(fā)利用程度加大。本次對(duì)白洋淀以上流域2000~2009年共10年的地表、地下水資源總量及實(shí)際地表、地下供水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,見表1。
表1 白洋淀流域水資源開發(fā)利用統(tǒng)計(jì) 單位:億m3
由表1可知,白洋淀以上流域近10年平均水資源總量23.57億m3,地表、地下實(shí)際平均供水量為39.23億m3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水資源總量,水資源開發(fā)率達(dá)到166%,開發(fā)利用程度十分驚人,白洋淀流域入淀水量已近枯竭。
20世紀(jì)60年代以來,白洋淀上游王快、橫山嶺、西大洋、龍門和安各莊等5座大型水庫和瀑河中型水庫的修建,基本攔截了上游來水,用于工農(nóng)業(yè)及生活用水,入淀流量逐年減少。由于入白洋淀河流眾多,無完整實(shí)測(cè)入淀資料,本次根據(jù)近30年淀區(qū)蓄變量反推入淀水量。白洋淀流域1956~2009年面平均降水統(tǒng)計(jì)見表2,反推的入淀水量見表3。
由表3可知,反推的30年入淀量中僅1988~1991年、1994~1996年和1998年共8年入淀水量超過1億m3,占總年數(shù)的27%;6年入淀量不足1億m3,占總年數(shù)20%;16年無入淀量,占總年數(shù)53%。如不采取人為措施引水補(bǔ)淀,白洋淀干涸趨勢(shì)難以避免。
表2 白洋淀流域歷年降水統(tǒng)計(jì) 單位:mm
表3 反推白洋淀年入淀總量成果 單位:萬m3
2.4.2 水域受到污染,水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重
在入淀河流中,除拒馬河水質(zhì)較好(基本可達(dá)Ⅲ類),其余河流主要接納流域內(nèi)工業(yè)和生活廢水,主要污染物除COD外,還有大量來自生活污染源的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),由于缺少天然水補(bǔ)給,一些河流正在變?yōu)榧{污河,喪失其生態(tài)功能,不僅嚴(yán)重影響沿岸人民生活,同時(shí)也成為白洋淀水質(zhì)污染及富營(yíng)養(yǎng)化的重要污染源。
引黃補(bǔ)淀前,淀區(qū)一直在干淀水位徘徊,淀區(qū)水質(zhì)呈惡化趨勢(shì),僅有10%的淀域可達(dá)Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn),其余多為Ⅴ類和劣Ⅴ類,主要污染物為COD、總磷、總氮,大部分淀域達(dá)富營(yíng)養(yǎng)化水平。自2006年實(shí)施引黃補(bǔ)淀以來,淀區(qū)水質(zhì)雖有了明顯改善,但由于受上游入淀河流納污和周邊及淀區(qū)生產(chǎn)生活廢污水影響,年內(nèi)水質(zhì)在補(bǔ)淀后較好,之后有逐漸變差的趨勢(shì),水污染問題沒有得到徹底解決。
從系統(tǒng)的觀點(diǎn)分析,白洋淀具有宏觀廣域生態(tài)功能和微觀水域生態(tài)功能。緩洪滯瀝宏觀廣域功能與流域其他防洪工程,構(gòu)成大清河流域較為完善的防洪保安體系;微觀水域則形成濕地生態(tài)系統(tǒng)。因此,維系白洋淀濕地生態(tài)系統(tǒng)健康生命,應(yīng)是在完善緩洪滯瀝工程的條件下,有合理水量和良好水質(zhì)保障系統(tǒng)。
由于入淀水量銳減,白洋淀逐步退化、萎縮,并數(shù)次出現(xiàn)干淀現(xiàn)象,生物資源遭到毀滅性破壞,珍貴生物種群幾近絕跡。白洋淀興衰存廢不僅直接影響到淀區(qū)人民的生產(chǎn)生活,而且影響到華北地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的平衡。
為維持白洋淀不干淀,自20世紀(jì)80年代至2006年有19年共22次,通過海河流域的王快水庫、安各莊水庫、西大洋水庫和岳城水庫,向白洋淀臨時(shí)進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水7.9億m3,這些措施對(duì)維持白洋淀生態(tài)濕地功能起到了重要作用。在本流域無水補(bǔ)淀,白洋淀又面臨干涸情況下,自2006年以來,又實(shí)施了跨流域調(diào)水工程。2006~2007年、2007 ~2008年、2009~2010年和2010~2011年連續(xù)4次應(yīng)急引黃濟(jì)淀,大大改善了白洋淀生態(tài)環(huán)境。白洋淀歷次補(bǔ)淀統(tǒng)計(jì)見表4。
自2006年以來,引黃補(bǔ)淀的實(shí)際證明,只有跨流域引黃河水補(bǔ)淀,才能滿足白洋淀最低生態(tài)環(huán)境的需水量要求。正在使用的位山引黃工程,在補(bǔ)淀過程中發(fā)揮了決定性作用,但由于工程規(guī)模小、不是專門通道,基本屬應(yīng)急性質(zhì)。目前正在開展前期工作的引黃入冀補(bǔ)淀工程實(shí)施后,才能夠較穩(wěn)定地提高白洋淀補(bǔ)水保證程度,較好地建立引黃補(bǔ)淀的長(zhǎng)效機(jī)制。形成本流域、海河南系和跨引黃調(diào)水等多水源補(bǔ)淀水量保障系統(tǒng)。
表4 白洋淀歷次補(bǔ)淀成果 單位:萬m3
白洋淀水域遭受污染的狀況,歷來受到各級(jí)政府和社會(huì)各界的關(guān)注。自1992年國務(wù)院環(huán)保委員會(huì)在保定市召開白洋淀污染治理現(xiàn)場(chǎng)辦公會(huì)以來,河北省、市、縣各級(jí)人民政府實(shí)施了大規(guī)模的污染治理工程。但是,由于白洋淀水量少、稀釋自凈能力差等原因,引岳、引黃補(bǔ)淀前,水質(zhì)未能得到有效改善。引岳、引黃補(bǔ)淀,好水水量增加后,水質(zhì)有了明顯改善,但二次污染現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。因此,白洋淀污染治理,應(yīng)堅(jiān)持可持續(xù)原則,采取工程和生物等綜合措施。
入淀河系上游有關(guān)市縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)、淀區(qū)群眾生產(chǎn)生活等活動(dòng),應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)環(huán)境保護(hù)的有關(guān)要求,確保達(dá)標(biāo)排放。尤其是保定市,應(yīng)盡快興建和擴(kuò)建二級(jí)生化污水處理廠,采取鼓勵(lì)政策,提高再生水利用率;推行發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn),嚴(yán)格按照“實(shí)行最有關(guān)水資源制度”納污紅線和劃定的水功能區(qū)要求,確定廢污水排放質(zhì)量。持續(xù)完善白洋淀防治水域污染工程體系和管理機(jī)制,使白洋淀水質(zhì)能夠滿足其綜合利用的要求,維系白洋淀濕地生態(tài)系統(tǒng)的健康生命。
[1]河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,水利部海河水利委員會(huì).白洋淀濕地生態(tài)補(bǔ)水與水資源配置系統(tǒng)研究技術(shù)報(bào)告[R].2005.
[2]河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.白洋淀水質(zhì)與水域功能分析預(yù)測(cè)研究報(bào)告[R].1995.
[3]河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.亞洲開發(fā)銀行貸款河北省保定市白洋淀流域生態(tài)系統(tǒng)綜合管理與環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目王快~西大洋水庫綜合管理工程可行性研究報(bào)告[R].2007.