顧自強 高飛 汪周園

(1.江西省上饒市環(huán)境保護監(jiān)測站，334000；2.重慶市環(huán)境監(jiān)測中心，401147；3.長江水利委員會漢江水文水資源勘測局，441022)

梁子湖流域水環(huán)境功能區(qū)劃及水質(zhì)現(xiàn)狀分析

顧自強1高飛2汪周園3

(1.江西省上饒市環(huán)境保護監(jiān)測站，334000；2.重慶市環(huán)境監(jiān)測中心，401147；3.長江水利委員會漢江水文水資源勘測局，441022)

“水是生命之源，生產(chǎn)之本?！苯鼛资陙恚捎谌祟惢顒訉ψ匀唤绲挠绊懺絹碓酱?，水環(huán)境的污染問題也越來越突出，其造成的危害和影響越來越受到人們的關注。水資源總量是有限的，因此合理的規(guī)劃開發(fā)利用水資源顯得尤為重要。本文針對梁子湖流域存在的水環(huán)境水質(zhì)惡化的問題，依據(jù)其水環(huán)境功能區(qū)劃，通過對水質(zhì)現(xiàn)狀的監(jiān)測，利用透明度、DO、BOD、COD、NH3-N、TP六個指標作為梁子湖水質(zhì)研究的主要水質(zhì)指標，并對監(jiān)測結(jié)果進行分析，依據(jù)其檢測結(jié)果進行流域控制單元的劃分，同時加強水質(zhì)管理，從而達到優(yōu)化梁子湖流域水環(huán)境區(qū)劃功能的目的，并對做好水資源保護工作有著重要的現(xiàn)實指導意義。

水環(huán)境；功能區(qū)劃；水質(zhì)；梁子湖流域

前言

目前，隨著水環(huán)境污染事件的頻發(fā)，以及人們對環(huán)境質(zhì)量要求的提高，越來越多的學者開始關注水環(huán)境問題。為了改變海河流域傳統(tǒng)的污染源管理和水質(zhì)管理相脫節(jié)的問題，將陸上污染源監(jiān)督管理向水體質(zhì)量管理延伸，按照流域——區(qū)域——污染源、水體和陸上、兩個層次三個級別為工作主線，水陸并重，對水污染防治工作實行全面管理[1]?；谒h(huán)境功能區(qū)的相關知識，采用一維計算模型，來解決松花江流域的水資源季節(jié)分配不均的問題[2]?？紤]到社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的平衡發(fā)展，王傳勝等人以浙江省上虞市為例，提出了面向功能分區(qū)“紅線”區(qū)域的劃分原則以及類型[3]；基于中國廈門環(huán)境規(guī)劃的成功實踐，以東孚鎮(zhèn)郊區(qū)環(huán)境的案例規(guī)劃研究為例，提出

一個環(huán)境總體規(guī)劃過程與生態(tài)功能區(qū)劃的關鍵步驟[4]；針對水環(huán)境的研究，張海斌[5]提出了水環(huán)境容量分析方法，王資峰[6]展開了對水環(huán)境的管理體制研究，同時徐海峰[7]結(jié)合水環(huán)境功能區(qū)劃與環(huán)境容量進行了深入的研究；面對水生態(tài)環(huán)境的惡化，黃藝[8]、邵利萍[9]、蔡佳亮[10]、唐濤[11]等人，首先結(jié)合實際情況闡述了水生態(tài)功能區(qū)存在的問題，并提出了解決的措施。總之，人們應該進行水的優(yōu)化配置與管理資源，應該提高效益和水的利用效率，嚴格控制工業(yè)發(fā)展的高耗水、高污染，建設節(jié)水防污型社會。

1．梁子湖流域概況

1.1 自然概況

梁子湖區(qū)位于湖北省東南部，長江中游南岸。地跨東經(jīng)114°32'、114°43'，北緯30°01'、30°16'。全區(qū)國土面積482.5平方公里，占湖北省總面積的0.29%，其中耕地面積1.15萬公頃，林地面積7082公頃，水域面積1.27萬公頃。梁子湖流域跨武漢、鄂州、黃石、咸寧四市，包括武漢市江夏區(qū)、鄂州市梁子湖區(qū)、黃石市大冶市、咸寧市咸安區(qū)，集水面積2085平方公里。梁子湖子湖眾多：江夏區(qū)境內(nèi)有牛山湖、山坡湖、張橋湖、大溝湖等20個；鄂州市境內(nèi)有涂鎮(zhèn)湖、月山湖、蔡家海、前海、南湖等18個，共同組成了梁子湖群。梁子湖全湖以中心梁子島為界，沿湖有30多條支流、河港入?yún)R。

梁子湖區(qū)，地處長江中游南岸，位于湖北省東南部，東與黃石市交界，南與咸寧市為鄰，西與武漢市接壤，處于武漢、黃石、鄂州、咸寧四市之間，是我國重要的自然濕地保護區(qū)，是湖北省第二大淡水湖。梁子湖具有生物多樣性、遺傳多樣性和物種稀有性等特點。湖內(nèi)共有脊椎動物280余種，水生高等植物92種。梁子湖是團頭魴（武昌魚）和湖北圓吻鲴的原產(chǎn)地和標本模式產(chǎn)地，被專家稱為“化石型湖泊”、“鳥類樂園”、“武昌魚故鄉(xiāng)”和“物種基因庫”等。

1.2 社會經(jīng)濟概況

梁子湖流域2011年流域內(nèi)GDP為801.35億元，具體如圖1所示。第一、二、三產(chǎn)業(yè)分別占31%、43%、26%，農(nóng)民人均純收入4687元，低于全省平均水平。種植業(yè)、水產(chǎn)業(yè)、畜牧業(yè)為農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)。工業(yè)和服務業(yè)相對落后，全流域共有工業(yè)企業(yè)166家，企業(yè)規(guī)模較小，年產(chǎn)值500萬元以上的企業(yè)僅36家。近年來旅游業(yè)發(fā)展較快，2008年梁子湖接待游客約120萬人次，其中梁子島接待約50萬人次。梁子湖流域范圍內(nèi)現(xiàn)有人口73.7萬人，其中城鎮(zhèn)人口15.5萬人，農(nóng)業(yè)人口58.2萬人，分別占總?cè)丝诘?1.9%、78.1%。根據(jù)排水入梁子湖流域范圍的鄉(xiāng)村比例計算，匯水范圍約有65.6萬人。梁子湖流域涉及的鄉(xiāng)鎮(zhèn)國土面積共2419.23平方公里，其中耕地有588.44平方公里，以水田居多。

2．梁子湖流域水環(huán)境功能區(qū)劃

流域水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的保護是我國水環(huán)境保護將要追求的最終目標。但目前缺乏以流域為背景的流域水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的系統(tǒng)性和整體性研究，對流域水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能變化的作用機理認識十分匱乏，也缺乏對流域水生態(tài)功能和水質(zhì)保護目標的準確定位，難以建立起以流域水生態(tài)安全為核心的水環(huán)境管理支撐技術體系。要解決這一困擾水環(huán)境管理的難題，必須以水生態(tài)分區(qū)為基礎，建立我國流域的水污染防治的綜合管理技術體系。

我國目前實行的水功能區(qū)劃與水環(huán)境區(qū)劃是確定資源管理和污染防治的單元方法，而且只是針對水體進行劃分，缺乏對自然要素和生態(tài)要素的深入考慮，沒有體現(xiàn)出不同區(qū)域的水生態(tài)系統(tǒng)差異性，沒有將水體生態(tài)功能與水質(zhì)目標相聯(lián)系，沒有體現(xiàn)出水生態(tài)系統(tǒng)保護需求，不能實現(xiàn)陸域與水域的統(tǒng)一管理。作為現(xiàn)行的管理單元，水功能區(qū)和水環(huán)境功能區(qū)具有不可替代的作用，但如果僅僅開展水功能與水環(huán)境功能區(qū)劃，還難以從根本上認識到水生態(tài)系統(tǒng)破壞的形成原因與機制，難以滿足未來水管理的需求。特別是隨著非點源污染控制的日益重要，在實施陸域與水域的統(tǒng)一管理方面，水功能區(qū)劃與水環(huán)境功能區(qū)劃更是顯得力所不及。中國水管理正處在從資源管理、污染控制向生態(tài)管理的轉(zhuǎn)變過程中，水資源的利用與保護都要考慮到水生態(tài)系統(tǒng)的基本要求，而水生態(tài)系統(tǒng)具有區(qū)域性和層次性，這就需要建立以水生態(tài)區(qū)劃為基礎的管理技術體系，才能保證我國水生態(tài)管理的成功實施。水生態(tài)分區(qū)能夠揭示不同區(qū)域的水生態(tài)環(huán)境特征，為

識別所面臨的環(huán)境問題、制定管理標準、實施不同的污染控制策略提供科學的依據(jù)。

因此，本研究以滿足水生態(tài)功能分區(qū)的水質(zhì)目標為條件，進行流域的水環(huán)境容量計算，確定流域允許排放水污染物總量。

針對平原河網(wǎng)區(qū)復雜的水系網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)特征，首先依據(jù)流域產(chǎn)流、產(chǎn)污的特征，結(jié)合研究區(qū)域水功能區(qū)劃，兼顧各級行政區(qū)的特點，將研究區(qū)域分為河道內(nèi)和河道外兩大部分。河道內(nèi)主要包括主要骨干河流。河道外結(jié)合水資源分區(qū)、水功能區(qū)劃、行政分區(qū)以及水系特征等，依據(jù)河網(wǎng)河段的劃分將河道外區(qū)域劃分成不同的控制單元。

控制單元具體劃分原則如下：①考慮平原河網(wǎng)水系的特征和完整性；②考慮地表覆被和土地利用狀況；③考慮特定地表單元特征；④綜合污染源分布特點；⑤兼顧行政區(qū)劃的完整性；⑥結(jié)合水功能區(qū)劃及水功能區(qū)的管理要求。

控制單元劃分的依據(jù)如下：①水功能區(qū)劃；②水系分布；③土地利用現(xiàn)狀；④主要污染源和排污口分布；⑤行政區(qū)劃。

梁子湖流域分為3個生態(tài)功能區(qū)：一是梁子湖湖泊保護區(qū)，面積約233km2，分為牛山湖、西梁子湖、東梁子湖三個亞區(qū)；二是梁子湖環(huán)湖環(huán)境保護區(qū)，面積約1180 km2，分江夏環(huán)湖和鄂州環(huán)湖兩個亞區(qū)；三是梁子湖上游集水區(qū)，面積約670 km2，分大冶和咸安兩個亞區(qū)。

梁子湖湖泊保護區(qū)范圍包括梁子湖水體（水域線為湖泊最高控制水位）和湖泊水域線為基線，向外延伸不少于30m的區(qū)域。湖泊保護區(qū)的主要生態(tài)功能依次為湖泊保護、城市備用水源保護、調(diào)蓄防洪、生態(tài)養(yǎng)殖。主要生態(tài)環(huán)境問題是水質(zhì)超標、沼澤化，圍欄圍網(wǎng)養(yǎng)殖、旅游和房地產(chǎn)開發(fā)等帶來的污染。

梁子湖環(huán)湖環(huán)境保護區(qū)以梁子湖為中心，沿湖岸向四周延伸10km左右，以周邊主干公路（鐵路）為界而劃定的區(qū)域。包含江夏區(qū)梁子湖風景區(qū)管委會、流芳街、烏龍泉街道、藏龍島辦事處、五里界街道、湖泗鎮(zhèn)、山坡鄉(xiāng)、舒安鄉(xiāng)；鄂州市東溝鎮(zhèn)、沼山鎮(zhèn)、梁子鎮(zhèn)、太和鎮(zhèn)（梁子湖區(qū)）、涂家垴鎮(zhèn)。環(huán)湖環(huán)境保護區(qū)的主要生態(tài)功能是生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)旅游、入湖河港保護。主要生態(tài)環(huán)境問題是農(nóng)業(yè)面源污染、畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖污染、生活污水和垃圾污染、房地產(chǎn)開發(fā)及工業(yè)小區(qū)增加等導致的環(huán)境污染。

梁子湖上游集水區(qū)包含咸寧市咸安區(qū)大幕、高橋、雙溪、橫溝、賀勝等五個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。集水區(qū)的生態(tài)功能為生態(tài)農(nóng)業(yè)、水土保持、水源涵養(yǎng)。主要生態(tài)環(huán)境問題是工業(yè)污染物難以處理、農(nóng)村面源污染比較嚴重、水土流失問題還沒有得到根本控制。

梁子湖入湖河港共30多條，主要有高橋河、金牛港、朝英港等7條。參照《梁子湖生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃（2010—2014）》中相關要求，并結(jié)合《湖北省地表水環(huán)境功能區(qū)類別》中的功能區(qū)劃分方案，將梁子湖流域化為3個控制區(qū)、7個控制單元。依據(jù)總績效目標，針對各個單元提出水質(zhì)控制目標，詳見表1所示：

為充分利用梁子湖水資源，根據(jù)梁子湖主要入湖河港，在高橋河（含金牛港和朝英港）、徐家港、張橋港、山坡港、寧港這幾個主要入?yún)R河港的入?yún)R口上游1km，河口半圓形500m劃分5個緩沖區(qū)，水質(zhì)目標為Ⅲ類。

水質(zhì)指標：COD、TN、TP、NH3-N及流域特征污染水質(zhì)指標。

3．梁子湖流域水質(zhì)現(xiàn)狀評價

3.1 監(jiān)測基礎

1986—2004年，梁子湖省控常規(guī)監(jiān)測點設有牛山湖大壩（位于梁子湖北端，監(jiān)控牛山湖的點位，已被大壩分隔）、南北咀（監(jiān)控西梁子湖心的點位）、湖心（監(jiān)控東梁子湖心的點位）和節(jié)制閘（監(jiān)控長港出湖口的點位）共4個。按枯、平、豐三水期每年監(jiān)測6次。2005年至2009年在梁子湖鄂州水域增加了梁子島（監(jiān)控梁子島水源的點位）、入湖口（監(jiān)控高橋河入湖水質(zhì)的點位）兩個點位，按枯、平、豐三水期每年監(jiān)測6次。監(jiān)測項目為水溫、電導率、pH、溶解氧（DO）、總磷（TP）、總氮（TN）、氨氮（NH3-N）、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量（BOD5）、揮發(fā)酚、石油類、重金屬和細菌學等28項指標。另2003年始對葉綠素a和透明度每月監(jiān)測1次。2009年10月開始，每季度對梁子湖6個常規(guī)監(jiān)測樣點的底棲動物、浮游動物、浮游植物情況進行了監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行底棲動物群落結(jié)構(gòu)的生物多樣性評價及水質(zhì)生物學評價，為全面掌握梁子湖水環(huán)境狀況奠定基礎。

3.2 監(jiān)測結(jié)果

（1）整體水質(zhì)狀況

根據(jù)其監(jiān)測結(jié)果，梁子湖水域水質(zhì)經(jīng)歷了一個由差變好的過程，水質(zhì)從Ⅲ、Ⅳ類變?yōu)棰蝾?，梁子湖武漢水域湖泊水體由中營養(yǎng)型向貧營養(yǎng)型演變，基本維持Ⅱ類水質(zhì)，水質(zhì)趨勢向好，并且有所穩(wěn)定，表3給出了2001—2009年梁子湖水質(zhì)類別及功能區(qū)達標情況。2009年和2010年對梁子湖6個位點的水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明，2009年全湖均為Ⅱ類。2010年7月底，因受大汛影響，梁子湖水質(zhì)出現(xiàn)波動，監(jiān)測結(jié)果表明：梁子湖江夏水域水質(zhì)總體狀況為良，水質(zhì)類別為Ⅲ類；由于梁子湖水位持續(xù)保持在超警戒水位，洪水將周圍生活污染、農(nóng)業(yè)面源污染、畜禽糞便等沖入梁子湖，梁子湖鄂州水域中水質(zhì)總體狀況為輕度污染，水質(zhì)類別為Ⅳ類。大水過后，隨著水位下降，通過水體自凈能力作用，水質(zhì)逐漸好轉(zhuǎn)，11月份監(jiān)測結(jié)果顯示，梁子湖水質(zhì)穩(wěn)定，全湖大部分區(qū)域水質(zhì)維持Ⅱ類，營養(yǎng)狀態(tài)總體呈中營養(yǎng)型。從2010年起，對梁子湖的水質(zhì)監(jiān)測增加了水生生物多樣性評價，數(shù)據(jù)顯示，2010全年梁子湖水質(zhì)生物學評價均為良好，生物多樣性指數(shù)正常。而2011年對梁子湖進行水體污染和富營養(yǎng)化分級指標進行遙感監(jiān)測的結(jié)果表明，梁子湖為中營養(yǎng)型的湖泊，水質(zhì)無污染。

1986年—2008年梁子湖江夏水域總體水質(zhì)以Ⅱ類為主，南北嘴等局部水域水質(zhì)為Ⅲ類，超標因子為總磷、總氮；鄂州水域總體水質(zhì)以Ⅲ類為主，2001—2003年間總體水質(zhì)一度降為Ⅳ類，梁子島周邊、長港入湖處、磨刀磯等局部水域水質(zhì)為Ⅳ類，超標因子為總磷、總氮和高錳酸鹽指數(shù)。2004—2008年水質(zhì)全部達標，2001—2008年的水質(zhì)功能區(qū)達標率為62.5%。2009—2010年梁子湖水質(zhì)均達標。近年來，梁子湖水質(zhì)進一步得到好轉(zhuǎn)，江夏水域總體水質(zhì)穩(wěn)定在Ⅱ類，鄂州水域總體水質(zhì)從Ⅲ類提升到Ⅱ類，局部水域污染程度持續(xù)減輕。全湖大部分區(qū)域水質(zhì)維持Ⅱ類，營養(yǎng)狀態(tài)總體呈中營養(yǎng)型。

（2）基本指標狀況

本研究選擇透明度、DO、BOD、COD、TN、NH3-N、TP七個指標作為梁子湖水質(zhì)研究的主要水質(zhì)指標，具體見表4：

梁子湖2001年—2009年全湖平均水質(zhì)狀況良好。透明度在2001年、2007年、2009年較低，DO逐年穩(wěn)步上升，BOD、TN、NH3-N、TP變化不大，基本都在小

范圍內(nèi)波動，基本維持在Ⅰ～Ⅱ類之間。

4．結(jié)論

控制水環(huán)境污染的方法很多，對水環(huán)境質(zhì)量的預測己成為開展環(huán)境規(guī)劃管理、進行污染綜合防治的一項重要措施。梁子湖是湖北省容水量最大的淡水湖之一，湖面面積位居全省第二。梁子湖水環(huán)境仍存在多方面隱憂，保護任務依然十分艱巨。

一是梁子湖水生態(tài)環(huán)境依然脆弱。因歷史上建堤圍湖、分割湖漢導致湖泊生態(tài)功能減弱，圍網(wǎng)養(yǎng)殖擠占了自然生態(tài)空間，動物的多樣性有所下降，天鵝、白鴛等國家重點保護鳥類數(shù)量有所減少。高橋河入湖口區(qū)域和梁子島東岸區(qū)域等局部水域水質(zhì)受氣候條件和水文因素影響極易惡化，入湖支流對湖水的污染、長港倒灌對水質(zhì)的影響不容忽視。梁子湖水體營養(yǎng)狀態(tài)已從貧營養(yǎng)型進入中營養(yǎng)型，局部已接近富營養(yǎng)型。

二是生態(tài)環(huán)境歷史問題尚未解決。流域內(nèi)部分工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)水平較低，污染負荷較大。大量城鎮(zhèn)生活污水和垃圾未經(jīng)處理，直接排入附近河港，最終匯入梁子湖。農(nóng)業(yè)面源污染尚未得到有效控制，農(nóng)藥和化肥隨地表徑流入湖，直接影響湖水水質(zhì)。湖中筑壩、圍網(wǎng)和沿湖圍墾尚未按要求全部拆除，梁子湖生態(tài)原貌尚未恢復。

三是面臨的環(huán)境壓力持續(xù)增加。隨著流域內(nèi)工農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程加快，以及湖泊資源的加劇開發(fā)，梁子湖流域面臨點源污染與面源污染共存、生活污染和生產(chǎn)污染疊加、水質(zhì)污染與生態(tài)退化交織的威脅。

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Water Environmental Function Zoning and Water Quality Status Analysis in Liangzi Lake Basin

Gu Ziqiang Gao Fei Wang Zhouyuan
(1.Environmental protection monitoring station of Shangrao City, 334000; 2.Chongqing Environmental Monitoring Center, 401147; 3.Hanjiang Water Environment Monitoring Center,441022)

"Water is the source of life and the soul of production". In recent decades, due to the increasing infuence of human activities on natural world water environment pollution is getting worse, and its impacts have got more and more attention. Reasonable planning, development and utilization of water resources is particularly important along with its limitation. In this paper, aiming at the existed water quality deterioration in Liangzi lake watershed, according to the water environment functional zoning, six indicators of transparency, DO, BOD, COD, NH3- N and TP were mainly used for water quality status monitoring. The monitoring results were used to divide the basin control unit and strengthen quality management, then the optimization of Liangzi lake basin water environment function zoning can be achieved. The results of our research might present important practical guiding signifcance for water resources protection.

Water Environmen；Function Zoning；Water Quality；Liangzi Lake Basin

X24

A

1674-6252（2014）05-0032-06

顧自強（1972—），男，江西廣豐人，畢業(yè)于北京工業(yè)大學化學與環(huán)境工程系， 江西省上饒市環(huán)境保護監(jiān)測站副站長，高級工程師，主要從事環(huán)境科學和環(huán)境監(jiān)測工作；高飛，重慶市環(huán)境監(jiān)測中心工程師；汪周園，長江水利委員會漢江水文水資源勘測局.