衡水湖湿地水环境现状及治理措施研究

崔希东，尹新明，尹俊岭

（河北省衡水水文水资源勘测局，河北衡水 053000）

1 衡水湖湿地概况

湿地是界于陆地和水体之间、水位接近或处于地表或有浅层积水的过渡性地带，是地球上重要的自然生态系统，也是生产力最高的生态系统之一。在地球上三大生态系统中，尽管湿地系统面积最小，但生物多样性丰富，其巨大的蓄水、防旱、降污、控蚀、造陆等功能为人类做出了难以估量的贡献。我国是世界上湿地类型较多的国家之一，保护维持湿地生物多样性和湿地资源的可持续利用，已成为我国在自然保护工作方面的一项伟大而艰巨的任务。

衡水湖旧称千顷洼，自1958年筑堤建闸蓄水后始称衡水湖。衡水湖位于衡水市境内，是一个同时拥有草甸、沼泽、滩涂、水域、林地等多种生态系统的天然湿地，在保护水生态环境，维护华北平原内陆淡水湿地生态系统的典型性、稀有性以及重要生态功能等方面具有非常重要的作用。

2 衡水湖湿地水资源现状

2.1 工程概况

衡水湖是衡水市唯一的一座大型平原水库，位于衡水市桃城区与冀州市之间的棱形区域内，总面积75 km2，一条中隔堤把它分为东、西两库区。东湖湖底高程相对较低，一般为18 m，设计水位21 m、相应库容1.23亿m3，最大水面面积42.5 km2；西湖湖底高程相对较高，一般为19 m，设计水位21 m、相应库容0.65亿m3，最大水面面积32.5 km2。湖周边地面由北向南渐高。

衡水湖原为缓洪滞沥洼地，1958年改称衡水湖，并开始兴建衡水湖蓄水工程。1978年开辟了冀码渠西线引水工程，1985年兴建了卫运河—千顷洼东线引水工程（以下简称卫千渠）。现状东库周边长31 km，人工筑围堤25.6 km，共有进水、退水建筑物5座、供水泵站2座[1]。

2.2 衡水湖来水情况分析

衡水湖来水主要有流域自产径流量、过境洪沥水、跨流域引水组成。通过对1974—2008年35年系列资料调节计算，衡水湖流域多年平均自产沥水452万m3，1973年自产沥水最多为3 756万m3，有8个年份自产沥水为0，这部分水主要入蓄小库，用于农业灌溉和生态用水。滏阳河、滏东排河、滏阳新河多年平均可引水量为3 300万m3，有6个年份能够完全满足衡水湖引水要求，有15个年份无水可引。卫运河多年平均可补水量为4 900万m3，引卫运河水后有16个年份能够完全满足衡水湖引水要求，15个年份卫运河不能完全满足衡水湖引水要求。只有1979、1999年两个年份可引黄壁庄水库弃水，多年平均可补水量为312万m3；有15个年份可以挤占黄壁庄水库农灌用水，并能够满足衡水湖引蓄水要求，多年平均挤占农灌用水量为1 358万m3。如果遇到农业特别缺水的情况，可考虑引黄河水或岳城水库水作为补充[2]。按适当保证率进行水文分析，衡水湖各类水源可引水量状况详见表1。

2.3 衡水湖水质分析

衡水湖水质受引水水源水质和当地污染源的影响。现状衡水湖通过东线卫千渠和西线冀码渠向湖内引水：卫千渠引蓄卫运河水和黄河水，冀码渠引蓄滏东排河水、滏阳新河深槽水、滏阳河水、黄壁庄水库水。

表1 各类水源可引水量分析成果

洼内、冀县两断面分别设在衡水湖周边大赵闸、南关闸附近，现根据2008年监测资料进行分析，发现污染最严重的时段为12月。主要污染物及最大超标倍数为硫化物（7.4倍）、总镉（2.8倍）、高锰酸盐指数（0.7倍），超标率分别为100%、100%、67%[3]。

湖内站主要污染物为高锰酸盐指数、总磷、硫化物。究其原因，除受衡水湖自身有机污染影响外，人为影响也较大。尤其近几年旅游开发力度加大，湖内站断面附近人为活动频繁，从而使水体水质受到影响。

冀县站主要污染物为总磷和硫化物，几个污染较重的月份均为总磷或硫化物严重超标，如12月份硫化物超标达7.4倍，致使水体为严重污染。冀县监测断面为南关闸闸下，而闸上即为工业及生活排放的污水，从实测资料可以看出，只要控制好南关闸上污水的侧渗和下泄，就可以有效地减轻断面附近水域的污染。

3 衡水湖湿地水质趋势分析

此次趋势分析分别运用综合污染指数法及季节性肯德尔检验法分析综合污染变化趋势及单项污染变化趋势。

3.1 综合污染变化趋势分析

洼内、冀县两断面为常设断面，资料系列较完整，此次选用两断面1991—2008年共18年资料系列进行分析。综合污染指数评价结果详见表2，变化趋势如图1所示。

表2 1991-2008年衡水湖综合污染指数评价结果统计

由图1可见，冀州站1992—1996年污染呈快速增长趋势，年均增幅54.5%；1996年污染最为严重，污染指数达3.09；1997—2001年污染呈加重趋势，但幅度减缓，年均增幅19.2%；2001年后污染呈逐年减轻的趋势。洼内站多年来变化基本平缓，1991—1998年略有下降，年均降幅为4.4%；1999—2002年之后反呈上升趋势，年均增幅同样为5.8%；2003年以后逐年好转。分析原因，冀县站1996年以前主要受上游排污影响，污染较重；1997年控制排污，水质好转；1998年以后一方面受闸门上游污水侧渗影响，另一方面水体本身富营养程度加剧，致使水污染呈加重趋势。洼内站1998年以前一方面人为活动影响较小，另一方面受引黄影响水质有所好转；但1999年以后，大赵闸附近已逐渐发展成为旅游码头，人为活动频繁，致使水污染略呈加重趋势；2003年以后，管理部门采取了抛撒蟹苗等生物措施，水质有所好转。

3.2 单项污染变化趋势分析

结合衡水湖实际情况，1997年冀州市修建二环路时，为改善衡水湖水质状况，把原向大湖排放的所有排污口堵死，改道向冀码渠或小库排放。所以，此次肯德尔趋势分析资料系列选为1997—2008年，趋势检验项目选用高锰酸盐指数、氨氮、总磷、氯化物、硫酸盐5项。评价结果，见表3。

表3 衡水市地表水主要监测断面污染趋势

由以上分析可见，洼内站高锰酸盐指数上升趋势明显，应合理地开发利用水资源，遏止污染趋势的加剧。冀县站总磷下降趋势明显，充分体现了控制排污（尤其是冀州市生活污水）对改善水质的明显作用。

4 衡水湖治理规划

1994年11月国家引黄入冀工程建成通水，衡水市提出了“引黄入冀衡水湖配套工程”项目并开展项目建议及可行性研究工作，研究重点是把衡水湖功能由灌溉向为城市用水、电厂用水、工业用水等方面转化，并根据衡水市及衡水湖的水资源现状，提出了“清污分流、分引分蓄分供”的规划思想。1998年，随着衡水市引湖入衡工程的实施，在原研究的基础上，进一步完善“分别水质分引分蓄供”的规划原则，并提交了《衡水湖水源地改造项目初步设计报告》《海河流域水污染防治衡水市引卫农灌项目可行性研究报告》。

4.1 规划布局

衡水湖保护区系以调蓄水库类型的人工湿地生态系统为基础、以生物多样性保护为主要任务、以珍稀鸟类资源为特色的特殊类型的城郊型湿地自然保护区，是一片凝聚着悠久的自然与人文历史的华北平原代表性湿地，有着华北平原保存相对完好的内陆淡水湿地生态系统。根据生态保护的需要及周边地区人类活动对衡水湖湿地影响程度的不同，划定“特别保护圈”“综合示范圈”“战略协同圈”和“流域协作圈”4个圈。特别保护圈包括了保护区的核心区和缓冲区，综合示范圈包括了实验区和由保护区管理的示范区，战略协同圈包括了与保护区在空间上有着密切联系的衡水、冀州和枣强3个城市化地区，流域协作圈则包括了衡水湖所在流域的几个上下游主要城市。具体布局，如图2所示。

图2 衡水湖湿地圈层式战略布局

4.2 工程布置

衡水湖东库分为南库区和北库区。其中，北库区面积19.5 km2，总库容5 850万m3，专门用于供市区生活用水，从清凉江（河北引黄总干）油故闸至衡水湖王口闸开辟一条专用引黄线路，将黄河水引蓄于北库区，严格控制水质和保护水环境；南库区总面积23 km2，总库容6 600万m3，通过长5.11 km的截沟与电厂取水口和大赵闸游览区连为一体，用于向电厂和市区工业供水，通过冀码渠和新开辟的西线引水工程引蓄水质较好的滏东排河、滏阳新河、滏阳河来水以及黄壁庄水库弃水或应急调水，也可利用卫千渠和新开辟的引卫输水工程引蓄汛期卫运河水；衡水湖不再接纳卫运河和冀码渠非汛期来水，而是通过新开辟的输水工程，将其引蓄于江江河、西支流、索泸河、滏东排河等河系用于农灌；通过工程措施和适当调度，将枣强县污水导入索泸河，将冀州市的污水及冀码渠的污水导入滏东排河及滏阳新河深槽，水质允许时用于农灌。

5 衡水湖湿地保护对策

5.1 科学决策，合理引蓄

按照“清污分流、分引分蓄分供”的指导思想，优质引水入蓄东湖北库区，用于城市生活用水；水质次之入蓄东湖南库，用于衡丰电厂及市区工业用水；其余水量引蓄于周边及下游河渠，水质允许时用于农灌。引水思路是，第一是本流域自产沥水，第二是滏阳河、滏阳新河、滏东排河过境洪沥水，第三是卫运河汛期洪沥水，第四是黄壁庄弃水，第五是合理挤占黄壁庄水库农灌用水。在以上水源仍不能满足要求时，可以考虑引黄河水和从岳城水库应急调水。按照上述方案能够满足衡水湖引蓄供水要求，并能够尽量减少高价黄河水等水源的引水量，降低引水成本。

5.2 定期清除底泥

由于每年的沉积，目前湖内底泥中富含大量适宜植物生长的营养盐类物质，要定期清除底泥。清除部分底泥可有效地抑制植物生长，特别是藻类的过度生长。

5.3 收割水生植物

当湖内植物生长到一定的时间时应予以收割，使部分氮磷等营养物质退出水循环，从而降低水中的营养盐含量，达到抑制水生植物过度生长的目的。

5.4 发展高效无污染农业

在湖周边农田，合理施用氮肥磷肥，提高农作物根部吸收率，减少淋溶流失等；利用固氮肥料和大量种植豆科作物，适量使用氮化肥以减少入湖的氮磷数量，可以延缓水体富营养化的进程。

5.5 放养对植物消耗量较大的水生生物

目前，湖内已投放大量的草鱼等水生生物。在此基础上，可考虑在植物生长密集区放养对植物食量较大的大型水生生物，既可消耗大量的水生植物，又可起到旅游观光的目的。

5.6 进一步加大水质监测力度

由于条件所限，目前衡水湖的监测资料尚不能满足水质保护需要。建议进一步加大衡水湖的水环境监测力度，有条件时建立自动监测系统，全面掌控衡水湖水环境状况，在水质保护方面能够提供迅速、准确、详细的水环境资料，从而提高各级管理部门的快速反应能力，使衡水湖真正成为人类的天堂、鸟类的福址。

[1]车连常，王丽.衡水湖水资源可持续利用研究与实践[J].河北水利水电技术，2002（B12）：83-85.

[2]崔希东，尹俊岭.衡水湖来水、蓄水、退水能力及可调控性分析[J].海河水利，2008（3）：8-10.

[3]熊洋，张彦增，尹俊岭，等.衡水湖水环境质量分析[J].海河水利，2006（6）：9-11.