梁子湖流域水环境功能区划及水质现状分析

顾自强 高飞 汪周园

(1.江西省上饶市环境保护监测站，334000；2.重庆市环境监测中心，401147；3.长江水利委员会汉江水文水资源勘测局，441022)

梁子湖流域水环境功能区划及水质现状分析

顾自强1高飞2汪周园3

(1.江西省上饶市环境保护监测站，334000；2.重庆市环境监测中心，401147；3.长江水利委员会汉江水文水资源勘测局，441022)

“水是生命之源，生产之本。”近几十年来，由于人类活动对自然界的影响越来越大，水环境的污染问题也越来越突出，其造成的危害和影响越来越受到人们的关注。水资源总量是有限的，因此合理的规划开发利用水资源显得尤为重要。本文针对梁子湖流域存在的水环境水质恶化的问题，依据其水环境功能区划，通过对水质现状的监测，利用透明度、DO、BOD、COD、NH3-N、TP六个指标作为梁子湖水质研究的主要水质指标，并对监测结果进行分析，依据其检测结果进行流域控制单元的划分，同时加强水质管理，从而达到优化梁子湖流域水环境区划功能的目的，并对做好水资源保护工作有着重要的现实指导意义。

水环境；功能区划；水质；梁子湖流域

前言

目前，随着水环境污染事件的频发，以及人们对环境质量要求的提高，越来越多的学者开始关注水环境问题。为了改变海河流域传统的污染源管理和水质管理相脱节的问题，将陆上污染源监督管理向水体质量管理延伸，按照流域——区域——污染源、水体和陆上、两个层次三个级别为工作主线，水陆并重，对水污染防治工作实行全面管理[1]。基于水环境功能区的相关知识，采用一维计算模型，来解决松花江流域的水资源季节分配不均的问题[2]。考虑到社会效益、经济效益和生态效益的平衡发展，王传胜等人以浙江省上虞市为例，提出了面向功能分区“红线”区域的划分原则以及类型[3]；基于中国厦门环境规划的成功实践，以东孚镇郊区环境的案例规划研究为例，提出

一个环境总体规划过程与生态功能区划的关键步骤[4]；针对水环境的研究，张海斌[5]提出了水环境容量分析方法，王资峰[6]展开了对水环境的管理体制研究，同时徐海峰[7]结合水环境功能区划与环境容量进行了深入的研究；面对水生态环境的恶化，黄艺[8]、邵利萍[9]、蔡佳亮[10]、唐涛[11]等人，首先结合实际情况阐述了水生态功能区存在的问题，并提出了解决的措施。总之，人们应该进行水的优化配置与管理资源，应该提高效益和水的利用效率，严格控制工业发展的高耗水、高污染，建设节水防污型社会。

1．梁子湖流域概况

1.1 自然概况

梁子湖区位于湖北省东南部，长江中游南岸。地跨东经114°32'、114°43'，北纬30°01'、30°16'。全区国土面积482.5平方公里，占湖北省总面积的0.29%，其中耕地面积1.15万公顷，林地面积7082公顷，水域面积1.27万公顷。梁子湖流域跨武汉、鄂州、黄石、咸宁四市，包括武汉市江夏区、鄂州市梁子湖区、黄石市大冶市、咸宁市咸安区，集水面积2085平方公里。梁子湖子湖众多：江夏区境内有牛山湖、山坡湖、张桥湖、大沟湖等20个；鄂州市境内有涂镇湖、月山湖、蔡家海、前海、南湖等18个，共同组成了梁子湖群。梁子湖全湖以中心梁子岛为界，沿湖有30多条支流、河港入汇。

梁子湖区，地处长江中游南岸，位于湖北省东南部，东与黄石市交界，南与咸宁市为邻，西与武汉市接壤，处于武汉、黄石、鄂州、咸宁四市之间，是我国重要的自然湿地保护区，是湖北省第二大淡水湖。梁子湖具有生物多样性、遗传多样性和物种稀有性等特点。湖内共有脊椎动物280余种，水生高等植物92种。梁子湖是团头鲂（武昌鱼）和湖北圆吻鲴的原产地和标本模式产地，被专家称为“化石型湖泊”、“鸟类乐园”、“武昌鱼故乡”和“物种基因库”等。

1.2 社会经济概况

梁子湖流域2011年流域内GDP为801.35亿元，具体如图1所示。第一、二、三产业分别占31%、43%、26%，农民人均纯收入4687元，低于全省平均水平。种植业、水产业、畜牧业为农业支柱产业。工业和服务业相对落后，全流域共有工业企业166家，企业规模较小，年产值500万元以上的企业仅36家。近年来旅游业发展较快，2008年梁子湖接待游客约120万人次，其中梁子岛接待约50万人次。梁子湖流域范围内现有人口73.7万人，其中城镇人口15.5万人，农业人口58.2万人，分别占总人口的21.9%、78.1%。根据排水入梁子湖流域范围的乡村比例计算，汇水范围约有65.6万人。梁子湖流域涉及的乡镇国土面积共2419.23平方公里，其中耕地有588.44平方公里，以水田居多。

2．梁子湖流域水环境功能区划

流域水生态系统结构和功能的保护是我国水环境保护将要追求的最终目标。但目前缺乏以流域为背景的流域水生态系统结构与功能的系统性和整体性研究，对流域水生态系统结构与功能变化的作用机理认识十分匮乏，也缺乏对流域水生态功能和水质保护目标的准确定位，难以建立起以流域水生态安全为核心的水环境管理支撑技术体系。要解决这一困扰水环境管理的难题，必须以水生态分区为基础，建立我国流域的水污染防治的综合管理技术体系。

我国目前实行的水功能区划与水环境区划是确定资源管理和污染防治的单元方法，而且只是针对水体进行划分，缺乏对自然要素和生态要素的深入考虑，没有体现出不同区域的水生态系统差异性，没有将水体生态功能与水质目标相联系，没有体现出水生态系统保护需求，不能实现陆域与水域的统一管理。作为现行的管理单元，水功能区和水环境功能区具有不可替代的作用，但如果仅仅开展水功能与水环境功能区划，还难以从根本上认识到水生态系统破坏的形成原因与机制，难以满足未来水管理的需求。特别是随着非点源污染控制的日益重要，在实施陆域与水域的统一管理方面，水功能区划与水环境功能区划更是显得力所不及。中国水管理正处在从资源管理、污染控制向生态管理的转变过程中，水资源的利用与保护都要考虑到水生态系统的基本要求，而水生态系统具有区域性和层次性，这就需要建立以水生态区划为基础的管理技术体系，才能保证我国水生态管理的成功实施。水生态分区能够揭示不同区域的水生态环境特征，为

识别所面临的环境问题、制定管理标准、实施不同的污染控制策略提供科学的依据。

因此，本研究以满足水生态功能分区的水质目标为条件，进行流域的水环境容量计算，确定流域允许排放水污染物总量。

针对平原河网区复杂的水系网络结构特征，首先依据流域产流、产污的特征，结合研究区域水功能区划，兼顾各级行政区的特点，将研究区域分为河道内和河道外两大部分。河道内主要包括主要骨干河流。河道外结合水资源分区、水功能区划、行政分区以及水系特征等，依据河网河段的划分将河道外区域划分成不同的控制单元。

控制单元具体划分原则如下：①考虑平原河网水系的特征和完整性；②考虑地表覆被和土地利用状况；③考虑特定地表单元特征；④综合污染源分布特点；⑤兼顾行政区划的完整性；⑥结合水功能区划及水功能区的管理要求。

控制单元划分的依据如下：①水功能区划；②水系分布；③土地利用现状；④主要污染源和排污口分布；⑤行政区划。

梁子湖流域分为3个生态功能区：一是梁子湖湖泊保护区，面积约233km2，分为牛山湖、西梁子湖、东梁子湖三个亚区；二是梁子湖环湖环境保护区，面积约1180 km2，分江夏环湖和鄂州环湖两个亚区；三是梁子湖上游集水区，面积约670 km2，分大冶和咸安两个亚区。

梁子湖湖泊保护区范围包括梁子湖水体（水域线为湖泊最高控制水位）和湖泊水域线为基线，向外延伸不少于30m的区域。湖泊保护区的主要生态功能依次为湖泊保护、城市备用水源保护、调蓄防洪、生态养殖。主要生态环境问题是水质超标、沼泽化，围栏围网养殖、旅游和房地产开发等带来的污染。

梁子湖环湖环境保护区以梁子湖为中心，沿湖岸向四周延伸10km左右，以周边主干公路（铁路）为界而划定的区域。包含江夏区梁子湖风景区管委会、流芳街、乌龙泉街道、藏龙岛办事处、五里界街道、湖泗镇、山坡乡、舒安乡；鄂州市东沟镇、沼山镇、梁子镇、太和镇（梁子湖区）、涂家垴镇。环湖环境保护区的主要生态功能是生态农业、生态旅游、入湖河港保护。主要生态环境问题是农业面源污染、畜禽和水产养殖污染、生活污水和垃圾污染、房地产开发及工业小区增加等导致的环境污染。

梁子湖上游集水区包含咸宁市咸安区大幕、高桥、双溪、横沟、贺胜等五个乡镇。集水区的生态功能为生态农业、水土保持、水源涵养。主要生态环境问题是工业污染物难以处理、农村面源污染比较严重、水土流失问题还没有得到根本控制。

梁子湖入湖河港共30多条，主要有高桥河、金牛港、朝英港等7条。参照《梁子湖生态环境保护规划（2010—2014）》中相关要求，并结合《湖北省地表水环境功能区类别》中的功能区划分方案，将梁子湖流域化为3个控制区、7个控制单元。依据总绩效目标，针对各个单元提出水质控制目标，详见表1所示：

为充分利用梁子湖水资源，根据梁子湖主要入湖河港，在高桥河（含金牛港和朝英港）、徐家港、张桥港、山坡港、宁港这几个主要入汇河港的入汇口上游1km，河口半圆形500m划分5个缓冲区，水质目标为Ⅲ类。

水质指标：COD、TN、TP、NH3-N及流域特征污染水质指标。

3．梁子湖流域水质现状评价

3.1 监测基础

1986—2004年，梁子湖省控常规监测点设有牛山湖大坝（位于梁子湖北端，监控牛山湖的点位，已被大坝分隔）、南北咀（监控西梁子湖心的点位）、湖心（监控东梁子湖心的点位）和节制闸（监控长港出湖口的点位）共4个。按枯、平、丰三水期每年监测6次。2005年至2009年在梁子湖鄂州水域增加了梁子岛（监控梁子岛水源的点位）、入湖口（监控高桥河入湖水质的点位）两个点位，按枯、平、丰三水期每年监测6次。监测项目为水温、电导率、pH、溶解氧（DO）、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、高锰酸盐指数、五日生化需氧量（BOD5）、挥发酚、石油类、重金属和细菌学等28项指标。另2003年始对叶绿素a和透明度每月监测1次。2009年10月开始，每季度对梁子湖6个常规监测样点的底栖动物、浮游动物、浮游植物情况进行了监测，并根据监测数据进行底栖动物群落结构的生物多样性评价及水质生物学评价，为全面掌握梁子湖水环境状况奠定基础。

3.2 监测结果

（1）整体水质状况

根据其监测结果，梁子湖水域水质经历了一个由差变好的过程，水质从Ⅲ、Ⅳ类变为Ⅱ类，梁子湖武汉水域湖泊水体由中营养型向贫营养型演变，基本维持Ⅱ类水质，水质趋势向好，并且有所稳定，表3给出了2001—2009年梁子湖水质类别及功能区达标情况。2009年和2010年对梁子湖6个位点的水质监测结果表明，2009年全湖均为Ⅱ类。2010年7月底，因受大汛影响，梁子湖水质出现波动，监测结果表明：梁子湖江夏水域水质总体状况为良，水质类别为Ⅲ类；由于梁子湖水位持续保持在超警戒水位，洪水将周围生活污染、农业面源污染、畜禽粪便等冲入梁子湖，梁子湖鄂州水域中水质总体状况为轻度污染，水质类别为Ⅳ类。大水过后，随着水位下降，通过水体自净能力作用，水质逐渐好转，11月份监测结果显示，梁子湖水质稳定，全湖大部分区域水质维持Ⅱ类，营养状态总体呈中营养型。从2010年起，对梁子湖的水质监测增加了水生生物多样性评价，数据显示，2010全年梁子湖水质生物学评价均为良好，生物多样性指数正常。而2011年对梁子湖进行水体污染和富营养化分级指标进行遥感监测的结果表明，梁子湖为中营养型的湖泊，水质无污染。

1986年—2008年梁子湖江夏水域总体水质以Ⅱ类为主，南北嘴等局部水域水质为Ⅲ类，超标因子为总磷、总氮；鄂州水域总体水质以Ⅲ类为主，2001—2003年间总体水质一度降为Ⅳ类，梁子岛周边、长港入湖处、磨刀矶等局部水域水质为Ⅳ类，超标因子为总磷、总氮和高锰酸盐指数。2004—2008年水质全部达标，2001—2008年的水质功能区达标率为62.5%。2009—2010年梁子湖水质均达标。近年来，梁子湖水质进一步得到好转，江夏水域总体水质稳定在Ⅱ类，鄂州水域总体水质从Ⅲ类提升到Ⅱ类，局部水域污染程度持续减轻。全湖大部分区域水质维持Ⅱ类，营养状态总体呈中营养型。

（2）基本指标状况

本研究选择透明度、DO、BOD、COD、TN、NH3-N、TP七个指标作为梁子湖水质研究的主要水质指标，具体见表4：

梁子湖2001年—2009年全湖平均水质状况良好。透明度在2001年、2007年、2009年较低，DO逐年稳步上升，BOD、TN、NH3-N、TP变化不大，基本都在小

范围内波动，基本维持在Ⅰ～Ⅱ类之间。

4．结论

控制水环境污染的方法很多，对水环境质量的预测己成为开展环境规划管理、进行污染综合防治的一项重要措施。梁子湖是湖北省容水量最大的淡水湖之一，湖面面积位居全省第二。梁子湖水环境仍存在多方面隐忧，保护任务依然十分艰巨。

一是梁子湖水生态环境依然脆弱。因历史上建堤围湖、分割湖汉导致湖泊生态功能减弱，围网养殖挤占了自然生态空间，动物的多样性有所下降，天鹅、白鸳等国家重点保护鸟类数量有所减少。高桥河入湖口区域和梁子岛东岸区域等局部水域水质受气候条件和水文因素影响极易恶化，入湖支流对湖水的污染、长港倒灌对水质的影响不容忽视。梁子湖水体营养状态已从贫营养型进入中营养型，局部已接近富营养型。

二是生态环境历史问题尚未解决。流域内部分工业企业清洁生产水平较低，污染负荷较大。大量城镇生活污水和垃圾未经处理，直接排入附近河港，最终汇入梁子湖。农业面源污染尚未得到有效控制，农药和化肥随地表径流入湖，直接影响湖水水质。湖中筑坝、围网和沿湖围垦尚未按要求全部拆除，梁子湖生态原貌尚未恢复。

三是面临的环境压力持续增加。随着流域内工农业、旅游业快速发展和城镇化进程加快，以及湖泊资源的加剧开发，梁子湖流域面临点源污染与面源污染共存、生活污染和生产污染叠加、水质污染与生态退化交织的威胁。

[1] 陈立.海河流域水环境功能区与水功能区整编[D].黑龙江哈尔滨:东北林业大学硕士学位论文，2011.

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[10] 蔡佳亮，殷贺，黄艺.生态功能区划理论研究进展[J].生态学报2010，30（11） :3018-3027.

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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

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A

1674-6252（2014）05-0032-06

顾自强（1972—），男，江西广丰人，毕业于北京工业大学化学与环境工程系， 江西省上饶市环境保护监测站副站长，高级工程师，主要从事环境科学和环境监测工作；高飞，重庆市环境监测中心工程师；汪周园，长江水利委员会汉江水文水资源勘测局.