洞庭湖水环境安全分析与调控措施研究

刘咏梅

（湖南水利水电职业技术学院 长沙市 410131）

洞庭湖水环境安全分析与调控措施研究

刘咏梅

（湖南水利水电职业技术学院 长沙市 410131）

结合洞庭湖环保局提供的多年连续的水质检测结果及结论，针对洞庭湖区水生态环境存在的主要问题及成因，从工程措施与非工程措施两方面探索洞庭湖区生态修复现状及湖区水环境保护过程中可能存在的难点重点提出了洞庭湖区的生态修复的对策，力求切实有效地恢复洞庭湖的生态环境。

洞庭湖 水生态 富营养化 生态修复 措施

洞庭湖是我国第二大淡水湖泊，位于湖南省北部，荆江河段南岸，其水环境质量状况对于我国中部地区生态环境建设以及实现“中部崛起”战略具有至关重要的作用。20世纪50年代洞庭湖本底水质尚好，洞庭湖水质多在Ⅱ类至Ⅲ类之间，基本处于清洁和轻度污染状态。但进入21世纪后，湖区多数水域已受到不同程度的污染，2003年洞庭湖的营养盐状态已经处于中-富营养化水平，2008年洞庭湖蓝藻爆发面积达到10 km，2009年洞庭湖全年水质类别为劣V类，富营养化比较严重，且水质呈不断恶化的态势。

1 洞庭湖各区域水质状况分析及结论

根据 《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002），对湖南省洞庭湖环境监测站提供2007~2012年洞庭湖的水质监测数据进行水质状况评价（如表1）。

参照 《湖、库营养化程度评价标准》对洞庭湖2007～2012年的监测数据进行分析可以得到，西洞庭湖区的营养指数在 35～55之间，达到中-富营养状态。西洞庭湖区水中的氮磷含量相对过高，已经达到了富营养化的潜在的风险，但因为现在西洞庭湖区独特的水沙状况，避免了富营养化的危机，所以表现不是十分显著，不至于发生水华。南洞庭湖区的营养指数在 42～57之间，达到中-富营养状态。湖区水体中的氮磷浓度较高。所以，氮、磷等营养盐超标导致水体富营养化的潜在危险不容忽视。东洞庭湖区的营养指数在 37～60之间，达到中-富营养状态。东洞庭湖区曾出现过大规模水华爆发现象，且统计资料显示，影响洞庭湖水质的主要污染指标为氮、磷元素，而且两项污染指标历年来一直维持在较高的浓度水平，且近年来呈现出上升趋势，成为东洞庭湖水质恶化的重要因子。

2 水污染成因分析

西洞庭湖水质污染的主要原因有两个方面：一是因为西洞庭湖主要入湖流域上游的各大工业城市工业污水的大量排放；二是入湖流域所经过的城镇的生活废水未经处理就汇入湖体。据调查，西洞庭湖周围工业废水年排放量近亿吨，且未经任何处理，湖区周围居民的生活废水的排放量也不容忽视，工业废水主要是造纸和化肥行业的排放量较大。

南洞庭湖水质污染主要是农业面源污染，南洞庭湖区域的地势平坦，土地肥沃，拥有大面积的农业种植和养殖区，大量农药化肥及畜禽粪便，不仅仅造成了流域内土壤污染严重，也间接地增加了湖区内各河流的氮、磷含量。在南洞庭湖区域内农业种植过程中化肥的使用巨大，同时畜禽养殖业具有量多、面广的特点，每年都有近万吨的畜禽粪便排出。所以，南洞庭湖的农业面源污染解决起来相对难度较大。

表1 洞庭湖各区域2012年水质评价与营养化程度统计表

东洞庭水质污染的主要因素是生活污染，东洞庭湖是洞庭湖湖系中最大的湖泊，著名的岳阳楼就坐落在湖边，所以东洞庭湖是著名的旅游胜地，是整个洞庭湖区人口最为稠密的地区。

大量的人口导致生活污染带来的麻烦也越发显著。来自居民厨房、厕所、洗衣机用水及生活垃圾所产生的生活污水最终都排入湖中。其中，城市生活污水直接排入河流湿地，污染严重，而农村生活污水随水漫流，经过多处湿地系统的降解后，污染相对较轻。据计算，每日流入洞庭湖的生活污水量数字庞大，相当于每日排入洞庭湖纯氮10余吨，纯磷1 t，构成了东洞庭湖的主要污染源。同时，东洞庭湖区还有造纸业和纺织业等相关工业污染产业,这些产污严重的企业只有少数的规模较大的工厂配备污水处理设备，其余工厂企业不具备污水处理能力，这也是东洞庭湖区污染的原因。

3 洞庭湖区富营养化的危害

湖泊水库在人类生产生活中起不可或缺的作用。它为城市生活提日常用水、水生动植物生存所必须的水和绿化美观所用的水及重要的水利防洪用水等，然而水体富营养化所带来的危害已经严重影响了我国众多湖泊水源的利用。湖泊富营养化的所带来的危害众多，主要归纳为以下几点：

（1）降低水体的透明度。

这次演出他老婆没像往常一样因担心他而相跟上来。老太太把一只蚊子打死在厨房窗户上，看着脏，就上灶台擦，结果下不来了，喊王爷，王爷在另一端屋子做木偶，太专心，没听到，老太太只好自己跳下来，就崴了脚。这些天被他大儿子在城里的楼房里照顾着。每天，王爷打电话过去问问情况。

高程度营养水平的水里生长着各种藻类，主要以蓝藻、绿藻为主。其中，有些藻类会大量的平铺在水面上，像绿色的床铺一样，这样导致水体的透明度降低了，高度富营养的地方的透明度只有零点几米，非常影响水体中的动植物的呼吸，导致水中生物的肆意繁殖，需要大量的氧气，最终导致水中缺氧，然后，水中的含氧量过多或者过少都会对水生动物有影响，影响水生生物的生命安全。

（2）长期堆积产生有毒气体。

高程度富营养的水体所产生的有机物质长时间的聚集在水底，在缺氧甚至厌氧的环境下产生的有毒的气体，和多数浮游生物所产生的生物所产生的毒素都会对水生动物的生长带来不同程度的影响。

（3）长期饮用诱发疾病。

高程度营养化所产生的一些藻类所排泄出类似有毒的东西，有毒有害的物质混入水中后,如果被牛马等饮入口中,会导致牛马等的肠胃道的各类病害。且高营养化的水中含有一定量的亚硝酸盐和硝酸盐，人类和动物若长期饮用这种含量超标的水，会引起中毒或者导致疾病等等。

（4）影响生态系统平衡性。

在一般条件下，水体中的多种多样动植物都应该处于均衡的态势。而且，如果水体被某种污染破坏了，出现高营养状态时，该种一般状况的生态平稳就被打破了，这其中某些种类的动植物将被取代，而另外一批动植物种类则飞速生长，这样的生物种类异常演替会导致水生动植物的稳定性和多样性遭到前所未有的破坏，使得生态系统失衡。

湖泊水体如果出现高度营养的状况，就会出现藻类大范围的肆意生长，水体的透明度明显降低，水质变差，臭味很浓，非常影响湖库的观光旅游业，间接地导致该湖区旅游价值的失去。而且富营养水域过多的浮游动植物的爆发，还容易使得水上通道拥堵，严重阻碍水运交通。

4 洞庭湖区水环境安全调控措施

4.1 水利工程措施

（1）三峡调度。2003年三峡水库全面蓄水以来，造成丰水期进入洞庭湖水量减少，枯水期清水下泄，冲刷荆江河道，进一步减少进入洞庭湖水量，造成洞庭湖区水量逐渐减少，纳污能力减弱，水环境状况不断恶化。三峡工程的建设与运行一定程度上改变了长江中下游江湖关系，进而对洞庭湖水环境产生显著影响。因此，需要通过三峡工程合理调度，配套相应管道泵站工程，增加枯水期入洞庭湖水量，增加敏感地区关键时段湖泊水环境容量减缓其对洞庭湖水环境质量的影响。

（2）松滋口建闸及三口河道清淤治理。建设松滋口闸控工程，通过江湖统一调度，保障枯水期三口及洞庭湖水系环境容量。多年来，三口洪道逐年淤积，分流分沙呈不断减少趋势，其中藕池口衰退较严重。因此，三口地区建闸结合泵站建设，将水质总体为III类水的长江水引入三口水系，可有效增加三口水系水环境容量，促进枯水季节三口河系地区水体交换，改善三口水系水质。

（3）四水流域大中型控制性枢纽工程的联合调度。湘、资、沅、澧四水流域已在或在建大中型水库众多，以往单一水库的调用水不足以改善进入洞庭湖流量与水体质量，加大四水进入洞庭湖水量，尤其保证在枯水期水量的增加，需要对四水各流域大中型水库进行联合调度，保证较好水环境质量的同时，加大进入洞庭湖的流量。

4.2 非工程措施

（1）提高城镇生活废水处理率，减少城镇生活废水污染。洞庭湖区城市化进程不断加速进行，城市生活废水污染负荷将进一步加重。通过新建、改建、扩建污水处理厂，建设污水收集管网，提升污水处理厂技术水平，提高区域生活废水处理率，减少点源污染直接入河。尤其对居民生活排污所包含的氮元素和磷元素则更需要加强控制。对排放设施和排水管网体系进行改造提高污水处理能力。

（2）加快农业产业化进程，削减养殖废弃物入河量。洞庭湖区农业发展存在经营分散、技术水平低、管理较为落后等特点，通过产业补贴、政府配套投入、培育专业市场等措施，加快本地区农业产业化进程，为产业升级和规模化经营提供有力支持和良好环境。建设多种专业的农业科技支撑体系，着力已有成熟农业科技的推广应用,重点改进养殖业饲料的配方和施用方式，从源头上削减养殖废弃物产生量。

（3）优化产业结构，推进清洁生产，强化源头控制和末端治理。洞庭湖区正处于快速工业化的进程，虽然目前工业污染负荷尚未超出本地区环境容量，但未来新增工业产值所伴随的污染负荷极可能造成严重的环境压力。因此，本地区工业化过程应在规划中贯彻环保理念，优化产业结构，改善空间布局，推动配套产业发展，注重规模效应，减少分散、无序发展造成的污染。工业化过程中应积极扶持、激励清洁生产工作，强化源头控制。

（4）逐步开展河道、湖体生态恢复工作。通过建设生态河道、生态驳岸、生态浮岛、河滨带植被恢复、湖滨带生态系统重建等工作，减少陆上面源污染入河、入湖量，同时不断改善水体自净能力，提高水体环境容量。

（5）减少水体内污染源。内污染是指湖内被污染的底层的泥土、湖泊水中的动物养殖、湖周边景观的生态旅游以及湖泊上的交通运输等。在控制内污染源方面，不同污染均有相应技术可以控制。对于带有污染物的底层泥土我们可以采取将污染物封闭到泥土里，禁止其释放到水体中，还可以采取疏浚的方法将被污染底泥移出水源地；对于较浅的水域，若其中是氮元素和磷元素过多的底泥，我们通常可以采取人工种植可吸收利用氮磷元素的沉水或者挺水植物，然后收割植物从而将营养盐从水中提取出来。湖泊水产养殖的污染物主要源于过多的投放饲料，水生生物吃不完，导致在水中残留，以及养殖水生动物所排泄的物质，针对这一问题，我们可以运用科学的立体养殖方法，设计相对合适的饲养稀疏度、合理地控制投放饵料的重量等。然而对于湖泊周边的旅游观光和水上交通运行所导致的污染应通过相关部门对游客数量和船只的数量合理控制，合理安排旅游路线等方法予以解决。

5 结语

本文应用洞庭湖区长系列的水文水质同步监测资料，以及野外考察资料，研究了洞庭湖水质变化的影响。主要结论如下：针对洞庭湖面临的严重水环境问题及产生的原因，从水利工程调度及非工程控源两个方面对改善洞庭湖水环境质量状况提出了综合调控策略。

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2015-12-06）

刘咏梅（1971-），女，硕士研究生，副教授，高级工程师，主要从事水利水电工程设计及专业教学工作。