黄俊材,陈文乐,刘 威
(1.广东省水文局 江门水文分局,广东 江门 529000;2.广州大学,广州 510006)
河流健康评价对河流管理、保护、生态修复以及对社会可持续发展具有重要意义[1-4]。水质、河滨带植被、鱼类、浮游动植物、底栖动物等[5-6]单一和综合以及生物类群[7]等常被用来评价河流生态系统健康。美国[8]、英国[9]、澳大利亚[10]、欧盟[11]等国家和地区形成了快速生物评价协议、河流生境调查、溪流生境指数等河流健康评价体系。
2010年我国开启河湖健康评价试点,2020年水利部发布《河湖健康评价技术导则》[12],以期从“盆”、“水”、生物、社会服务4个准则层对河湖健康进行评价,剖析河湖“病因”,辨识问题,恢复河流生态,维护流域健康。广东省河长办印发了河湖健康评价工作通知,编制了《广东省2021年河湖健康评价技术指引》,要求各级河湖长及主管部门履行河湖保护管理职责,维护河流健康生命。
本文选取江门恩平朗底水,从河流生态系统的自然、社会、经济属性,采用资料调查收集、实地监测和无人机航拍等手段,选取物理形态、水质、水文、水生生物和河岸带等多综合评价指标体系,从“盆”、“水”、生物、社会服务4个准则层对江门恩平朗底水进行评价,以期为其他河流健康评价提供参考和借鉴。
朗底水属山区性河流,位于潭江上游左岸,发源于天露山脉的五马巡朝岭,流域面积为148 km2,恩平市境内长16.46 km,自北向南流经大田镇,在大田中学附近汇入锦江主流。 在朗底水上游、中上游、中游、下游设置4个水质、生物、沉积物采样点,其中,水质和沉积物样地进行单独测定和评价。在采集过程中,发现无脊椎动物和鱼类样品种类稀少,将4个采样点样品进行混合,作为总的评价。
底栖无脊椎动物采集,涉水河段网径60目,采样长度10 m,用Surber网进行采集;不可涉水河段1/16 m2彼得森采泥器进行。每个样点取3个平行样品,混合放入样品瓶中,95%酒精固定,实验室挑拣。物种的鉴定和计数参照相关文献[13]。
鱼类样品挂网和地笼相结合采集,现场进行鉴定、称量和计数,不确定的种类,10%的甲醛固定,带回实验室后进一步鉴定分析。
底栖无脊椎动物、鱼类分别计算香农维纳指数(H′),Simpson指数(J),Shannon-Wiener指数1.86、Margalef指数。
依照国家有关标准取样,保存、送至有CMA认证的实验室,水质检测项目包括溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、铬(六价)、铅、氰化物、挥发酚。测定项目依照有关标准进行检测[14]。
利用无人机航拍与解译技术调查河岸带植被覆盖度指标、河岸带人工干扰程度、河流纵向连通性指数、入河排污口布局合理程度、水体整洁程度。无人机机型为大疆精灵4pro,搭载2 000万像素照相机,镜头:FOV 84°;8.8 mm/24 mm(35 mm格式等效);光圈f/2.8-f/11;快门速度1/2 000-1/8 000 s;卫星定位模块采用GPS/GLONASS双模。依照形状、尺度大小、阴影进行植被型组的划分,首先是要识别出植物的生活型乔木、灌木、草本。
依据《广东省2021年河湖健康评价技术指引》和《河湖健康评价指南(试行)》,选择4个准则层共7个必选指标和9个备选指标,共计16个评价指标,指标及权重见表1,河流健康最终得分采用各级加权相称和算术相加得到,并判断河流健康程度。
表1 朗底水健康评价指标选择及权重
无人机调查发现,朗底水评价范围有闸坝阻隔,上游500米左右属于河谷河岸,穿越城镇的约有2 km的河岸岸坡属于堤防河岸。其余河段均属于滩地河岸。堤防河岸岸坡倾角超过40°,甚至垂直。滩地河岸岸坡倾角小于15°,坡高度2 m左右。
朗底水上游河岸为建筑物墙体,可划分为岩土基质;中下游河岸均建有人工河堤,河堤内为黏土,也归纳为岩土基质。河岸近期内不会发生变形破坏,无水土流失现象。河岸50 m宽度范围内,土地利用状况见表2,左右岸覆盖度分别为70.66%和74.62%。
表2 朗底水两岸土地利用状况 m2
朗底水规划岸线6条,左岸2条,右岸4条,每条岸线含1条临水控制线和1条外缘边界线(见表3),部分岸线含堤顶控制线,临水控制线总长度为23.04 km,堤顶控制线总长度为0.6 km,外缘边界线总长度为23.20 km。航拍测定无堤防河段河槽宽度介于1~114 m,适宜的左、右岸河岸宽度一般均应大于河槽的0.4倍,由航拍图可见,朗底水河岸带宽度完全满足最低的0.4倍要求。护堤宽度最窄处2 m,最宽约9 m,满足河岸带宽度需大于等于护堤地宽度。
表3 朗底水岸线规划
朗底水干流共有入河排污口12个,全部为混合排污口,规范标志牌正在建设中。本次水质采样点,朗底水水质达到Ⅲ类。朗底水入河排污口不影响邻近水功能区水质达标。
2004年至2020年逐日的水位实测显示,日水位变化范围为-0.18~0.42 m,平均水位为98.00 m,月平均水位为98 m,变化范围-0.03~0.24 m。将2016—2021年日及月水位变化与2004—2020年水位的平均值进行对比,发现水位偏移不大。
检测的26项水质指标显示,朗底水较低的水质类别为上游溶解氧和氨氮为Ⅲ类;中上游溶解氧、氨氮和总磷类别为Ⅱ类;中游溶解氧、高猛酸盐指数、氨氮和总磷,水质类别为Ⅱ类;下游氨氮,其水质类别为Ⅲ类。用水中溶解氧浓度衡量水体自净能力,朗底水4个检测点位水体自净能力分别为 76.50、96.00、99.33和97.33。根据各采样点所代表的河段给与赋分权重得到朗底水的总得分为 92.29(见表4)。
表4 各评价断面水体自净能力赋分结果一览
朗底水沉积物检测结果见表5。总体来看,采样点的Pb污染较明显,与广东省乃至全国的金属背景值对比来看,Cu、As、Cr、Hg和Ni的污染倍数较低,而Zn和Cd的浓度值基本上是背景值的2倍,Pb的污染程度最严重,污染倍数为5倍。
表5 广东省与本研究沉积泥沙金属含量 mg/kg
调查发现,朗底水无脊椎动物中包括水生昆虫、环节动物、软体动物和甲壳动物10种,出现频率最高属为纤春蜓、蚬属、萝卜螺属和环棱螺属。香农维纳指数H′=1.32,Simpson指数J=1.15,Shannon-Wiener指数1.86、Margalef指数2.17,评价水质等级为较好,而Pielou指数的评价结果为水质良好。
鱼类调查共捕获5种,共计16尾(见表6),渔获中,齐氏罗非鱼占渔获物的12.5%,尼罗罗非鱼占56.25%。高体鳑鲏罗为小型鱼种,罗非鱼作为外来入侵物种,存在着在当地流域自我扩散的风险。
表6 朗底水捕获的鱼类物种组成、平均体长体重及占比
鱼类H′为1.28,污染指示等级为中度污染。R为1.44,污染指示等级为中度污染。J为0.79,污染指示等级为轻度污染。综合鱼类的生物多样性指数看,朗底水水体处于中度污染。
无人机航拍和解译成果显示,朗底水(新会段)城镇段防洪达标率较高(见表7),目前上游和下游部分河段尽管河堤建设不完善,但多处于上区和农田,允许洪水在农作物耐受时间内淹浸农田。农田占用了一定的水域岸线,不存在乱占、乱挖等现象。 没有发现大面积的水土流失。朗底水河道较小,水较浅,本身不具备通航能力,其建设目标是“水清岸绿、鱼翔浅底、水草丰美、白鹭成群”的城镇型生态廊道,碧道长为 0.65 m。
表7 朗底水防洪工程长度及内容 km
朗底水流域水量丰富,供水水量保证程度100%,现状取水户共3个(见表8),其中2个为地下水取水,1个为地表水取水,总取水量为234万m3。
表8 朗底水取水口及取水量 万m3
公众满意度调查采用网上电子问卷方式,回收问卷519份,剔除掉非朗底水沿线居民后,总共得到有效问卷313份,经过加权求得最终满意度得分为90.4(见表9)。
表9 朗底水公众满意度赋分情况
在每个独立的评价河段,按照河流的长度先进行权重赋分,得出河段的总分值(见表10),将各河段的分值按照指标层、准则层以及目标层逐层加权的方法。朗底水的河流健康总得分,为 76.97分。根据评定标准,为二类河流,处于健康状态。
表10 朗底水健康评价赋分情况
通过4个准则层赋分结果可知,“盆”、“社会服务功能”处于非常健康状态,“水”准则层处于亚健康准,“生物”准则层处于劣态。在评价指标中,得分高于80分的指标有防洪达标率、供水水量保证程度、岸线自然状况、违规开发利用水域岸线程度、水体自净能力等。生物准则层反映出朗底水生态状况严峻,需要加强生态系统的保护与恢复。
对于朗底水的保护,建议如下:朗底水流域划定了水功能区,纳污能力核定及限制排污方案工作正在进行,但限制排污方案需要进一步落实到位;水安全,朗底水防洪标准能够保障城市防洪治涝安全,对于乡镇和村庄人口密集防护区可根据实际情况对标准做适当调整;水污染,在重点入河排污口设置公示牌,清理非法或设置不合理的入河排污口。落实《恩平市畜禽养殖污染综合整治工作方案》,加强河道保洁避免造成二次污染;水域岸线,利用互联网、卫星遥感、GIS 技术、无人机船等先进信息技术与传统的人工巡河相结合,提高水域岸线的监管水平及效率。执法监管,建立健全联合执法机制,形成党委政府统一领导、分管部门认真负责、执法部门积极参与、有关部门主动配合齐抓共管的长效机制。
朗底水河流生态状况严峻,鱼类及底栖无脊椎动物多样性较低,难以维持功能和结构完整的水生态系统,要切实完成水资源保护、加强水污染防治、治理、水生态修复,清除河岸带不合理人类活动,确保河流的自然性与完整性,充分发挥生态功能,提高全民河流生态健康保护意识。