程建忠

(甘肅省張掖水文水資源勘測局，甘肅 張掖 734000)

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濕地建設對區(qū)域水環(huán)境影響研究

程建忠

(甘肅省張掖水文水資源勘測局，甘肅 張掖 734000)

[摘要]通過對張掖城市濕地及附近區(qū)域1981-2013年共33a地下水位觀測資濕地排水河道山丹河15a的水質資料進行對比分析，得出張掖市城區(qū)在黑河調(diào)水以前、2000-2009年調(diào)水期間、2009-2013年城市濕地建設不同階段引起的城區(qū)地下水動態(tài)變化規(guī)律以及對濕地區(qū)域內(nèi)水環(huán)境的影響，進而為張掖市城市濕地進一步開發(fā)利用和水生態(tài)保護提供參考依據(jù)。

[關鍵詞]濕地；建設；水環(huán)境；影響；區(qū)域

1概況

張掖國家濕地公園位于張掖市甘州區(qū)城郊北部，是由河流、草本沼澤、溫帶草甸等天然濕地和人工湖溝渠、池塘等人工濕地為主體構成的復合濕地生態(tài)系統(tǒng)。濕地面積2.6萬畝，主體位于城區(qū)北郊，與城區(qū)毗鄰，是離城市最近的濕地公園。地理位置介于東經(jīng)100°06′～100°54′，北緯38°32′～39°24′。東至張火公路，北至蘭新鐵路、西至黑河東岸，南至城區(qū)北環(huán)路，地勢由南向北傾斜，自然落差20 m，區(qū)域內(nèi)農(nóng)田、沼澤鑲嵌分布。

張掖城市濕地地處黑河流域中游，西北第二大內(nèi)陸河黑河從張掖城市濕地旁邊流過，又是祁連山洪積扇平原的潛水集中溢出地帶。除了黑河河道補充水源外，地下水的溢出是濕地的主要水源。區(qū)域內(nèi)氣候干旱，降水稀少，多年平均降水量129 mm，多年平均蒸發(fā)量為2 047 mm，干旱指數(shù)高達15.9 mm；日照充足，晝夜溫差大，多年平均氣溫為7.8℃，歷年最高氣溫38.6℃，最低氣溫為-28.7℃；全年盛行西北風，屬于典型溫帶大陸性氣候。

2井網(wǎng)布設及資料來源

地下水資源的量和質總是隨時間而不停的變化著，其變化的速率，在天然狀態(tài)下一般具有明顯的周期性，或具有極為緩慢的趨勢性，在人為因素的影響下，其變化率可大大加強。這種迅速的變化，可能對地下水本身和環(huán)境帶來嚴重的后 果。因此，為掌握張掖市城區(qū)地下水動態(tài)變化和對水環(huán)境影響，從1981年開始， 由甘肅省張掖水文水資源勘測局陸續(xù)在張掖市甘州區(qū)境內(nèi)設立專用地下水監(jiān)測井，并對地下水進行水質監(jiān)測。地下水施測項目主要有：水位、 埋深、水質和水溫，基本監(jiān)測井每5天監(jiān)測一次，重點井安裝有自記水位記，按每天一次摘錄水位，地下水資料按《地下水監(jiān)測規(guī)范》的要求進行整編；水質監(jiān)測項目主要有：六價鉻、揮發(fā)酚、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、氟化物、砷等十多項，每月監(jiān)測1次，6項，按《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》整編水質資料。

3區(qū)域地下水動態(tài)分析

不同區(qū)域，不同時間，由于受冰雪融化、降水、洪水、灌溉回歸水等不同補給類型及開采強度大小等影響，地下水位變化也往往有所不同。為探求張掖市城區(qū)及濕地周邊地下水動態(tài)變化規(guī)律，選定濕地及周邊的南關、瓦窯、流泉、謝家灣、下秦、童家當鋪、下安7眼具有代表性的地下水觀測井水位資料進行統(tǒng)計分析，不同階段地下水位分析結果見表1，1981-2013年地下水位年變化過程如圖1所示。

從表1中可以看出，按每10 a階段性計算，上世紀80-90年代，除下安井外，其余所有觀測井水位都在下降，南關井最大，平均降幅為1.86 m，其余各井降幅在0.17～0.24 m之間；1991年至2000年，除謝家灣井基本持平之外，其它各井水位仍在繼續(xù)下降，其中南關井平均降幅最大，為0.79 m，下秦井為0.72 m，其它各井平均降幅在0.08～0.41 m之間。從2000年至2010年為地下水位抬升階段，其中南關井平均上升幅度最大，為2.22 m，下安為0.98 m，其它各井在0.25～0.44 m之間。

從圖1中也可以看出，從上世紀80年代至今，甘州區(qū)地下水位明顯經(jīng)過了從下降再到抬升的過程。其中2000至2001年除瓦窯井之外，其它各井水位下降幅度最大，是兩個特殊點據(jù)，原因為2000年到2001年是連續(xù)的偏估水年份，黑河來水量持續(xù)偏小，而灌區(qū)引水量并沒有相應縮減，農(nóng)業(yè)灌溉大量抽取地下水導致水位下降。

圖1　1981-2013年甘州區(qū)地下水位變化圖

時間南關謝家灣流泉童家當鋪瓦窯下安下秦1980年代1462.391440.371447.081433.641432.861454.081463.421990年代1460.531440.171446.851433.471432.671454.551463.242000年代1459.741440.211446.661433.251432.591454.141462.522010年代1461.961440.461446.931433.531433.031455.121462.67

上世紀80、90年代，大水漫灌式的傳統(tǒng)用水方式和張掖綠洲農(nóng)業(yè)的發(fā)展，用水量逐年增加，大量開采地下水，使地下水位下降，見圖1。由于水資源的大量利用，導致黑河下游生態(tài)用水減少，東、西居延海長期干涸，生態(tài)環(huán)境岌岌可危，地區(qū)和民族用水矛盾日益突出。從2000年開始，為保證黑河流域的水資源可持續(xù)發(fā)展及西部大開發(fā)戰(zhàn)略的順利實施，國家對黑河水量實施統(tǒng)一管理與調(diào)度，干流調(diào)水實行“全線閉口，集中下泄”的原則，黑河下泄水量明顯增多，河流側向補給量也相應增加，致使區(qū)域內(nèi)地下水水位逐年上升，這與圖2顯示完全吻合。

圖2　2002-2013年張掖市城區(qū)地下水位變化圖

2009年以后，在黑河調(diào)水的同時，對張掖市城市濕地進行了大規(guī)模建設：區(qū)域內(nèi)修建引水渠道補充了地表水，實施了修壩筑堤、退耕還草等措施，加之黑河側向流入量的補給，由圖2可以得出，城區(qū)地下水位上升更加明顯。城區(qū)上游的南關井水位抬升最大，至2013年升幅為3.66 m，下安為1.49 m，除下秦井基本持平外，其它各井抬升幅度均在0.36 m至0.57 m之間。由此看來，濕地建設對地下水動態(tài)變化影響顯著。

4 區(qū)域水環(huán)境變化

濕地被稱為“地球之腎”，能夠促進污水的循環(huán)再生，使污水中的污染物質以作物生產(chǎn)的形式再利用或直接去除。張掖城市濕地受地勢影響，接納了地表水給濕地的補充水量、上游灌溉回歸水量、地下水溢出量和城市污水排放量，城市污水排放量每年約為0.19億立方米，流經(jīng)張掖城區(qū)濕地，排入山丹河，最終流入黑河。

為掌握濕地區(qū)域水質變化情況，選取了1999-2013年山丹河的水質監(jiān)測資料，見表2(表中只顯示奇數(shù)年資料)。選用具有代表性的六價鉻、揮發(fā)酚、氨、氮、高錳酸鹽指數(shù)、氟化物、砷6項參數(shù)作為評價因子，采用單因子評價法[3]，依據(jù)《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)[4]的標準，對山丹河水質進行評價。

表2　山丹河多年水質監(jiān)測數(shù)據(jù)　mg/L

圖3　CODmn、NH3-N、Cr6+變化圖

圖4　As、氟化物、揮發(fā)酚變化圖

由圖3、圖4可以得出：從單項

污染物指數(shù)變化上看，1999年-2006年砷、氨氮、揮發(fā)酚、六價鉻、高錳酸鹽指數(shù)含量呈上升趨勢，砷從1999年-2005年含量呈上升趨勢。2000年以后，隨著黑河調(diào)水使得區(qū)域地下水量有所增加，理應改善水質狀況，可上游城區(qū)污水批量仍然較大，多個重污染企業(yè)沒有關停，致使水質嚴重。 2007 -2013年隨著重污染企業(yè)的逐步關停，加之濕地建設中地表水的引入，污染物指數(shù)，呈逐漸下降趨勢，水質狀況逐漸好轉，這說明濕地改變水質的功能還是很有限的，變化水環(huán)境必須多措并舉。

5結語

通過張掖市甘州區(qū)濕地及周邊系列地下水監(jiān)測資料和水質評價資料的動態(tài)變化分析，得出了人類活動對區(qū)域地下水動態(tài)變化的規(guī)律和對區(qū)域水環(huán)境的影響程度，結論如下：

(1)上世紀80、90年代，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)，大量引取地下水是導致地下水位下降的主因；2000～2009年隨著黑河調(diào)水的實施，水資源得到科學合理利用，人類活動影響逐漸減弱，濕地區(qū)域內(nèi)地下水水位止降并開始回升；從2009～2013年，在黑河調(diào)水的基礎上，張掖市加大了濕地保護工程建設，給濕地適度補水，人類活動有影響到了地下水動態(tài)變化，不過，這次影響使得地下水的上升顯著。

(2)通過山丹河水質監(jiān)測資料比對分析，1999-2009年，雖然區(qū)域地下水量有所增加，但工業(yè)污染嚴重，致使水質污染沒有得到有效遏制；2009 -2013年隨著重污染企業(yè)的逐步關停，加之濕地建設中地表水的引入，人類活動影響使水質狀況逐漸好轉，這說明濕地改變水質的功能還是很有限的。

參考文獻

[1]房佩賢,衛(wèi)中鼎，等.專門水文地質學[M].北京:地質出版社.1996.

[2]程建忠,杜友軍，等.張掖市甘州區(qū)水質評價分析與水環(huán)境保護策略[C].甘肅省2009科協(xié)年會論文集.214-219.

[3]周軼成,李慧.灰色關聯(lián)在黑河中游地表水環(huán)境評價中的應用[J].甘肅科技.2012,28(9):51-53.

[4]GB3838-2002,地表水環(huán)境質量標準[S].

[收稿日期]2015-08-17

[作者簡介]程建忠(1966-)，男，甘肅山丹人，高級工程師，主要從事水環(huán)境監(jiān)測、水資源調(diào)查評價及開發(fā)利用的研究工作。

[中圖分類號]X523

[文獻標識碼]A

[文章編號]1004-1184(2016)01-0083-02