支鳴強(qiáng),白瑞泉,唐錫寧,高曉平
(1.江蘇省太湖地區(qū)水利工程管理處,江蘇 蘇州 215129;2.江蘇省水文水資源勘測局蘇州分局,江蘇蘇州 215129)
隨著我國工業(yè)化、城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),水污染問題日趨嚴(yán)重,河湖水庫生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不斷下降。為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展,改善生態(tài)環(huán)境,需要加強(qiáng)河湖水庫的管理和維護(hù),進(jìn)一步保護(hù)水生態(tài)的健康,建立健全河湖水庫水生態(tài)健康保障體系,保障水資源可持續(xù)利用。陳塘湖位于江蘇省常熟市辛莊鎮(zhèn)東北,呈橫“五”字型,屬圩內(nèi)湖泊。西側(cè)與北塘河相通,東側(cè)與查家溇相通。水域面積0.30km2,湖底平均高程-0.5m,常年控制水位2.5m,容積100 萬m3,大多為雨水補(bǔ)給,亦可從圩外引水。陳塘湖圩內(nèi)水位保持在2.5m 左右,現(xiàn)有防洪閘2 座,套閘1 座,泵站3 座,排澇流量6.5m3/s。湖內(nèi)有小島2 個(gè),面積分別為14035m2和15643m2。湖周東南側(cè)為民居,余為農(nóng)田或魚塘。通湖口門眾多,有陳塘河、查家溇、北塘河、厙浜等。
通過對陳塘湖進(jìn)行現(xiàn)場踏勘,并且查閱相關(guān)資料,陳塘湖所在的陳塘圩區(qū)防洪能力50 年一遇、除澇能力20 年一遇,其圩堤的長度為10.71km,2021年已完成陳塘湖堤防達(dá)標(biāo)建設(shè),可以抵御4.28m 洪水水位,防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇,通過對水位檢測結(jié)果進(jìn)行查詢,根據(jù)代表性站點(diǎn)的水位統(tǒng)計(jì)結(jié)果,2021 年站點(diǎn)最高水位達(dá)到4.02m,平均水位為3.27m,全年水位并未超過防洪堤防控標(biāo)準(zhǔn)。通過結(jié)合資料和現(xiàn)場的情況,湖泊的防洪達(dá)標(biāo)率為100%。
當(dāng)前,陳塘湖并未承擔(dān)飲用水供應(yīng),因此沒有進(jìn)行此指標(biāo)的評價(jià)。
水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率根據(jù)水資源管理制度考核要求來計(jì)算,選擇了氨氮和CODMn兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評價(jià),并根據(jù)測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。由于陳塘湖沒有劃定水功能區(qū),因此按照IV 類水質(zhì)對其水質(zhì)進(jìn)行評價(jià)。為了保證測試數(shù)據(jù)的代表性,在湖泊內(nèi)選擇具有代表性的點(diǎn)位,各季節(jié)均進(jìn)行檢測,然后統(tǒng)計(jì)測試結(jié)果。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的測試結(jié)果,氨氮和CODMn雙指標(biāo)測次達(dá)標(biāo)率分別為100%,陳塘湖水功能區(qū)測次達(dá)標(biāo)率超過80%,因此其水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率的評分為100。
春夏秋冬四個(gè)季節(jié)分別在陳塘湖內(nèi)選擇3 個(gè)調(diào)查樣點(diǎn),對浮游植物的密度進(jìn)行調(diào)查,并以此對湖泊內(nèi)水生植物的情況進(jìn)行判斷。
2.1.1 春季調(diào)查
結(jié)果顯示在陳塘湖中共定量檢出浮游植物7 門22 屬30 種。根據(jù)數(shù)據(jù),計(jì)算出湖泊內(nèi)各樣點(diǎn)浮游植物的平均密度,結(jié)果為5.28×106cells/L。其中,通過分析各類水生植物占比,各門藻類密度以藍(lán)藻門最大,占總密度的比值為83.46%,為4.41×106cells/L。湖泊中優(yōu)勢密度種主要包括水華微囊藻、水華魚腥藻、顆粒直鏈藻。
2.1.2 夏季調(diào)查
結(jié)果顯示在陳塘湖中共定量檢出浮游植物7 門21 屬27 種。根據(jù)數(shù)據(jù),計(jì)算出湖泊內(nèi)各樣點(diǎn)浮游植物的平均密度,結(jié)果為1.02×107cells/L,其中,通過分析各類水生植物占比,各門藻類密度以藍(lán)藻門最大,占總密度的比值為91.99%,湖泊中優(yōu)勢密度種主要包括水華微囊藻、水華魚腥藻、顆粒直鏈藻。
2.1.3 秋季調(diào)查
結(jié)果顯示在陳塘湖中共定量檢出浮游植物6 門25 屬31 種。根據(jù)數(shù)據(jù),計(jì)算出湖泊內(nèi)各樣點(diǎn)浮游植物的平均密度,結(jié)果為2.51×107cells/L,其中,通過分析各類水生植物占比,各門藻類密度以硅藻門最大,占總密度的比值為31.85%,湖泊中優(yōu)勢密度種主要包括尖尾藍(lán)隱藻、嚙蝕隱藻、梅尼小環(huán)藻。
2.1.4 冬季調(diào)查
結(jié)果顯示在陳塘湖中共定量檢出浮游植物7 門23 屬32 種。根據(jù)數(shù)據(jù),計(jì)算出虎撲內(nèi)各樣點(diǎn)浮游植物的平均密度,結(jié)果為6.06×106cells/L,其中,通過分析各類水生植物占比,各門藻類密度以硅藻門最大,占總密度的比值為55.83%。湖內(nèi)優(yōu)勢密度種主要為顆粒直鏈藻極狹變種、梅尼小環(huán)藻。
通過在四個(gè)季節(jié)的調(diào)查,結(jié)果顯示陳塘湖中共定量采集到浮游植物35 屬47 種(含變種),共屬于7 個(gè)門類,分別是藍(lán)藻門、硅藻門、甲藻門、金藻門、隱藻門、裸藻門和綠藻門7 門,年均藍(lán)藻密度值為3.94×106cells/L。
春夏秋冬四個(gè)季節(jié)分別在陳塘湖內(nèi)選擇3 個(gè)調(diào)查樣點(diǎn),共定量采集棲大型無脊椎動物10 種,分屬于環(huán)節(jié)動物門(寡毛綱)、軟體動物門(腹足綱和瓣鰓綱)以及節(jié)肢動物門(昆蟲綱)。
2.2.1 春季調(diào)查
結(jié)果顯示在陳塘湖中共定量檢測出底棲動物4種。通過對檢測結(jié)果進(jìn)行分析和計(jì)算,湖泊中軟體動物的密度和生物量均為最大,優(yōu)勢密度物種為中華圓田螺,其次為銅銹環(huán)棱螺。底棲生物S-W 多樣性指數(shù)為0.741。
2.2.2 夏季調(diào)查
結(jié)果顯示在陳塘湖中共定量檢測出底棲動物7種。通過對檢測結(jié)果進(jìn)行分析和計(jì)算,湖泊中軟體動物的密度和生物量均為最大,優(yōu)勢密度物種為中華圓田螺,其次為隱搖蚊屬一種。底棲生物S-W 多樣性指數(shù)為1.264。
2.2.3 秋季調(diào)查
結(jié)果顯示在陳塘湖中共定量檢測出底棲動物7種。通過對檢測結(jié)果進(jìn)行分析和計(jì)算,湖泊中軟體動物的密度和生物量均為最大,優(yōu)勢密度物種為中華圓田螺,其次為隱搖蚊屬一種。底棲生物S-W 多樣性指數(shù)為0.973。
2.2.4 冬季調(diào)查
結(jié)果顯示在陳塘湖中共定量檢測出底棲動物7種。通過對檢測結(jié)果進(jìn)行分析和計(jì)算,湖泊中軟體動物的密度和生物量均為最大,優(yōu)勢密度物種為中華圓田螺,其次為隱搖蚊屬一種。底棲生物S-W 多樣性指數(shù)為1.195。
綜合四個(gè)季節(jié)的調(diào)查數(shù)據(jù),通過匯總分析,陳塘湖底棲動物S-W 多樣性指數(shù)為1.043。
陳塘湖進(jìn)、出湖河道共有7 條,分別為灰家婁、龍?zhí)逗?、沙浜、高家浜、北塘河、外行塘河和北堰頭河。截至2021 年年底,陳塘湖口門未有封堵現(xiàn)象,統(tǒng)計(jì)陳塘湖口門暢通率為100%。
通過對陳塘湖2021 年降水量進(jìn)行分析,其月降水量在2.5~377.5mm 之間,從數(shù)據(jù)中可以看出陳塘湖年內(nèi)降水分布不均勻情況明顯,其2021 年7 月份降水量明顯增多,年降雨量為1140mm,其多年降水量平均值為1083.7mm,相較于多年平均值,2021 年降水量偏高。數(shù)據(jù)顯示,陳塘湖2021 年平均水位為3.26m,較正常蓄水位高。由于降水量偏豐,因此湖水交換能力指標(biāo)良好,達(dá)到1.05。
對入湖河流水質(zhì)進(jìn)行了四季同步檢測,并且對數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)顯示,各河流入湖水質(zhì)均達(dá)到要求。
根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),陳塘湖生態(tài)水位目標(biāo)值為2.4m,2021 年陳塘湖的最低水位值為3.02m,滿足生態(tài)水位控制要求。
基于四季湖泊水質(zhì)調(diào)查的數(shù)據(jù),依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對陳塘湖水質(zhì)進(jìn)行評價(jià)[1]。在不納入總磷和總氮指標(biāo)的情況下,陳塘湖的水質(zhì)等級為IV 類(主要影響因子為高錳酸鹽指數(shù));納入總氮和總磷指標(biāo)以后,陳塘湖的總體水質(zhì)為V 類(影響因子為總磷)。
通過對四季各點(diǎn)位水質(zhì)檢測結(jié)果進(jìn)行分析,對陳塘湖水質(zhì)因子年內(nèi)季節(jié)變化進(jìn)行了歸納。
(1)CODMn:監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示陳塘湖水中高錳酸鹽指數(shù)在II~I(xiàn)V 類水之間波動變化,年度平均評價(jià)為IV 類。
(2)NH3-N:監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,陳塘湖水中NH3-N含量比較低,春夏兩季可以滿足地表水I 類要求。
(3)TN:監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,陳塘湖水中TN 的濃度偏高,對四季的水中TN 含量進(jìn)行分析,春秋兩季均值較低,夏冬兩季相對較高,但是均能夠滿足地表水IV 類。
(4)TP。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,陳塘湖水中的TP 濃度較高,特別是在夏季,含量較高,為V 類,春秋冬三季滿足IV 類;年均評價(jià)為V 類。
通過在春夏秋冬四季對湖泊水質(zhì)進(jìn)行現(xiàn)場檢測,統(tǒng)計(jì)湖泊中總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、透明度和葉綠素a 等指標(biāo),基于其對湖泊富營養(yǎng)狀況,結(jié)果顯示2021 年陳塘湖水質(zhì)處于中度富營養(yǎng)狀態(tài)。
通過對陳塘湖進(jìn)行現(xiàn)象踏勘,以及查閱相關(guān)數(shù)據(jù)和資料,顯示當(dāng)前陳塘湖沒有圈圍等開發(fā)利用情況。
根據(jù)2020 年常熟市發(fā)布的《常熟市河湖和水利工程管理范圍劃定成果通告》,陳塘湖已經(jīng)完成了保護(hù)范圍劃定和保護(hù)工作,管理(保護(hù))范圍劃定率指標(biāo)值為100。
通過對陳塘湖進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查,陳塘湖的湖岸線上有少量占用開墾的情況,還有設(shè)置的魚籪、垃圾堆棄等情況。數(shù)據(jù)顯示,湖岸線有亂墾2 處、亂棄2 處以及亂建2 處,指標(biāo)值為89。
通過問卷調(diào)查的方式,調(diào)查了附近村莊群眾對于陳塘湖水質(zhì)的公眾滿意度,共計(jì)回收有效問卷86份,通過統(tǒng)計(jì)調(diào)查結(jié)果,很滿意(90~100)的人數(shù)為82 人,滿意(75~90)的人數(shù)為3 人,基本滿意(60~75)的為1 人,不滿意(0~60)的為0 人。調(diào)查結(jié)果顯示陳塘湖的公眾滿意度指標(biāo)值為89.19。
按照前述指標(biāo)體系調(diào)查與分析結(jié)果,因評價(jià)湖泊沒有飲用水功能,本次選擇包括河水安全、水生物、水生境、水空間4個(gè)類型共14項(xiàng)單項(xiàng)指標(biāo)開展評價(jià)[2-3],具體結(jié)果見表1。
表1 生態(tài)湖泊評價(jià)單項(xiàng)指標(biāo)評價(jià)表
通過對陳塘湖的生態(tài)狀況的調(diào)查與評估,結(jié)果顯示陳塘湖的生態(tài)狀況指數(shù)為88.4,綜合評價(jià)等級為良好。存在的主要問題是湖泊水中氮、磷的濃度較高,存在中度富營養(yǎng)化的問題,而且水生生物的多樣性偏低。陳塘湖的主要功能是蓄水、養(yǎng)殖、旅游、生態(tài)維護(hù)等,除了湖泊水體存在氮、磷濃度偏高,富營養(yǎng)化問題之外,岸坡環(huán)境管理也存在一定的問題,為了改善陳塘湖的生態(tài)環(huán)境,可以采取以下兩方面措施:
(1)加強(qiáng)污染防治工作,改善湖泊水質(zhì),從而緩解湖泊富營養(yǎng)化的問題。陳塘湖中氮、磷濃度比較高,處于中度富營養(yǎng)狀態(tài),其中,TP 影響其湖泊水質(zhì)最重要的影響因素。通過分析原因,該湖泊周邊為鄉(xiāng)村和農(nóng)田,因此需要注意做好湖泊保護(hù),通過加強(qiáng)湖泊口門與周邊水體連通的管理,做好污染源的攔截工作,建立污染防控措施,從而有效地控制氮、磷等污染物流入湖體中。在沿湖周邊建立污水收集管網(wǎng),加強(qiáng)農(nóng)村生物污水治理,加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染控制,對于沿湖地區(qū),要推廣有機(jī)肥、高效低毒農(nóng)藥,降低湖面的面源污染[4]。
(2)加強(qiáng)陳塘湖岸坡治理。通過加強(qiáng)岸線監(jiān)督管理,防止湖泊岸線被侵占、墾種、亂堆亂放等問題。加強(qiáng)濕地的保護(hù)和修復(fù),推動環(huán)湖濕地建設(shè),通過保護(hù)生態(tài)隔離帶和防護(hù)林體系等方式,加強(qiáng)對濕地的保護(hù),促進(jìn)湖泊濕地恢復(fù),從而有效地改善湖泊生態(tài)健康狀況■