武汉城市湖泊演化及防治对策探讨

2021-04-12 16:35刘志文王一峰徐玲
水利水电快报 2021年2期
关键词:武汉市生态环境

刘志文 王一峰 徐玲

摘要:武汉城市湖泊多为浅水型,湖泊生态环境比较脆弱,易受人类活动的影响,当务之急是积极恢复湖泊生态环境,还湖于民、还湖于大自然。通过查阅有关权威研究成果、历史文献,结合调查资料,科学评价城市湖泊现状,分析其演化成因,提出了相应的防治对策。研究结果可为城市湖泊防治、维护湖泊健康生态及湖泊资源管理提供参考。

关键词:湖泊演化;生态环境;城市湖泊;文献调查;武汉市

水是生态环境的主要控制性要素,水生态文明建设是生态文明建设的重要内容之一。湖泊是兼具自然属性和社会属性的复合系统,其自然属性具有雨洪调蓄、气候调节、水环境净化及保护生物多样性等自然生态服务功能,其社会属性具有提供水源、水产品、休闲娱乐及文化美学等经济社会服务功能。湖泊是城市最具特色的自然资源,具有重要的自然生态服务功能和经济社会服务功能,对城市的水生态文明建设起着关键作用。城市湖泊的演化发展与人类活动息息相关。科学地分析武汉城市湖泊的历史演化及其成因,有针对性地开展湖泊治理与保护,对于湖泊生态环境改善、湖泊功能永续利用具有重要意义。

1湖泊现状评价

武汉享有“百湖之市”的美誉,因湖而美、因水而兴。全市列入保护目录的湖泊有166个,湖泊水面面积约867 km2,约占全市水域面积(2 117.6 km2)的41%,约占全市国土面积(8 494 km2)的10.2%。因湖泊水系连通,武汉湖泊划分为东沙湖水系、汤逊湖水系、北湖水系、墨水湖-龙阳湖-南太子湖(北太子湖)水系、东西湖水系等湖群。

根据统计资料[1],2015年武汉市开展水质监测的湖泊有166个,达到地面水环境质量标准Ⅱ类水质的有2个,Ⅲ类水质的有5个,Ⅳ类水质的有62个,Ⅴ类水质的有60个,劣Ⅴ类水质的有37个。经分析可知,2013~2015年连续3 a湖泊水质监测数据表明武汉市湖泊水质与营养状态总体稳定并逐步改善。其中,26个湖泊水质好转,占比为16.1%;107个湖泊水质稳定,占比为66.5%;28个湖泊水质变差,占比为17.4%。全市湖泊水质以Ⅳ类为主,新城区湖泊水质优于中心城区,Ⅳ类湖泊基本上集中在中心城区(包括江岸区、江汉区、硚口区、汉阳区、武昌区、洪山区、青山区,下同),且大多处于中度、重度富营养化状态;湖泊主要污染物为总磷、氨氮、生化需氧量、高锰酸盐指数等。随着武汉河湖长制的有序推进,湖泊水生态环境得到了显著改善。

2湖泊演化分析

武汉市湖泊多为浅水型,水体自净能力有限,且受人类活动影响明显,致湖泊生态环境相对脆弱。自1990年以来,因地方经济社会的快速发展,人口密度不断增大,另填湖、养殖、排污等不利因素加剧了对湖泊生态环境的破坏。

2.1演化过程

自1950年以来,武汉城市湖泊演化大致分为3个阶段[2]。

(1)20世纪50~70年代末,由于粮食短缺等历史原因,开展了填湖造田、围湖造塘运动。同时为防御洪涝,使湖泊水系连通以适应生产生活的需要,修建了堤防,改变了湖泊水系的自然连通状况。根据马建威等[3]的研究成果,期间湖泊水面面积锐减最多的江夏区达124.28 km2(见表1)。

(2)20世纪80~90年代末,武汉城市湖泊围垦填占相对减缓。因当时尚未全面开展大规模的城市化建设,尽管工程建设用地缺口较大,但填湖造地仍处于可控阶段。据调查,其中填占较为严重的是江岸区换子湖,其调蓄量由1982年的40.8万m3锐减到2000年的14.6万m3。

(3)2000年至今,武汉城市化建设进入快速发展时期,开始了一定规模的填湖造地。武汉市委市政府对湖泊的保护与治理也日益重视,制定并出台了湖泊保护法规,开展了还湖工程,采取了湖泊污染防治、水环境治理、生态修复等一系列工程措施,以最大程度地还湖于民、还湖于史、还湖于未来。

2.2 演化特征

(1)面积较大的湖泊相对稳定,面积较小的湖泊易消退。如汉阳区域内湖泊面积在1965~2011年减少最多,因经济社会发展和城市建设的需要,造成部分面积较小的湖泊消退。而东湖(郭郑湖)、南湖、沙湖等面积较大的湖泊(10 km2以上),则相对稳定,武昌区1914年与2000年较大湖泊的对比示意见图1[4]。分析其原因,主要是面积小的湖泊数量较多,小型湖泊易淤積,便于围垦、造地。

(2)20世纪60年代前后新城区偏远湖泊填占较为严重,近期则相对稳定。以农田占总面积80%以上的东西湖区茅庙集为例,1965~1973年,湖泊总面积从42.7 km2减少到30.7 km2,减小了12.0 km2;而1973~2010年,湖泊面积仅减小2.43 km2。分析其原因,主要是新城区偏远地区近期发展规划优化,湖区开发利用程度不高。

(3)自2000年以来,中心城区湖泊面积比新城区稳定。武汉市委市政府不断加强湖泊的保护与治理,尤其2012年启动中心城区“三线一路”规划,分步实施蓝线(水域控制线)、绿线(绿化控制线)、灰线(建筑控制线)和环湖道路,有力保障了中心城区湖泊水域面积的稳定;新城区因建设发展需要,填湖现象时有发生,以致新城区湖泊水域面积有所减少。

2.3演化成因

通过查阅武汉湖泊有关历史文献、权威研究成果,结合调查分析,武汉城区湖泊消退的主要成因可归纳为3个方面。

(1)湖泊自然淤积。①入湖水流挟带的泥沙,由于流速减小而下沉;②湖岸在风浪和湖流作用下崩坍,沉积在湖岸坡脚;③湖中水生生物死亡后沉积在湖内等因素导致湖底不断淤高,尤其小型湖泊常年流速很小,加快了淤积;④多数湖泊都没及时清淤,使得湖泊淤积问题日趋严重,迫使一些小型湖泊功能逐渐消退,较大湖泊水体自净能力下降。如东湖,治理前通过扫描淤泥厚度发现,最大淤泥厚度达4 m,平均淤泥厚度1.06 m,淤泥总量达3 522万m3,约占其库容的20%。

(2)城市建设填湖。因经济社会发展的需要,在市政工程建设、房地产开发等方面填湖占地较为突出。如汉阳区北太子湖,20年纪60年代之前,其水域面积约为11.33 km2,现面积仅0.524 km2。

(3)围湖造田造塘。20世纪60~70年代,围垦造成湖泊水域面积急剧减少,当时因粮食短缺、产量低,通过填湖造田、围湖造塘,增加耕地面积。如东西湖区月牙湖,初期湖泊水域面积为0.80 km2,现面积约为0.529 km2。

3防治对策探讨

武汉市委市政府历来重视城市湖泊的管理,于2001年10月组建成立武汉市水务局。2012年9月,设立武汉市湖泊管理局,积极实行最严格水资源管理制度。从2002年开始,陆续制定并出台了有关湖泊方面的20多部法规。2013年完成了全市166个湖泊“三线一路”等规划,并逐步实施。武汉作为全国唯一的水生态保护与修复、节水型社会“双试点”城市,实施了一系列湖泊治理与保护措施,均取得了良好的生态环境效益和经济社会效益。尤其近几年来,武汉市政府以“水生态文明建设”为总领,以“长江大保护”为担当,以“河湖长制”“四水共治”为抓手,坚持系统治水、源头治水、科学治水、依法治水、全民治水,以实现人水和谐共生。

结合现状,提出如下湖泊防治对策。

(1)科学规划。做好顶层设计[5],编制科学的湖泊保护与开发利用规划,统筹城市建设与河湖健康等不同层面的要求,湖泊资源的开发与利用要坚持开源节流并举的方针,避免湖泊无序开发、低效利用;科学制定量化指标,促进有序防治或治理,逐步实现治理和控制目标。

(2)管理创新。充分认识湖泊是一个水生态复合系统,要不断探索湖泊管理模式,如探索城镇给排水建设和运营一体化的管理体制,建立和完善资源有偿使用制度和价格体系等,以形成成熟的长效管控机制,促进湖泊的科学管理与高质量保护[6]。

(3)加强监管。①完善湖泊管理法规建设,加大执法力度,从污染源头着手治理;②强化“三条红线”考核,消除黑臭水体,打好防治污染攻艰战;③培养专业队伍,努力提高管治能力;④认真做好水环境宣传教育,不断提高公众水环境保护意识,并完善湖泊保护公众参与机制[7]。

(4)入湖控制。①严控入湖排污口门数和入湖废污水量,加快城镇污水处理厂建设,杜绝超标排放;②严控入湖淤积,保障湖泊功能免遭破坏;③严控点、面源污染,禁止湖中、湖岸养殖;④有计划地退田还湖,还湖于大自然[8]。

(5)生态修复。①底泥清淤,可避免湖水再次污染,若条件允许也可给底泥投放活性药剂,可加快水体水质改善的效果;②生态护岸,以多年平均湖泊水位为分割线,水位线以下可选石块、木桩等固定水坡,在水位线以上可选石板、鹅卵石等铺设步道,可在斜坡上种植草坪,实现景观与生态环境的有机结合;③对不需要清淤的湖泊,可通过种植水生植物和投放水生动物,改善湖底环境。

(6)强化科研。①大力发展环保产业,减少水资源浪费;②在城市人口密集的地方,有序建设先进的集中式污水处理厂,人口稀疏的地方建分散式污水处理厂,进一步推进污水再生利用;③加大湖泊治理的人才与资金的投入,整合不同部门的科研力量,发挥水生态修复方面的技术优势,以恢复湖泊功能,维护河湖健康与安澜。

参考文献:

[1] 武汉市环境保护局. 2015年武汉市环境状况公报[N]. 长江日报,2016-04-28(004).

[2] 裴來政,鄢道平,张宏鑫,等.1960年代以来武汉市湖泊演化特征及其成因浅析[J].华南地质与矿产,2018,34(1):78-86.

[3] 马建威,黄诗峰,许宗男. 基于遥感的1973-2015年武汉市湖泊水域面积动态监测与分析研究[J].水利学报,2017,48(8):903-913.

[4] 张毅,邓宏兵.武汉市城市湖泊演化及开发利用初探[J].华中师范大学学报(自然科学版),2005,39(4):559-563.

[5] 刘耀彬,陈红梅.武汉市城市湖泊的发展现状与应对之策[J].湖北科技学院学报,2016,36(8):37-39.

[6] 刘红姣,杨珍珍,左后秀,等.武汉湖泊保护与治理探讨[J]. 山东化工,2018,47(8):149-150.

[7] 王学雷,吴建农,王慧亮,等.湖北省湖泊保护与管理存在的问题及对策[J]. 人民长江,2009,40(19):10-11.

[8] 魏显虎,杜耘,蔡述明,等.湖北省湖泊演变及治理对策[J]. 湖泊科学,2007,19(5):530-536.

(编辑:唐湘茜)

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