神農架大九湖水文水資源現狀分析與保護對策

摘要：神農架大九湖是湖北省惟一的高山湖泊，是華中地區面積最大、海拔最高的高山濕地，是南水北調中線工程重要水源涵養區，也是盛產名貴中藥材生產基地，地理位置獨特，極具代表性、重要性、特殊性。通過對大九湖進行測量、水質取樣分析和水文水資源評價，明確了大九湖的水文水資源特性和湖泊特性，為大九湖水資源、中藥材資源的合理有效開發提供科學依據。

關鍵詞：水文；水資源；水環境；分析；開發；保護；對策；神農架

中圖分類號：P332；F205 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）13-3033-05

1 自然概況

大九湖屬于高山濕地，是湖北省惟一的高山湖泊，具有代表性、重要性、特殊性。大九湖位于湖北省神農架林區西北部，坐落在大巴山脈東段北麓，為亞高山盆地，是華中地區面積最大、海拔最高的高山濕地和保存最完好的北亞熱帶亞高山泥炭沼澤濕地，是南水北調中線工程重要水源涵養地，也是名貴中藥材生產基地，生態地位十分重要[1]。大九湖位于東經109°56′9″-110°3′13″，北緯31°26′32″-31°31′41″。南部、西部與重慶市巫山縣接壤，西北部與竹山縣為鄰，北部與林區九湖鄉高峰村交界，東部與小九湖村相連。大九湖是一群山環抱的封閉巖溶盆地，盆地內有自身獨立的分水嶺，流域面積43.237 km2，盆地面積11.786 km2。大九湖包含9個小的湖泊，分別為1號湖、2號湖、……、9號湖，湖泊總面積1.15 km2，總容積136.6萬m3。

大九湖歷史悠久，古稱“巴山前哨”，是“薛剛反唐”屯兵的大本營和“劉體純聯明抗清”的盟誓地，清朝白蓮教起義和民國的神兵“黃馬褂”起義都在這里留下了歷史遺跡。大九湖主要分布有沼澤土、草甸沼澤土和草甸土，耕作土壤多為黃棕壤、棕壤、紫色土、潮土，以大九湖的沼澤土分布最為典型。大九湖森林覆蓋率達到90%以上，濕地內共有高等植物145科474屬984種，國家重點保護植物14種、 珍貴植物3種、瀕危植物12種；大九湖盛產名貴中藥材，其中黨參、天麻、獨活、白三七、尖貝、頭頂一顆珠、黃柏、大黃、厚樸、杜仲、黃芪等最負盛名。

2 降水量特性

大九湖具有高山草原風光特色，日照時間短，氣候溫涼，無霜期短，冬長夏短，春秋相連，是典型的亞高山沼澤型濕地氣候。大九湖平均海拔1 700 m，地域開闊，地形差別很大，氣候冷暖不一；年均氣溫7.4 ℃，1月最冷氣溫-21.2 ℃，7月絕對高溫34.5 ℃，每年10月飛雪，次年4月消融，凍土層在30～50 cm之間。大九湖多年平均降水量1 519.3 mm，年降雨日數在150～200 d，暴雨年均5.2 d，無霜期154 d，全年日照少于1 000 h，山高氣寒，生長季節短，是神農架林區多雨地區。

大九湖流域內設有九湖坪雨量站，該站有1956-2010年實測資料系列，資料系列一致，精度可靠，作為分析的主要依據。大九湖月最大降水量達586.8 mm，發生在1979年9月。大九湖各月降水量差異較大，7月降水量最大，占年降水量的15.9%，1月降水量最小，占年降水量的1.7%。5～10月占年降水量的76.8%，1～4月和11～12月占年降水量的23.2%。

大九湖年最大降水量為2 170.8 mm，發生在1963年，年最小降水量919.9 mm，發生在1966年，年最大降水量是最小降水量的2.36倍，降水量Cv值0.21，年際變化較大。大九湖多年平均降水量月分配情況見表1。

3 蒸發特性

3.1 水面蒸發

水面蒸發量是反映當地蒸發能力的指標，它主要受氣壓、氣溫、地溫、濕度、風、輻射等氣象因素的綜合影響。

水面蒸發分析資料采用1956-2010年系列資料。水面蒸發量地區分布是：一般低溫、濕潤地區水面蒸發量小，高溫、干燥地區水面蒸發量大。根據1956-2010年間的實測資料計算分析，大九湖多年平均水面蒸發量643.1 mm。大九湖水面蒸發量月分配過程見表2。

大九湖多年平均水面蒸發量全區以1月最低，占年蒸發量的3.4%；8月最高，占年蒸發量的13.4%。連續3個月水面蒸發量以6～8月最大，占年蒸發量的37.4%，12～2月最小，占年蒸發量的11.2%。

3.2 陸面蒸發

陸面蒸發量包括土壤蒸發、植被蒸發和陸面水體蒸發，除了受氣候條件影響外，還與下墊面供水狀況有關，故數值上比水面蒸發小。多年平均陸面蒸發量是根據水量平衡原理，由降水量減去徑流量求得，因此陸面蒸發量的地區分布與降水、徑流的地區分布密切相關。

根據資料分析，大九湖流域多年平均陸面蒸發量419.3 mm。

3.3 干旱指數

干旱指數是反映氣候干濕程度的指標，以年水面蒸發能力（E）與年降水量（P）之比表示，即γ=E/P，當蒸發能力超過降水量，說明該地區偏于干旱，蒸發能力超過年降水量愈多，即γ值越大，干旱程度就愈嚴重。γ<1.0時，該地區氣候濕潤，γ<0.5時，該地區氣候十分濕潤。

大九湖流域干旱指數如下：

γ=E/P=643.1/1 523.2=0.42

γ小于0.5，說明大九湖流域屬十分濕潤帶。

4 水資源狀況

4.1 地表徑流量

大九湖流域徑流主要由降水形成，大九湖多年平均徑流深為1 103.9 mm，多年徑流量0.474 7億m3，多年平均徑流系數0.725。徑流的總分布趨勢與多年平均降水量分布趨勢基本一致。徑流季節性變化很大，根據資料分析，一般每年4～9月徑流占年徑流的75.9%，1～3月及10～12月占年徑流的24.1%。

4.2 地下水資源量

4.2.1 地下水含水層與化學類型含水層 大九湖地下水類型可分為第四紀松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類巖溶水、碎屑巖類裂隙水。

1）第四紀松散巖類孔隙水。分布于盆地底部，面積約6 km2。由第四紀沖洪積沙礫石和含礫亞沙土組成。厚度1～20 m不等，盆地中部厚度最大。多年平均徑流模數為0.967 L/（s·km2），多年平均徑流量18.467 5萬m3/年。第四紀松散巖類孔隙水的補給來源主要有降水入滲補給，河流、沼澤濕地以及大九湖湖泊等地表水體的入滲補給、山前裂隙和巖溶水的側滲補給。此外，由于大九湖常年潮濕多霧，凝結水的入滲補給也是不可忽視的來源。孔隙水的徑流方向和地表的河流基本一致，其主要的排泄去路是下伏的巖溶含水層。

2）碳酸鹽巖類巖溶水。主要分布于本區的寒武系和奧陶系的灰巖和白云巖中，是本區的主要含水層，廣泛分布于盆地底部和周圍山區。該含水層在盆地底部被第四紀松散沉積物覆蓋，構成埋藏型巖溶地下水。白云巖、灰巖加上后期的巖溶溶蝕作用，發育了地下巖溶系統。

在山區，碳酸鹽巖類巖溶水是直接接收降水入滲和注入式補給。在巖溶化程度較高的地區，以注入式補給為主，即大氣降水直接通過巖溶洼地、漏斗、落水洞和溶蝕裂隙補給地下水。

3）碎屑巖類裂隙水。主要是頁巖、粉砂巖和泥質砂巖中的裂隙水，水量相對貧乏。炭質頁巖、硅質頁巖、泥質頁巖以及粉砂巖和泥質砂巖為本地區的相對隔水層。

碎屑巖類裂隙水的補給、徑流和排泄。由于多期構造運動，在碎屑巖中形成了不同方位、性質、規模的斷裂和節理，同時在外應力的長期作用下，巖體表層還形成了10～20 m的風化帶，風化裂隙、張性和張扭性裂隙都能直接接受大氣的降水和融雪的補給。因此，大氣降水是碎屑巖類裂隙水的主要補給來源，在大九湖盆地地下水主要是接受降水入滲補給。同時由于地形切割較深，碎屑巖類裂隙徑流途經較短，多為近源排泄，常常是就地補給、就地排泄。

地下水化學類型：主要是重碳酸鹽鈣鎂型水（HCO3-Ca·Mg）。

4.2.2 地下水資源量 大九湖河川基流量由地下水徑流模數計算而得。大九湖流域為巖溶山丘區，其多年平均地下水徑流模數為20.23萬m3/（km2·年），其地下水排泄量為0.087 5億m3。

5 水環境現狀

2012年針對大九湖現狀水體的特點，對神農架林區大九湖九個湖泊分別采樣進行水質監測分析，按照國家《地面水環境質量標準》（GB3838-2002），對九個湖泊水質狀況進行了評價，除2號湖、4號湖和6號湖較差外，其他湖泊水質均達到地表水環境質量Ⅲ類以上，詳見表3，具體評價如下：

1號湖：綜合評價為地表水環境質量Ⅲ類標準。

2號湖：綜合評價為地表水環境質量Ⅴ類標準，超標項目為總磷。

3號湖：綜合評價為地表水環境質量Ⅲ類標準。

4號湖：綜合評價為地表水環境質量Ⅳ類標準，超標項目為總磷。

5號湖：綜合評價為地表水環境質量Ⅲ類標準。

6號湖：綜合評價為地表水環境質量Ⅴ類標準，超標項目為總磷。

7號湖：綜合評價為地表水環境質量Ⅲ類標準。

8號湖：綜合評價為地表水環境質量Ⅱ類標準。

9號湖：綜合評價為地表水環境質量Ⅱ類標準。

富營養化評價是根據水的使用功能，按照一定的評價因子、質量標準和評價方法，對湖泊水庫富營養化發展過程中某一狀態進行定量描述。大九湖富營養化評價因子為總磷、總氮、葉綠素a、CODMn和透明度5項指標；評價方法采取《地表水資源質量評價技術規程》（SL395-2007）；采用指數法進行評價，以各項營養狀態分數的均值對大九湖1～9號湖進行富營養化綜合評價，分數越高，富營養化的程度愈嚴重，評價結果詳見表4。經評價大九湖1～9號湖的富營養化程度均為富營養。

6 湖泊特性

大九湖1～9號湖在常年水位下湖面水位高程分別為1 756.70、1 750.60、1 747.50、1 746.10、

1 744.50、1 742.40、1 741.60、1 739.80、1 739.20 m。大九湖高水位下水面面積1.15 km2，湖泊容積136.6萬m3；中水位下水面面積0.84 km2，湖泊容積82.5萬m3；低水位下水面面積0.47 km2，湖泊容積33.0萬m3。

7 濕地資源開發利用現狀

大九湖是漢江一級支流堵河的源頭，堵河是南水北調中線工程丹江口水庫的源頭水之一，湖區內有黑水河和九燈河兩條溪流，均匯入落水孔。由于盆地封閉，無其他排水通道，加之巖溶洞穴不能暢通排水，因而地下水位普遍較高，在盆地中部的河漫灘地帶，地下水接近地表，形成獨特的高山湖沼景觀[2]。

大九湖資源豐富，濕地內人口1 017人，耕地545 hm2，林地172 hm2，糧食年產量325 t；畜牧業以豬、牛、羊為主；種植業以高山無公害蔬菜為主；大九湖盛產黨參、天麻、獨活、白三七、尖貝、頭頂一顆珠、黃柏、大黃、厚樸、杜仲、黃芪等名貴中藥材[3]；境內森林資源豐富，近年來，隨著大九湖國家濕地公園的開發，旅游業發展很快。

20世紀80年代到2006年以來，大九湖濕地以改善當地群眾生活和經濟發展為目的，圍繞高山反季節蔬菜種植、種草養畜，經歷了兩次大的開發，對當地經濟發展、群眾生活的改善起到了一定的促進作用[4]。同時，也對大九湖濕地資源造成了極大破壞，尤其是疏挖落水孔和墾荒等措施，導致大九湖濕地面積不斷減少、逐步旱化、富營養化，濕地功能退化。到21世紀初，大九湖濕地水面基本消失，季節性淺水湖泊已不存在，濕地生態系統自我調控功能大幅度下降，以致各種野生動植物面臨嚴峻的生存考驗。

2006年8月國家林業局批準成立了神農架大九湖國家濕地公園，2007年3月湖北省機構編制委員會辦公室批準成立了神農架大九湖國家濕地公園管理局，2008年5月開始實施生態恢復工程。對大九湖濕地公園進行了保護，人工做壩，恢復高山濕地，形成九個湖泊，開展湖泊養魚和水上娛樂活動。與此同時濕地公園開始原生態經營，其中，2008年接待游客3 622人次，實現門票收入11.87萬元；2009年接待游客8 520人次，實現旅游門票收入41.58萬元；2010年接待游客16 260人次，實現門票收入90.20萬元；2011年接待游客近4.3萬人次，實現門票收入291.79萬元；2012年接得游客14.3萬人次，門票收入1 100.00萬元。

8 大九湖濕地保護對策

1）按照“保護第一、科學規劃、合理開發、永續利用”的建設方針，大力實施大九湖濕地保護與水環境修復，加強濕地保護理念。按照《大九湖水源保護工程可行性研究報告》，加快實施大九湖濕地707 hm2建設保護任務，保護大九湖高山草甸和沼澤，保護大九湖水資源，著力構建以丹江口庫區水源地保護為核心的水生態修復與水資源保護工程體系。

2）協調好大九湖濕地生態保護與旅游和農民耕種的關系。隨著大九湖國家濕地公園的成立，旅游人員逐年快速增加，也給環境保護帶來了壓力；農民耕作帶來了湖泊化肥農藥面源的污染。鼓勵農民少用化肥農藥，利用高山草甸和現有耕地適量發展畜牧業和高山特色名貴藥材種植業，協調好保護與開發的關系。

3）做好大九湖污水收集處理，隨著旅游人員的大量增加，大九湖景區的賓館、酒店、農家樂發展很快，集鎮生活污水顯著增加，對大九湖水資源的污染帶來了較大影響。建議盡快建設大九湖污水處理廠，對大九湖生活污水集中處理，達標排放和循環利用。

4）加大對大九湖濕地的科學研究力度，對現有濕地進行保護，結合濕地植被的恢復、水源涵養、水土保持、退耕還林等工程措施，在大九湖形成由沼澤、湖泊、草甸、森林等組成的獨特的高山立體生態景觀。

參考文獻：

[1] 杜 耘，蔡述明，王學雷，等.神農架大九湖亞高山濕地環境背景與生態恢復[J].長江流域規劃與環境，2008，17（6）：915-919.

[2] 尹發能.神農架大九湖濕地保護與利用研究[J].人民長江，2009， 40（19）：50-52.

[3] 神農架林區地名領導小組辦公室.湖北省神農架林區地名志[M].湖北神農架：神農架林區社，1982.

[4] 大九湖濕地產學研課題組.濕地生態旅游開發的SWOT分析及對策研究—以大九湖為例[J].湖北經濟學院學報（人文社會科學版），2010，7（1）：34-36.