洞庭湖水環境安全分析與調控措施研究

劉詠梅

（湖南水利水電職業技術學院 長沙市 410131）

洞庭湖水環境安全分析與調控措施研究

劉詠梅

（湖南水利水電職業技術學院 長沙市 410131）

結合洞庭湖環保局提供的多年連續的水質檢測結果及結論，針對洞庭湖區水生態環境存在的主要問題及成因，從工程措施與非工程措施兩方面探索洞庭湖區生態修復現狀及湖區水環境保護過程中可能存在的難點重點提出了洞庭湖區的生態修復的對策，力求切實有效地恢復洞庭湖的生態環境。

洞庭湖 水生態 富營養化 生態修復 措施

洞庭湖是我國第二大淡水湖泊，位于湖南省北部，荊江河段南岸，其水環境質量狀況對于我國中部地區生態環境建設以及實現“中部崛起”戰略具有至關重要的作用。20世紀50年代洞庭湖本底水質尚好，洞庭湖水質多在Ⅱ類至Ⅲ類之間，基本處于清潔和輕度污染狀態。但進入21世紀后，湖區多數水域已受到不同程度的污染，2003年洞庭湖的營養鹽狀態已經處于中-富營養化水平，2008年洞庭湖藍藻爆發面積達到10 km，2009年洞庭湖全年水質類別為劣V類，富營養化比較嚴重，且水質呈不斷惡化的態勢。

1 洞庭湖各區域水質狀況分析及結論

根據 《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002），對湖南省洞庭湖環境監測站提供2007~2012年洞庭湖的水質監測數據進行水質狀況評價（如表1）。

參照 《湖、庫營養化程度評價標準》對洞庭湖2007～2012年的監測數據進行分析可以得到，西洞庭湖區的營養指數在 35～55之間，達到中-富營養狀態。西洞庭湖區水中的氮磷含量相對過高，已經達到了富營養化的潛在的風險，但因為現在西洞庭湖區獨特的水沙狀況，避免了富營養化的危機，所以表現不是十分顯著，不至于發生水華。南洞庭湖區的營養指數在 42～57之間，達到中-富營養狀態。湖區水體中的氮磷濃度較高。所以，氮、磷等營養鹽超標導致水體富營養化的潛在危險不容忽視。東洞庭湖區的營養指數在 37～60之間，達到中-富營養狀態。東洞庭湖區曾出現過大規模水華爆發現象，且統計資料顯示，影響洞庭湖水質的主要污染指標為氮、磷元素，而且兩項污染指標歷年來一直維持在較高的濃度水平，且近年來呈現出上升趨勢，成為東洞庭湖水質惡化的重要因子。

2 水污染成因分析

西洞庭湖水質污染的主要原因有兩個方面：一是因為西洞庭湖主要入湖流域上游的各大工業城市工業污水的大量排放；二是入湖流域所經過的城鎮的生活廢水未經處理就匯入湖體。據調查，西洞庭湖周圍工業廢水年排放量近億噸，且未經任何處理，湖區周圍居民的生活廢水的排放量也不容忽視，工業廢水主要是造紙和化肥行業的排放量較大。

南洞庭湖水質污染主要是農業面源污染，南洞庭湖區域的地勢平坦，土地肥沃，擁有大面積的農業種植和養殖區，大量農藥化肥及畜禽糞便，不僅僅造成了流域內土壤污染嚴重，也間接地增加了湖區內各河流的氮、磷含量。在南洞庭湖區域內農業種植過程中化肥的使用巨大，同時畜禽養殖業具有量多、面廣的特點，每年都有近萬噸的畜禽糞便排出。所以，南洞庭湖的農業面源污染解決起來相對難度較大。

表1 洞庭湖各區域2012年水質評價與營養化程度統計表

東洞庭水質污染的主要因素是生活污染，東洞庭湖是洞庭湖湖系中最大的湖泊，著名的岳陽樓就坐落在湖邊，所以東洞庭湖是著名的旅游勝地，是整個洞庭湖區人口最為稠密的地區。

大量的人口導致生活污染帶來的麻煩也越發顯著。來自居民廚房、廁所、洗衣機用水及生活垃圾所產生的生活污水最終都排入湖中。其中，城市生活污水直接排入河流濕地，污染嚴重，而農村生活污水隨水漫流，經過多處濕地系統的降解后，污染相對較輕。據計算，每日流入洞庭湖的生活污水量數字龐大，相當于每日排入洞庭湖純氮10余噸，純磷1 t，構成了東洞庭湖的主要污染源。同時，東洞庭湖區還有造紙業和紡織業等相關工業污染產業,這些產污嚴重的企業只有少數的規模較大的工廠配備污水處理設備，其余工廠企業不具備污水處理能力，這也是東洞庭湖區污染的原因。

3 洞庭湖區富營養化的危害

湖泊水庫在人類生產生活中起不可或缺的作用。它為城市生活提日常用水、水生動植物生存所必須的水和綠化美觀所用的水及重要的水利防洪用水等，然而水體富營養化所帶來的危害已經嚴重影響了我國眾多湖泊水源的利用。湖泊富營養化的所帶來的危害眾多，主要歸納為以下幾點：

（1）降低水體的透明度。

這次演出他老婆沒像往常一樣因擔心他而相跟上來。老太太把一只蚊子打死在廚房窗戶上，看著臟，就上灶臺擦，結果下不來了，喊王爺，王爺在另一端屋子做木偶，太專心，沒聽到，老太太只好自己跳下來，就崴了腳。這些天被他大兒子在城里的樓房里照顧著。每天，王爺打電話過去問問情況。

高程度營養水平的水里生長著各種藻類，主要以藍藻、綠藻為主。其中，有些藻類會大量的平鋪在水面上，像綠色的床鋪一樣，這樣導致水體的透明度降低了，高度富營養的地方的透明度只有零點幾米，非常影響水體中的動植物的呼吸，導致水中生物的肆意繁殖，需要大量的氧氣，最終導致水中缺氧，然后，水中的含氧量過多或者過少都會對水生動物有影響，影響水生生物的生命安全。

（2）長期堆積產生有毒氣體。

高程度富營養的水體所產生的有機物質長時間的聚集在水底，在缺氧甚至厭氧的環境下產生的有毒的氣體，和多數浮游生物所產生的生物所產生的毒素都會對水生動物的生長帶來不同程度的影響。

（3）長期飲用誘發疾病。

高程度營養化所產生的一些藻類所排泄出類似有毒的東西，有毒有害的物質混入水中后,如果被牛馬等飲入口中,會導致牛馬等的腸胃道的各類病害。且高營養化的水中含有一定量的亞硝酸鹽和硝酸鹽，人類和動物若長期飲用這種含量超標的水，會引起中毒或者導致疾病等等。

（4）影響生態系統平衡性。

在一般條件下，水體中的多種多樣動植物都應該處于均衡的態勢。而且，如果水體被某種污染破壞了，出現高營養狀態時，該種一般狀況的生態平穩就被打破了，這其中某些種類的動植物將被取代，而另外一批動植物種類則飛速生長，這樣的生物種類異常演替會導致水生動植物的穩定性和多樣性遭到前所未有的破壞，使得生態系統失衡。

湖泊水體如果出現高度營養的狀況，就會出現藻類大范圍的肆意生長，水體的透明度明顯降低，水質變差，臭味很濃，非常影響湖庫的觀光旅游業，間接地導致該湖區旅游價值的失去。而且富營養水域過多的浮游動植物的爆發，還容易使得水上通道擁堵，嚴重阻礙水運交通。

4 洞庭湖區水環境安全調控措施

4.1 水利工程措施

（1）三峽調度。2003年三峽水庫全面蓄水以來，造成豐水期進入洞庭湖水量減少，枯水期清水下泄，沖刷荊江河道，進一步減少進入洞庭湖水量，造成洞庭湖區水量逐漸減少，納污能力減弱，水環境狀況不斷惡化。三峽工程的建設與運行一定程度上改變了長江中下游江湖關系，進而對洞庭湖水環境產生顯著影響。因此，需要通過三峽工程合理調度，配套相應管道泵站工程，增加枯水期入洞庭湖水量，增加敏感地區關鍵時段湖泊水環境容量減緩其對洞庭湖水環境質量的影響。

（2）松滋口建閘及三口河道清淤治理。建設松滋口閘控工程，通過江湖統一調度，保障枯水期三口及洞庭湖水系環境容量。多年來，三口洪道逐年淤積，分流分沙呈不斷減少趨勢，其中藕池口衰退較嚴重。因此，三口地區建閘結合泵站建設，將水質總體為III類水的長江水引入三口水系，可有效增加三口水系水環境容量，促進枯水季節三口河系地區水體交換，改善三口水系水質。

（3）四水流域大中型控制性樞紐工程的聯合調度。湘、資、沅、澧四水流域已在或在建大中型水庫眾多，以往單一水庫的調用水不足以改善進入洞庭湖流量與水體質量，加大四水進入洞庭湖水量，尤其保證在枯水期水量的增加，需要對四水各流域大中型水庫進行聯合調度，保證較好水環境質量的同時，加大進入洞庭湖的流量。

4.2 非工程措施

（1）提高城鎮生活廢水處理率，減少城鎮生活廢水污染。洞庭湖區城市化進程不斷加速進行，城市生活廢水污染負荷將進一步加重。通過新建、改建、擴建污水處理廠，建設污水收集管網，提升污水處理廠技術水平，提高區域生活廢水處理率，減少點源污染直接入河。尤其對居民生活排污所包含的氮元素和磷元素則更需要加強控制。對排放設施和排水管網體系進行改造提高污水處理能力。

（2）加快農業產業化進程，削減養殖廢棄物入河量。洞庭湖區農業發展存在經營分散、技術水平低、管理較為落后等特點，通過產業補貼、政府配套投入、培育專業市場等措施，加快本地區農業產業化進程，為產業升級和規模化經營提供有力支持和良好環境。建設多種專業的農業科技支撐體系，著力已有成熟農業科技的推廣應用,重點改進養殖業飼料的配方和施用方式，從源頭上削減養殖廢棄物產生量。

（3）優化產業結構，推進清潔生產，強化源頭控制和末端治理。洞庭湖區正處于快速工業化的進程，雖然目前工業污染負荷尚未超出本地區環境容量，但未來新增工業產值所伴隨的污染負荷極可能造成嚴重的環境壓力。因此，本地區工業化過程應在規劃中貫徹環保理念，優化產業結構，改善空間布局，推動配套產業發展，注重規模效應，減少分散、無序發展造成的污染。工業化過程中應積極扶持、激勵清潔生產工作，強化源頭控制。

（4）逐步開展河道、湖體生態恢復工作。通過建設生態河道、生態駁岸、生態浮島、河濱帶植被恢復、湖濱帶生態系統重建等工作，減少陸上面源污染入河、入湖量，同時不斷改善水體自凈能力，提高水體環境容量。

（5）減少水體內污染源。內污染是指湖內被污染的底層的泥土、湖泊水中的動物養殖、湖周邊景觀的生態旅游以及湖泊上的交通運輸等。在控制內污染源方面，不同污染均有相應技術可以控制。對于帶有污染物的底層泥土我們可以采取將污染物封閉到泥土里，禁止其釋放到水體中，還可以采取疏浚的方法將被污染底泥移出水源地；對于較淺的水域，若其中是氮元素和磷元素過多的底泥，我們通常可以采取人工種植可吸收利用氮磷元素的沉水或者挺水植物，然后收割植物從而將營養鹽從水中提取出來。湖泊水產養殖的污染物主要源于過多的投放飼料，水生生物吃不完，導致在水中殘留，以及養殖水生動物所排泄的物質，針對這一問題，我們可以運用科學的立體養殖方法，設計相對合適的飼養稀疏度、合理地控制投放餌料的重量等。然而對于湖泊周邊的旅游觀光和水上交通運行所導致的污染應通過相關部門對游客數量和船只的數量合理控制，合理安排旅游路線等方法予以解決。

5 結語

本文應用洞庭湖區長系列的水文水質同步監測資料，以及野外考察資料，研究了洞庭湖水質變化的影響。主要結論如下：針對洞庭湖面臨的嚴重水環境問題及產生的原因，從水利工程調度及非工程控源兩個方面對改善洞庭湖水環境質量狀況提出了綜合調控策略。

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2015-12-06）

劉詠梅（1971-），女，碩士研究生，副教授，高級工程師，主要從事水利水電工程設計及專業教學工作。