華北地區(qū)歷史文化村鎮(zhèn)水環(huán)境保護探析——以河北省廣府古鎮(zhèn)為例

張 達，李佳樂，杜津津，張廣義

（1.防災科技學院生態(tài)環(huán)境學院，河北 三河 065201；2.湖南師范大學資源與環(huán)境科學學院，長沙 410081）

歷史文化村鎮(zhèn)是千百年來聚落空間所潤養(yǎng)出來的傳統(tǒng)文化的縮影，反映了中國不同地域、不同民族、不同經(jīng)濟社會發(fā)展階段的聚落形成與歷史演變過程，是展示中國優(yōu)秀傳統(tǒng)建筑風貌、優(yōu)秀建筑藝術和建造技藝、傳統(tǒng)空間形態(tài)和民俗風情的真實載體。近些年來，隨著歷史文化村鎮(zhèn)保護制度的進一步發(fā)展和健全，科學研究的進一步深入，歷史文化村鎮(zhèn)保護范圍已經(jīng)從注重保護單體建筑發(fā)展到周邊自然環(huán)境的整體關注。水資源是人類社會結構基本細胞的鄉(xiāng)村聚落最直接最深刻的自然因素，從地理分布、形態(tài)特點、內(nèi)部結構到自然文脈、社會文脈的形成過程中都有極其重要的影響［1-8］。由于江南地區(qū)水資源豐富，水鄉(xiāng)古鎮(zhèn)密布，前人研究的重點在此［9-11］，而中國華北地區(qū)水資源匱乏，水污染嚴重［7，12，13］，加強這一地區(qū)歷史文化村鎮(zhèn)水環(huán)境保護研究更具緊迫性。

1 研究區(qū)域概況

廣府鎮(zhèn)地處河北省邯鄲市永年縣東南部，距縣城臨洺關25 km，西南距邯鄲市28 km，滏陽河、邯臨公路橫貫其南部地區(qū)。廣府系歷代郡、府、州、縣治所在地。鎮(zhèn)外有城墻，全長為“九華里十三步”，至今保存基本完好［14］。古鎮(zhèn)坐落于永年洼的中心，洼淀陸面平均海拔僅41 m，比滏陽河河底還低2 m，3 000 多公頃洼淀圍繞著古城，形成了華北極為少見的濕地洼淀風貌，是具有典型水環(huán)境保護研究意義的歷史文化村鎮(zhèn)。通過調(diào)查該歷史文化村鎮(zhèn)水環(huán)境現(xiàn)狀，結合所掌握的資料，試圖分析原因，并針對該現(xiàn)象給出合理的治理保護建議和對策，以期為中國北方地區(qū)歷史文化村鎮(zhèn)水環(huán)境保護治理工作的規(guī)范開展提供依據(jù)，豐富中國歷史文化村鎮(zhèn)保護的理論體系，拓展研究領域和深度。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

選用數(shù)據(jù)主要來源于調(diào)查問卷和采集水樣數(shù)據(jù)2 個方面。

2.1.1 調(diào)查問卷數(shù)據(jù) 水環(huán)境空間的物質(zhì)要素是居住者和游客能直接感觸到的［6］。于2018 年對廣府古鎮(zhèn)常住居民與游客分別進行了“廣府古鎮(zhèn)水環(huán)境認知”為主題的問卷調(diào)查，調(diào)查區(qū)域主要集中于廣府古城內(nèi)及其周邊。針對古鎮(zhèn)居民共發(fā)放問卷200份，回收有效問卷185 份，有效率92.5%。針對游客共發(fā)放問卷200 份，回收有效問卷170 份，有效率85.0%。研究過程中通過對古鎮(zhèn)居民調(diào)查問卷的統(tǒng)計分析了解居民對古城水環(huán)境歷史變遷、水環(huán)境現(xiàn)狀、水污染源頭的認知以及具體治理水環(huán)境措施等；通過對古鎮(zhèn)游客調(diào)查問卷的分析，了解水環(huán)境空間整體布局、水環(huán)境保護現(xiàn)狀等情況的認知。

2.1.2 采集水樣數(shù)據(jù) 于2018 年對廣府古城內(nèi)部及其周圍的水域進行了水樣采集，依據(jù)河流水質(zhì)采樣斷面與取樣點設置的原則［15］結合廣府古城人口空間分布特征及水環(huán)境影響因素進行樣點布局。取水樣點共4 個區(qū)域29 個點，包括古城內(nèi)部水樣點9個、古城外部周邊水樣點8 個、居民飲用水樣點2個、古城護城河水樣點10 個（圖1）。其中，水樣點26 號被破壞，沒有采集到數(shù)據(jù)，故后續(xù)分析中剔除。綜合相關學者對水環(huán)境評價指標的選取情況［16-18］以及本研究的具體特點，選取化學需氧量（COD）、總磷、總氮、溶解氧作為主要水環(huán)境評價指標。根據(jù)中華人民共和國地表水環(huán)境質(zhì)量標準GB 3838—2002進行水質(zhì)評價。

圖1 廣府古城水樣采集點空間分布

2.2 研究方法

通過對各水樣點的水樣進行收集，運用相關檢測方法對水質(zhì)進行檢測，得到實測數(shù)據(jù)，然后用灰色關聯(lián)評價方法對研究區(qū)域?qū)崪y水質(zhì)進行綜合評價。根據(jù)國家地表水質(zhì)標準按濃度大小分級，分析廣府古鎮(zhèn)地表水質(zhì)的空間分布特征。

灰色關聯(lián)評價方法是以斷面水質(zhì)中各因子的實測濃度組成實際序列，各因子的標準濃度組成理想序列，不同標準級別組成不同的理想序列，使用灰色關聯(lián)度分析法計算實際序列與各理想序列的關聯(lián)度，最后按照關聯(lián)度的大小確定斷面綜合水質(zhì)的級別，此水質(zhì)綜合評價方法已經(jīng)得到廣泛的運用［19-21］。本研究采用劉金英等［22］改進的變權重灰色關聯(lián)法。

3 結果與分析

3.1 廣府古鎮(zhèn)外圍水塘水環(huán)境質(zhì)量評價及分析

根據(jù)對廣府古鎮(zhèn)外圍水塘的水樣分析可知，與GB 3838—2002 相比，溶解氧含量超標，遠遠大于飽和值，屬于Ⅰ類水質(zhì)標準，COD 含量已超出Ⅴ類水質(zhì)的范圍，總氮含量基本屬于Ⅰ類水質(zhì)標準，總磷含量基本屬于Ⅱ類水質(zhì)標準。總之，除了COD 外，其他檢測指標基本符合國標Ⅰ類、Ⅱ類水質(zhì)標準。運用灰色關聯(lián)分析法進行分析可知，古鎮(zhèn)外圍水塘的水質(zhì)有一半已達到國家一級標準（表1）。此外，樣點20 和樣點21 水質(zhì)差，總磷與COD 的數(shù)值過高。分析其原因主要有兩點：一是此地點為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動地區(qū)，農(nóng)田中的磷素等營養(yǎng)物質(zhì)富集，通過雨水的沖擊和淋溶作用，經(jīng)農(nóng)田地表徑流、排水和地下滲漏等方式進入此處河流；二是部分居民點布局于此，生活垃圾存放與處理設施缺乏，大量生活垃圾堆放，在雨水的沖擊下，污染物進入水體。

表1 古鎮(zhèn)外圍水塘取樣分析數(shù)據(jù) （單位：mg/L）

3.2 廣府古鎮(zhèn)外圍護城河水環(huán)境質(zhì)量評價及分析

通過對廣府古鎮(zhèn)外圍護城河所取水樣的水質(zhì)進行分析可知，與GB 3838—2002 相比，所有取樣點的溶解氧含量遠遠大于飽和值，屬于Ⅰ類水質(zhì)標準；COD 的含量也遠遠超過標準值，已經(jīng)超出Ⅴ類水質(zhì)的范圍；總氮含量屬于Ⅰ類水質(zhì)標準；總磷含量基本屬于Ⅱ類標準。由灰色關聯(lián)分析結果可知，古鎮(zhèn)外圍護城河水質(zhì)基本處于國家一級至二級標準（表2）。

表2 古鎮(zhèn)外圍護城河取樣分析數(shù)據(jù) （單位：mg/L）

廣府古鎮(zhèn)護城河水體相連，其水質(zhì)表現(xiàn)為均質(zhì)化特征。其中，古鎮(zhèn)南門區(qū)域水質(zhì)出現(xiàn)異常，COD含量較高。分析其原因可知，廣府古鎮(zhèn)與外界聯(lián)系的交通主要布局于古鎮(zhèn)南門，是古鎮(zhèn)居民與游客與外界聯(lián)系的主要通道，加之此處商業(yè)網(wǎng)點密集、無完善的垃圾處理設施，使得此區(qū)域水質(zhì)出現(xiàn)異常，符合實際情況。

3.3 廣府古鎮(zhèn)內(nèi)水塘環(huán)境及居民飲用水質(zhì)量評價

通過對廣府古鎮(zhèn)內(nèi)水塘的水樣檢測分析可知，與GB 3838—2002 相比，溶解氧含量遠遠大于飽和值，屬于Ⅰ類水質(zhì)標準，COD 含量已經(jīng)超出Ⅴ類水質(zhì)的范圍，總氮含量屬于Ⅰ類水質(zhì)標準，總磷含量大部分采樣點超過了Ⅴ類水質(zhì)標準。由灰色關聯(lián)分析結果可知，古鎮(zhèn)內(nèi)水塘水質(zhì)均處于國家五級標準（表3）。同古鎮(zhèn)外圍水塘相比，溶解氧、COD 和總氮含量相近，總磷含量遠遠超過古鎮(zhèn)外圍水塘水樣中的總磷含量。

表3 古鎮(zhèn)內(nèi)水塘取樣分析數(shù)據(jù) （單位：mg/L）

通過評價可知，古鎮(zhèn)內(nèi)水塘各項水質(zhì)指標變化相對較大，且相比外圍水塘及護城河水質(zhì)偏低。分析其原因主要有3 個方面：一是人口密度分布不均。廣府古鎮(zhèn)人口約4 萬，主要集中分布于古鎮(zhèn)西部、南部和北部。樣點2、3、12、13 的區(qū)域人口分布相對較多，基本符合農(nóng)村地區(qū)人口密集區(qū)水污染的基本特點，即主要污染源來自生活廢料和人的排泄物，一般都不含有毒物質(zhì)，含有較高的氮和磷等營養(yǎng)物質(zhì)。二是畜禽的養(yǎng)殖廢水。樣點14、15 區(qū)域周圍分布有大量圈養(yǎng)牲畜。廣府古鎮(zhèn)的支柱產(chǎn)業(yè)為旅游業(yè)，古鎮(zhèn)居民在政府發(fā)展旅游業(yè)的政策支持下經(jīng)濟收入有了大幅度提高，但位置相對較為偏僻的古鎮(zhèn)居民的旅游收入偏低，養(yǎng)殖牲畜補貼收入成為一種可靠的選擇。在大量養(yǎng)殖畜禽過程中，民居較少考慮養(yǎng)殖廢水的處理問題，直接排入水塘，對水塘的生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。三是污水處理設施嚴重缺乏。廣府古鎮(zhèn)作為歷史文化積淀悠久的居民點，其格局相對固定。經(jīng)實地調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，古鎮(zhèn)旅游業(yè)興起時間較短，基礎設施建設不到位，污水處理設施嚴重缺乏。具體表現(xiàn)為生活污水排入家用化糞池，然后直接進入周圍菜地或簡易窖井，留在其中的固體廢物被不定期地清理外運；沿街的居民將生活污水倒入原有的污水管道，但污水管道的覆蓋面較小，只有城內(nèi)幾條主要街道有設置。

由于本研究主要針對的是古鎮(zhèn)水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查，而居民飲用水都為深層地下水，并且所取樣都來自自來水管，基本符合飲用水標準（表4）。同時，由于古鎮(zhèn)供水設施的不齊全，自來水的供給采取定時供給的方式，進一步加劇了古鎮(zhèn)居民生活用水的矛盾，使得古鎮(zhèn)居民對于加強古鎮(zhèn)水環(huán)境建設有著迫切的需求。

表4 古鎮(zhèn)居民飲用水水樣分析數(shù)據(jù)（單位：mg/L）

4 小結與討論

綜合以上廣府古城主要區(qū)域水樣采集點檢測分析及評價結果可知：①所有水樣的溶解氧含量遠遠大于飽和值，屬于Ⅰ類水質(zhì)范圍；COD 的含量也遠遠超出Ⅴ類水質(zhì)范圍；總氮含量基本相當，都屬于Ⅰ類水質(zhì)范圍；總磷含量除了古鎮(zhèn)內(nèi)的大部分水樣點超標外，其他屬于Ⅱ類水質(zhì)范圍。②通過水質(zhì)灰色關聯(lián)評價進一步分析可知，古鎮(zhèn)水環(huán)境整體情況不佳。古鎮(zhèn)東面、西面的外圍水塘中水質(zhì)出現(xiàn)異常，外圍其他地區(qū)水質(zhì)一般；護城河水質(zhì)中南門附近水質(zhì)出現(xiàn)異常，其他地區(qū)水質(zhì)表現(xiàn)為均質(zhì)化特征；古鎮(zhèn)內(nèi)塘水質(zhì)普遍偏低，人口密集的西城、南城以及飼養(yǎng)畜禽較多的古鎮(zhèn)東南部水塘出現(xiàn)水質(zhì)異常，東城因為缺乏必要的排污設施，水質(zhì)也偏低。③從居民和游客對古鎮(zhèn)水環(huán)境的評價可知，56.0% 的古鎮(zhèn)原住居民對古鎮(zhèn)水環(huán)境不太滿意，94.6% 的居民認為污染的水環(huán)境影響到自己的生活品質(zhì)，其中不滿意的重要原因是給排水設施不完善，由于基本水處理設備缺乏，導致農(nóng)業(yè)活動廢水排放和生活污水無法及時處理；在對古鎮(zhèn)游客的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，37.0% 的游客對古鎮(zhèn)水環(huán)境比較感興趣，說明廣府古鎮(zhèn)水環(huán)境在旅游業(yè)開發(fā)中的價值，34.0% 的游客對古鎮(zhèn)水環(huán)境感到失望，不滿意的原因主要是古鎮(zhèn)水環(huán)境管理及水環(huán)境整體規(guī)劃不完善，希望增加環(huán)保公廁及垃圾處理等配套硬件設施的同時，加強管理與規(guī)劃。

分析水污染原因，總結以下幾點以供參考。①生活污水。古鎮(zhèn)水環(huán)境的破壞符合農(nóng)村地區(qū)水污染特點，污染量較小，但污染源種類較多，處置困難。水污染的主要污染物來源于生活廢物和人的排泄物，一般都不含有毒物質(zhì)，通常都含有較高的氮和磷等營養(yǎng)物質(zhì)，其中還會有大量的細菌、病毒和寄生蟲卵。②畜禽的養(yǎng)殖廢水。近年來，古鎮(zhèn)的養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，居民依靠養(yǎng)殖畜禽收獲了較大的經(jīng)濟效益。但是在養(yǎng)殖畜禽過程中，居民較少考慮畜禽養(yǎng)殖廢水的處理，基本直接排放到溝渠中，這些廢水又經(jīng)過溝渠流入河中，這樣就擴大了污染區(qū)域。③農(nóng)田徑流排水。在古鎮(zhèn)居民農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，已溶解的固體污染物在雨水的沖擊和淋溶的作用下，通過農(nóng)田的地表徑流、排水和地下滲漏等方式進入水體中引起水體污染［23］。④給排水等基礎設施不完善。廣府古鎮(zhèn)居民作為原住民，是古鎮(zhèn)水環(huán)境最大的影響者和承受者。通過對居民問卷調(diào)查分析可知，古鎮(zhèn)的排水系統(tǒng)不完善，以致廢水隨意傾倒等生活習慣是水環(huán)境破壞的主要原因。外來旅游者是古鎮(zhèn)水環(huán)境的影響者，也是古鎮(zhèn)發(fā)展必不可少的因素，在對外來旅游者的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)人對于古鎮(zhèn)的水環(huán)境現(xiàn)狀及歷史有一定了解，他們認為增加污水處理收集設備以及完善古鎮(zhèn)的水系統(tǒng)配置是解決古鎮(zhèn)水環(huán)境問題的關鍵舉措。

通過實地調(diào)查，水樣分析與評價，針對廣府古鎮(zhèn)所存在的水環(huán)境問題提出以下治理建議。①推進廣府古鎮(zhèn)人居環(huán)境建設。將古鎮(zhèn)危房過多、人口密度過高、水環(huán)境污染較為嚴重的西城、南城的部分區(qū)域居民搬離古鎮(zhèn)內(nèi)，安排集中居住，做到統(tǒng)一規(guī)劃，建成布局合理、設施配套的片區(qū)。②實現(xiàn)廣府古鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境建設，切實推動改水、改廁、垃圾處理、污水處理等項目整治，加強水環(huán)境保護的基礎設施建設。在城內(nèi)對生活污水進行集中收集處理，合理布局公共衛(wèi)生間，改善居民家用衛(wèi)生間，防止生活廢水直接滲入地下。建立廣府古鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境保護區(qū)。在古鎮(zhèn)外圍水塘建設生態(tài)公園，在外圍護城河、城內(nèi)池塘等處增加水環(huán)境景觀。③推動“綠色經(jīng)濟”工程。加強水環(huán)境整體規(guī)劃建設，在古鎮(zhèn)周邊的區(qū)域逐步實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設，使得古鎮(zhèn)區(qū)域水環(huán)境的支持系統(tǒng)具有生態(tài)性。對影響古鎮(zhèn)內(nèi)水塘水環(huán)境的畜牧養(yǎng)殖廢物進行集中治理，通過增加就業(yè)，提高居民收入，尤其對古鎮(zhèn)內(nèi)水塘的治理刻不容緩，選擇在水塘中種植降解型水生植物，靠自然的方式來消除污染，同時更換塘水后將其建成觀賞性的魚池。同時，為水環(huán)境治理進行系統(tǒng)性設計，并科學合理地發(fā)展旅游業(yè)，對古城旅游進行規(guī)劃，估算旅游環(huán)境容量，從整體規(guī)劃出發(fā)加強古鎮(zhèn)環(huán)境承載能力建設。④發(fā)展環(huán)保文化教育。加強水環(huán)境管理與宣傳教育，減少垃圾的隨意丟棄和生活污水的隨意傾倒，從根本上減少水污染的來源。同時培育居民健康、文明、低碳的古鎮(zhèn)生活新模式。

水環(huán)境保護是美麗鄉(xiāng)村建設的重要內(nèi)容。本研究通過對華北地區(qū)典型歷史文化古鎮(zhèn)的水環(huán)境進行實測取樣分析及評價，為文化遺產(chǎn)整體性保護與利用提出相關建議。但由于歷史文化村鎮(zhèn)宏觀水環(huán)境以及時間序列數(shù)據(jù)缺乏，無法進行更加深入的探究，后續(xù)階段希望通過對其他文化遺產(chǎn)水環(huán)境的時空特征進行對比分析，得出文化遺產(chǎn)水環(huán)境保護與利用模式。