神农架大九湖水文水资源现状研究和保护对策

'神农架大九湖水文水资源现状研究和保护对策　　摘要：神农架大九湖是湖北省惟一的高山湖泊，是华中地区面积最大、海拔最高的高山湿地，是南水北调中线工程重要水源涵养区，也是盛产名贵中药材生产基地，地理位置独特，极具代表性、重要性、特殊性。通过对大九湖进行测量、水质取样分析和水文水资源评价，明确了大九湖的水文水资源特性和湖泊特性，为大九湖水资源、中药材资源的合理有效开发提供科学依据。关键词：水文；水资源；水环境；分析；开发；保护；对策；神农架中图分类号：P332；F205文献标识码：A文章编号：0439-8114（2013）13-3033-051自然概况11 大九湖属于高山湿地，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农架林区西北部，坐落在大巴山脉东段北麓，为亚高山盆地，是华中地区面积最大、海拔最高的高山湿地和保存最完好的北亚热带亚高山泥炭沼泽湿地，是南水北调中线工程重要水源涵养地，也是名贵中药材生产基地，生态地位十分重要[1]。大九湖位于东经109°56′9″-110°3′13″，北纬31°26′32″-31°31′41″。南部、西部与重庆市巫山县接壤，西北部与竹山县为邻，北部与林区九湖乡高峰村交界，东部与小九湖村相连。大九湖是一群山环抱的封闭岩溶盆地，盆地内有自身独立的分水岭，流域面积43.237km2，盆地面积11.786km2。大九湖包含9个小的湖泊，分别为1号湖、2号湖、……、9号湖，湖泊总面积1.15km2，总容积136.6万m3。大九湖历史悠久，古称“巴山前哨”，是“薛刚反唐”屯兵的大本营和“刘体纯联明抗清”的盟誓地，清朝白莲教起义和民国的神兵“黄马褂”起义都在这里留下了历史遗迹。大九湖主要分布有沼泽土、草甸沼泽土和草甸土，耕作土壤多为黄棕壤、棕壤、紫色土、潮土，以大九湖的沼泽土分布最为典型。大九湖森林覆盖率达到90%以上，湿地内共有高等植物145科474属984种，国家重点保护植物14种、珍贵植物3种、濒危植物12种；大九湖盛产名贵中药材，其中党参、天麻、独活、白三七、尖贝、头顶一颗珠、黄柏、大黄、厚朴、杜仲、黄芪等最负盛名。2降水量特性大九湖具有高山草原风光特色，日照时间短，气候温凉，无霜期短，冬长夏短，春秋相连，是典型的亚高山沼泽型湿地气候。大九湖平均海拔1700m，地域开阔，地形差别很大，气候冷暖不一；年均气温7.4℃，1月最冷气温-21.211 ℃，7月绝对高温34.5℃，每年10月飞雪，次年4月消融，冻土层在30～50cm之间。大九湖多年平均降水量1519.3mm，年降雨日数在150～200d，暴雨年均5.2d，无霜期154d，全年日照少于1000h，山高气寒，生长季节短，是神农架林区多雨地区。大九湖流域内设有九湖坪雨量站，该站有1956-2010年实测资料系列，资料系列一致，精度可靠，作为分析的主要依据。大九湖月最大降水量达586.8mm，发生在1979年9月。大九湖各月降水量差异较大，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为2170.8mm，发生在1963年，年最小降水量919.9mm，发生在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，年际变化较大。大九湖多年平均降水量月分配情况见表1。3蒸发特性3.1水面蒸发水面蒸发量是反映当地蒸发能力的指标，它主要受气压、气温、地温、湿度、风、辐射等气象因素的综合影响。11 水面蒸发分析资料采用1956-2010年系列资料。水面蒸发量地区分布是：一般低温、湿润地区水面蒸发量小，高温、干燥地区水面蒸发量大。根据1956-2010年间的实测资料计算分析，大九湖多年平均水面蒸发量643.1mm。大九湖水面蒸发量月分配过程见表2。大九湖多年平均水面蒸发量全区以1月最低，占年蒸发量的3.4%；8月最高，占年蒸发量的13.4%。连续3个月水面蒸发量以6～8月最大，占年蒸发量的37.4%，12～2月最小，占年蒸发量的11.2%。3.2陆面蒸发陆面蒸发量包括土壤蒸发、植被蒸发和陆面水体蒸发，除了受气候条件影响外，还与下垫面供水状况有关，故数值上比水面蒸发小。多年平均陆面蒸发量是根据水量平衡原理，由降水量减去径流量求得，因此陆面蒸发量的地区分布与降水、径流的地区分布密切相关。根据资料分析，大九湖流域多年平均陆面蒸发量419.3mm。3.3干旱指数干旱指数是反映气候干湿程度的指标，以年水面蒸发能力（E）与年降水量（P）之比表示，即γ=E/P，当蒸发能力超过降水量，说明该地区偏于干旱，蒸发能力超过年降水量愈多，即γ值越大，干旱程度就愈严重。γ　　1）第四纪松散岩类孔隙水。分布于盆地底部，面积约6km2。由第四纪冲洪积沙砾石和含砾亚沙土组成。厚度1～2011 m不等，盆地中部厚度最大。多年平均径流模数为0.967L/（s·km2），多年平均径流量18.4675万m3/年。第四纪松散岩类孔隙水的补给来源主要有降水入渗补给，河流、沼泽湿地以及大九湖湖泊等地表水体的入渗补给、山前裂隙和岩溶水的侧渗补给。此外，由于大九湖常年潮湿多雾，凝结水的入渗补给也是不可忽视的来源。孔隙水的径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岩溶含水层。2）碳酸盐岩类岩溶水。主要分布于本区的寒武系和奥陶系的灰岩和白云岩中，是本区的主要含水层，广泛分布于盆地底部和周围山区。该含水层在盆地底部被第四纪松散沉积物覆盖，构成埋藏型岩溶地下水。白云岩、灰岩加上后期的岩溶溶蚀作用，发育了地下岩溶系统。在山区，碳酸盐岩类岩溶水是直接接收降水入渗和注入式补给。在岩溶化程度较高的地区，以注入式补给为主，即大气降水直接通过岩溶洼地、漏斗、落水洞和溶蚀裂隙补给地下水。3）碎屑岩类裂隙水。主要是页岩、粉砂岩和泥质砂岩中的裂隙水，水量相对贫乏。炭质页岩、硅质页岩、泥质页岩以及粉砂岩和泥质砂岩为本地区的相对隔水层。碎屑岩类裂隙水的补给、径流和排泄。由于多期构造运动，在碎屑岩中形成了不同方位、性质、规模的断裂和节理，同时在外应力的长期作用下，岩体表层还形成了10～2011 m的风化带，风化裂隙、张性和张扭性裂隙都能直接接受大气的降水和融雪的补给。因此，大气降水是碎屑岩类裂隙水的主要补给来源，在大九湖盆地地下水主要是接受降水入渗补给。同时由于地形切割较深，碎屑岩类裂隙径流途经较短，多为近源排泄，常常是就地补给、就地排泄。地下水化学类型：主要是重碳酸盐钙镁型水（HCO3-Ca·Mg）。4.2.2地下水资源量大九湖河川基流量由地下水径流模数计算而得。大九湖流域为岩溶山丘区，其多年平均地下水径流模数为20.23万m3/（km2·年），其地下水排泄量为0.0875亿m3。5水环境现状2012年针对大九湖现状水体的特点，对神农架林区大九湖九个湖泊分别采样进行水质监测分析，按照国家《地面水环境质量标准》（GB3838-2002），对九个湖泊水质状况进行了评价，除2号湖、4号湖和6号湖较差外，其他湖泊水质均达到地表水环境质量Ⅲ类以上，详见表3，具体评价如下：1号湖：综合评价为地表水环境质量Ⅲ类标准。2号湖：综合评价为地表水环境质量Ⅴ类标准，超标项目为总磷。3号湖：综合评价为地表水环境质量Ⅲ类标准。11 4号湖：综合评价为地表水环境质量Ⅳ类标准，超标项目为总磷。5号湖：综合评价为地表水环境质量Ⅲ类标准。6号湖：综合评价为地表水环境质量Ⅴ类标准，超标项目为总磷。7号湖：综合评价为地表水环境质量Ⅲ类标准。8号湖：综合评价为地表水环境质量Ⅱ类标准。9号湖：综合评价为地表水环境质量Ⅱ类标准。富营养化评价是根据水的使用功能，按照一定的评价因子、质量标准和评价方法，对湖泊水库富营养化发展过程中某一状态进行定量描述。大九湖富营养化评价因子为总磷、总氮、叶绿素a、CODMn和透明度5项指标；评价方法采取《地表水资源质量评价技术规程》（SL395-2007）；采用指数法进行评价，以各项营养状态分数的均值对大九湖1～9号湖进行富营养化综合评价，分数越高，富营养化的程度愈严重，评价结果详见表4。经评价大九湖1～9号湖的富营养化程度均为富营养。6湖泊特性大九湖1～9号湖在常年水位下湖面水位高程分别为1756.70、1750.60、1747.50、1746.10、1744.50、1742.40、1741.60、1739.80、1739.20m。大九湖高水位下水面面积1.15km2，湖泊容积136.6万m3；中水位下水面面积0.8411 km2，湖泊容积82.5万m3；低水位下水面面积0.47km2，湖泊容积33.0万m3。7湿地资源开发利用现状大九湖是汉江一级支流堵河的源头，堵河是南水北调中线工程丹江口水库的源头水之一，湖区内有黑水河和九灯河两条溪流，均汇入落水孔。由于盆地封闭，无其他排水通道，加之岩溶洞穴不能畅通排水，因而地下水位普遍较高，在盆地中部的河漫滩地带，地下水接近地表，形成独特的高山湖沼景观[2]。大九湖资源丰富，湿地内人口1017人，耕地545hm2，林地172hm2，粮食年产量325t；畜牧业以猪、牛、羊为主；种植业以高山无公害蔬菜为主；大九湖盛产党参、天麻、独活、白三七、尖贝、头顶一颗珠、黄柏、大黄、厚朴、杜仲、黄芪等名贵中药材[3]；境内森林资源丰富，近年来，随着大九湖国家湿地公园的开发，旅游业发展很快。11 20世纪80年代到2006年以来，大九湖湿地以改善当地群众生活和经济发展为目的，围绕高山反季节蔬菜种植、种草养畜，经历了两次大的开发，对当地经济发展、群众生活的改善起到了一定的促进作用[4]。同时，也对大九湖湿地资源造成了极大破坏，尤其是疏挖落水孔和垦荒等措施，导致大九湖湿地面积不断减少、逐步旱化、富营养化，湿地功能退化。到21世纪初，大九湖湿地水面基本消失，季节性浅水湖泊已不存在，湿地生态系统自我调控功能大幅度下降，以致各种野生动植物面临严峻的生存考验。2006年8月国家林业局批准成立了神农架大九湖国家湿地公园，2007年3月湖北省机构编制委员会办公室批准成立了神农架大九湖国家湿地公园管理局，2008年5月开始实施生态恢复工程。对大九湖湿地公园进行了保护，人工做坝，恢复高山湿地，形成九个湖泊，开展湖泊养鱼和水上娱乐活动。与此同时湿地公园开始原生态经营，其中，2008年接待游客3622人次，实现门票收入11.87万元；2009年接待游客8520人次，实现旅游门票收入41.58万元；2010年接待游客16260人次，实现门票收入90.20万元；2011年接待游客近4.3万人次，实现门票收入291.79万元；2012年接得游客14.3万人次，门票收入1100.00万元。8大九湖湿地保护对策1）按照“保护第一、科学规划、合理开发、永续利用”的建设方针，大力实施大九湖湿地保护与水环境修复，加强湿地保护理念。按照《大九湖水源保护工程可行性研究报告》，加快实施大九湖湿地707hm2建设保护任务，保护大九湖高山草甸和沼泽，保护大九湖水资源，着力构建以丹江口库区水源地保护为核心的水生态修复与水资源保护工程体系。11 2）协调好大九湖湿地生态保护与旅游和农民耕种的关系。随着大九湖国家湿地公园的成立，旅游人员逐年快速增加，也给环境保护带来了压力；农民耕作带来了湖泊化肥农药面源的污染。鼓励农民少用化肥农药，利用高山草甸和现有耕地适量发展畜牧业和高山特色名贵药材种植业，协调好保护与开发的关系。3）做好大九湖污水收集处理，随着旅游人员的大量增加，大九湖景区的宾馆、酒店、农家乐发展很快，集镇生活污水显著增加，对大九湖水资源的污染带来了较大影响。建议尽快建设大九湖污水处理厂，对大九湖生活污水集中处理，达标排放和循环利用。4）加大对大九湖湿地的科学研究力度，对现有湿地进行保护，结合湿地植被的恢复、水源涵养、水土保持、退耕还林等工程措施，在大九湖形成由沼泽、湖泊、草甸、森林等组成的独特的高山立体生态景观。参考文献：[1]杜耘，蔡述明，王学雷，等.神农架大九湖亚高山湿地环境背景与生态恢复[J].长江流域规划与环境，2008，17（6）：915-919.[2]尹发能.神农架大九湖湿地保护与利用研究[J].人民长江，2009，40（19）：50-52.[3]神农架林区地名领导小组办公室.湖北省神农架林区地名志[M].湖北神农架：神农架林区社，1982.[4]11 大九湖湿地产学研课题组.湿地生态旅游开发的SWOT分析及对策研究—以大九湖为例[J].湖北经济学院学报（人文社会科学版），2010，7（1）：34-36.11'