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第 25 卷 第 4 期 衡水学院学报 Vol.25,No.4 2023 年 8 月 Journal of Hengshui University Aug.2023 衡水湖湿地营养化状况健康评估及原因分析 李 秀 莹 （河北省衡水水文勘测研究中心，河北 衡水 053000）摘 要：衡水湖是典型的平原浅水型湖泊，一直受营养化问题困扰，特选取衡水湖近岸区、开阔区、芦苇区、蒲草区等不同区域水质资料分析其营养化状态，运用河湖健康评估分级标准赋予其健康状况描述，找出主要影响因素，有针对性地提出治理建议。衡水湖营养状态健康评估显示：东湖大湖为亚健康，主要影响因素为透明度、总氮；小湖为不健康，主要影响因素为透明度、总氮及高锰酸盐指数。自 2016 年起，在总体营养状态趋于好转的情形下，透明度的影响逐年增加，甚至在 2021 年超过了总氮，成为了主要影响因素。除受湖体自身影响之外，外来引水水质同样影响较大。关键词：衡水湖；营养化；健康评估；生态保护；湿地 DOI：10.3969/j.issn.1673-2065.2023.04.001 作者简介：李秀莹，女，河北吴桥人，正高级工程师。中图分类号：X82 文献标识码：A 文章编号：1673-2065(2023)04-0001-06 收稿日期：2022-12-01 衡水湖湿地是国家级自然保护区，是仅次于白洋淀的华北平原第二大淡水湖，座落在衡水市桃城区、冀州区、枣强县之间的三角地带，是具有沼泽、水域、滩涂、草甸和森林等完整湿地生态系统的自然保护区，以内陆淡水湿地生态系统和国家 I、II 级保护鸟类为主要保护对象1。衡水湖总水面面积 75 km2，蓄水位 21.0 m，中湖大道将衡水湖分为东西两湖，其中东湖面积 42.5 km2，一人工分割堤又将东湖分为大小两湖，其中大湖 32.4 km2，小湖 10.1 km2；西湖面积 32.5 km22，目前主要为东湖蓄水，西湖仅少部分坑塘蓄水，大部分未蓄水。营养化分析是湖泊水环境评价的重要环节，富营养化也一直是困扰衡水湖的主要问题。1 评价方法 营养状态评价采用指数法3，评价项目为总磷、总氮、叶绿素 a、高锰酸盐指数和透明度，对照湖泊营养状态评价标准及分级方法（表 1），采用线性插值法将水质项目浓度值转换为赋分值，计算营养状态指数 EI，=/=1，式中：EI 为营养状态指数，En为评价项目赋分值，N 为评价项目个数。表 1 湖泊（水库）营养状态评价标准及分级方法 营养状态分级 评价项目赋分值 En 总磷/(mg/L)总氮/(mg/L)叶绿素 a/(mg/L)高锰酸盐指数/(mg/L)透明度/m 贫营养 0EI20 10 0.001 0.020 0.0005 0.15 10 20 0.004 0.050 0.0010 0.4 5.0 中营养 20EI50 30 0.010 0.10 0.0020 1.0 3.0 40 0.025 0.30 0.0040 2.0 1.5 50 0.050 0.50 0.0100 4.0 1.0 富 营 养 轻度富营养 50EI60 60 0.10 1.0 0.026 8.0 0.5 中度富营养 60EI80 70 0.20 2.0 0.064 10 0.4 80 0.60 6.0 0.16 25 0.3 重度富营养 80EI100 90 0.90 9.0 0.40 40 0.2 100 1.3 16.0 1.0 60 0.12 2 衡水学院学报投稿平台:https:/ 25 卷 根据营养状态指数确定营养状态赋分4，赋分标准见表 2。表 2 湖（库）营养状态赋分标准 湖（库）营养状态指数 10 42 45 50 60 62.5 65 70 湖（库）营养状态赋分 100 80 70 60 50 30 10 0 参照河湖健康评估分级标准，按表 3 划定健康分级。表 3 健康评估分级 评估分级 非常健康 健康 亚健康 不健康 病态 赋分范围 RHS 80RHS100 60RHS80 40RHS60 20RHS40 0RHS20 最后将各水质监测断面按所代表湖面水面面积统计，评估衡水湖营养状态健康状况。2 衡水湖营养化状况健康评估结果 衡水湖常设水质监测断面 3 处，均为近岸区域，分别为东湖大湖大赵闸、南关闸，小湖魏屯闸，每月监测，特选取 2021 年 112 月全年资料。为更准确掌握衡水湖各区域水质状况，2021 年 511 月分别对大湖湖面开阔区（1、2、3）、芦苇区（1、2、3）、蒲草区（1、2、3）增设 9 处监测断面，小湖增设南关新闸东及小湖湖心 2 处监测断面，59 月全部监测，1011 月仅监测大湖开阔区及小湖湖心。衡水湖水生植被以芦苇、蒲草为主，包括少部分人工种植的莲藕，约占湖区面积的 2/32148。湿地植物群落类型分为芦苇群落、香蒲群落、浮萍群落等，其中芦苇群落的面积最大5，鉴于此，分别赋予各监测断面所代表水面面积权重值如下：表 4 各断面代表水面面积权重赋值 监测点名称 大 湖 小 湖 大赵闸 南关新闸 开阔区 1 开阔区 2 开阔区 3 芦苇区 1 芦苇区 2 芦苇区 3 蒲草区 1 蒲草区 2 蒲草区 3 魏屯闸 南关新闸东 小湖湖心 水面面积权重 0.05 0.05 0.1 0.1 0.1 0.11 0.11 0.11 0.09 0.09 0.09 0.25 0.25 0.5 注：芦苇区、蒲草区仅 59 月进行监测，其余时段为方便计算，各断面平均分配水面面积。据此计算衡水湖营养化状况，其健康评估结果如表 5 和表 6。表 5 衡水湖各断面营养化状况评分 断面名称 月份 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 大湖 大赵闸 48.4 47.4 48.9 49.9 46.2 56.1 58.7 53.4 55.3 55.2 54.9 55.2 南关新闸 47.2 47.6 50.0 50.7 46.9 60.1 63.2 57.7 58.4 58.4 53.4 53.0 开阔区 1 44.7 62.6 61.8 59.4 57.1 62.7 52.9 开阔区 2 48.1 62.8 60.7 59.1 60.3 62.1 51.1 开阔区 3 50.5 62.3 62.9 59.2 58.3 62.1 48.4 芦苇区 1 46.2 59.4 62.0 62.3 60.7 芦苇区 2 46.8 59.8 59.7 57.2 59.6 芦苇区 3 45.7 61.5 62.7 62.8 61.4 蒲草区 1 44.7 61.9 61.0 59.3 58.4 蒲草区 2 46.5 60.9 58.7 59.2 59.4 蒲草区 3 46.0 60.7 61.9 59.6 61.5 小湖 魏屯闸 60.0 60.1 53.4 52.7 49.7 65.0 50.8 56.6 49.2 56.3 55.3 47.0 南关新闸东 61.6 72.5 74.0 69.2 72.7 小湖湖心 67.6 70.8 75.1 72.7 71.5 69.6 62.5 第 4 期 李秀莹 衡水湖湿地营养化状况健康评估及原因分析 3 表 6 衡水湖各断面营养化健康评估赋分 断面名称 月份 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 全年 大湖 大赵闸 63.2 65.2 62.2 60.2 67.6 53.9 51.3 56.6 54.7 54.8 55.1 54.8 58.3 南关新闸 65.6 64.8 60.0 59.3 66.2 49.2 24.4 52.3 51.6 51.6 56.6 57.0 54.9 开阔区 1 71.0 29.2 35.6 50.6 52.9 28.4 57.1 46.4 开阔区 2 63.8 62.8 60.7 50.9 60.3 62.1 51.1 58.8 开阔区 3 59.5 31.6 26.8 50.8 51.7 33.2 63.2 45.3 芦苇区 1 67.6 50.6 34.0 31.6 44.4 45.6 芦苇区 2 66.4 50.2 50.3 52.8 50.4 54.0 芦苇区 3 68.6 38.0 28.4 27.6 38.8 40.3 蒲草区 1 71.0 34.8 42.0 50.7 51.6 50.0 蒲草区 2 67.0 42.8 51.3 50.8 50.6 52.5 蒲草区 3 68.0 44.4 34.8 50.4 38.0 47.1 大湖综合 64.4 65.0 61.1 59.8 66.9 43.8 40.0 46.7 49.1 46.02 56.62 55.9 54.6 小湖 魏屯闸 50.0 49.8 56.6 57.3 60.6 10.0 59.2 53.4 61.6 53.7 54.7 66.0 52.7 南关新闸东 37.2 0 0 1.6 0 7.8 小湖湖心 4.8 0 0 0 0 0.80 30.0 5.1 小湖综合 50.0 49.8 56.6 57.3 26.9 2.5 14.8 13.8 15.4 27.3 42.4 66.0 35.2 分析表 5、表 6 统计结果，衡水湖东湖大湖各断面营养状态指数为 44.7 63.2，小湖为 47.0 75.1，均属中营养至中度富营养。按健康评估标准描述，衡水湖东湖大湖各断面健康分值是 24.4 71.0，属不健康至健康，其中 60.0 71.0 属健康的占比 29.3%，40.0 60.0 属亚健康的占比 49.3%，20.0 4 0.0 属不健康的占比 21.3%，东湖大湖综合评价为 54.6 分，属亚健康。衡水湖东湖小湖各断面健康分值为 0 66.0，属病态至健康，其中 60.0 66.0 属健康的占比 12.5%，40.0 60.0 属亚健康的占比 33.3%，20.0 40.0 属不健康的占比 8.3%，0 20.0 属病态的占比 45.8%，东湖小湖综合评价为 35.2 分，属不健康。据有关浮游植物的研究，衡水湖浮游植物以绿藻门、硅藻门、蓝藻门的种类数最多。优势种为梅尼小环藻、四角十字藻。高温期夏秋季衡水湖东湖大湖部分断面存在水华风险，小湖部分断面处于轻度水华状态6，与表 5、表 6 中营养化状况的统计结果相对应。分析资料，总磷、总氮、叶绿素 a、高锰酸盐指数和透明度五项评价项目，营养状态赋分值分别为总磷 21.7 72.0，总氮 35.5 75.1，叶绿素 a 28.8 71.8，高锰酸盐指数 42.0 73.3，透明度 39.9 90.0，其中透明度 60 分以上占比 74.7%，69 月共计 56 测次，全部都在 60 分以上。其余项目 60 分以上占比分别为总磷 22.2%，总氮 38.4%，叶绿素 a 15.2%，高锰酸盐指数 23.2%，其中高锰酸盐指数的影响主要在小湖，南关新闸东与小湖湖心两断面共计 12 测次，高锰酸盐指数营养状态赋分值全部 60 分以上。综上分析，影响衡水湖水体营养化状态的主要因素东湖大湖为透明度、总氮，小湖为透明度、总氮及高锰酸盐指数。3 重点断面营养化状况变化趋势分析 衡水湖大赵闸为国控断面，也是河北省衡水水文勘测研究中心每月监测的常设水质监测断面，资料完整，特选取 20122021 年资料，按年均值分析其营养状态变化趋势，见表 7。由表 7 分析可见，大赵闸断面十年间除 2016 年为中度富营养外，其余年份均为轻度富营养，对照健康评估分级表，2016 年营养状态为不健康，其余年份均为亚健康。主要影响因素为总氮以及高锰酸盐指数，但值得注意的是自 2016 年起，在总体营养状态趋于好转的情形下，透明度的影响却逐年增加，甚至在 2021年超过了总氮，成了主要影响因素。大赵闸营养状态指数 EI 以及总氮、透明度的变化趋势见图 1。4 衡水学院学报投稿平台:https:/ 25 卷 表 7 衡水湖大赵闸断面营养化状况年度变化 年份 营养状态指数 EI 各评价项目赋分值 En 总磷 总氮 叶绿素 高锰酸盐指数 透明度 2012 53.2 46.0 67.8 47.3 58.8 46.0 2013 55.7 50.0 67.8 54.2 56.8 50.0 2014 57.6 60.0 64.3 53.2 59.5 51.2 2015 55.0 46.0 69.0 55.0 58.8 46.0 2016 62.0 61.0 68.6 57.2 67.5 55.8 2017 56.0 56.0 62.1 48.3 58.5 55.0 2018 58.0 60.0 61.6 53.8 57.8 57.0 2019 55.1 46.0 62.0 51.7 57.3 58.8 2020 53.3 42.0 61.5 52.8 53.0 57.4 2021 52.1 42.0 55.9 50.6 53.8 58.0 图 1 大赵闸断面营养状态变化趋势 分析原始资料，近几年透明度偏低的时长明显增加，尤其自 2019 年以来，每年有 78 个月透明度低于 0.50 m，主要集中在水温较高的夏、秋季节。大赵闸断面透明度每月监测一次，年监测 12 次，分别选取 0.5 m 以下、0.5 1.0 m 以及 1.0 m 以上三个数据段，统计十年间各年份透明度各数据段分别出现频次情况见表 8。表 8 大赵闸 20122021 年透明度监测统计 年份 透明度各数据段出现频次 1.0 m 0.5 m1.0 m 0.5 m 2012 5 4 1 2013 6 4 0 2014 4 4 3 2015 5 3 0 2016 2 8 2 2017 2 10 0 2018 2 5 4 2019 2 2 8 2020 1 3 8 2021 2 3 7 注：2012 年 11、12 月，2013 年 1、3 月，2014 年 12 月，2015 年 1、3、9、11 月，2018 年 12 月无资料。35.040.045.050.055.060.065.070.075.080.02012201320142015201620172018201920202021赋分值年份总氮透明度营养状态指数第 4 期 李秀莹 衡水湖湿地营养化状况健康评估及原因分析 5 4 原因分析及治理建议 衡水湖是典型的平原浅水湖泊，湖盆为浅碟状洼地，湖底比周围平地低 4 5 m217，平均水深 2.1 m259，衡水湖水源主要依靠外流域调水，其中又以引蓄黄河水为主，大量泥沙随水入湖，自 1994 年开始引黄河水至 2012 年累计入湖沙量 7.5376 万吨，占衡水湖总库容 0.015%1388。同时衡水湖又是一处内陆封闭型汇水湿地，水体流动性差，滞留时间长，衡水湖浮游植物多样性变化趋势与水温变化呈正相关6，2021 年平均水温 16.5，有 5 个月水温在 20 以上，也为浮游生物生长创造了条件。另外人类活动如旅游、捕鱼等以及风浪对水体的搅动等，都是造成浅水湖泊透明度较低的原因。由于衡水湖主要依靠外来调水，其水质受来水水质影响较大，最近一次入湖引水监测显示（2020 年 5月王口闸）总磷 0.10 mg/L，总氮 3.43 mg/L，高锰酸盐指数 4.3 mg/L，透明度 0.30 m，营养状态分值均在50 分以上，其中透明度 80.0 分、总氮 67.2 分。另外湖体本身多年沉积底泥中营养盐的二次释放以及水生植物成熟后不能及时收割而腐烂所造成的营养盐重新释放等，也会造成水体中营养盐含量的增高。衡水湖作为当地一张生态名片，市政府与各级水行政主管部门对其生态保护与治理高度重视，先后出台衡水湖水质保护条例 衡水湖保护和治理条例等政策法规，全面关停入湖排污口，禁止点源污染，推广高效农业，减少面源污染，同时进行生态移民和村落整治，周边工厂搬迁，退耕还林、还草以涵养水源。2019 年 12 月衡水湖唯一现存湖心渔村顺民庄搬迁完毕7。衡水湖营养化状况有所好转，但仍需继续努力，现提出以下几点建议：1）加强衡水湖各区域水质监测。受多方因素制约，不同植物群落水域站点仅布设了代表性较强的芦苇群落与蒲草群落，挺水植物的莲藕区域以及沉水植物区域等在整个衡水湖水面面积的占比也比较大，应进一步加密水质站点的布设，以丰富资料代表性，为衡水湖开发利用与保护提供数据支撑。2）加强衡水湖底泥及水生生物的监测。衡水湖是封闭式内陆平原浅水型湖泊，水体循环性差，营养化状态受内源污染影响较大。加强内源监测，了解底泥及水生生物变化动态，采取及时清淤、收割已成熟的水生植物、放养食草鱼类、修建小范围内循环水系等措施，降低湖体内源可能带来的二次污染。3）制定入湖水体水质及含沙量标准。衡水湖水源主要为引蓄外来调水，来水水质直接影响衡水湖水质状况。根据衡水湖功能需要，制定入湖水体水质标准，在引水沿途采取控污、排淤等相应措施做好水体净化，做到来水水质达标入湖。4）规范旅游活动，在追求经济效益的同时降低对水体环境的破坏。衡水湖目前是国家 4A 级旅游景区，正在努力创建 5A 级景区。2022 年 9 月 3 日召开了“衡水市创建衡水湖国家 5A 级旅游景区决战冲刺动员会议”8，加之每年 9 月衡水湖国际马拉松赛事的举办与宣传，衡水湖为世人广泛关注，正在成为当地乃至河北省重要的旅游胜地，在衡水湖开发进入快车道的同时更应做好生态保护工作，制定易于推行的实施细则，加大宣传，做到全民参与，实现衡水湖的可持续良性发展。5）规范捕鱼行为。为涵养渔业资源，自 2013 年起衡水湖延长了禁渔期，目前是自每年的 12 月 1 日起至次年的 8 月 31 日止，共计 9 个月封湖禁渔期，此举不仅丰富了渔业资源，也有效改善了衡水湖生态环境。在严格执行禁渔政策打击非法捕捞的同时，还要规范开湖后的捕捞行为，严禁渔民使用炸、毒等严重破坏生态环境的粗暴捕捞方式。另外，下湖捕鱼也是深受游客喜爱的旅游项目，也要对游客的行为进行规范，在游玩的同时尽量降低对环境的破坏。6）重视外来物种入侵问题。外来入侵物种对环境造成破坏的案例时有报道，黄顶菊、蒲草等的入侵也曾给衡水湖环境治理带来困扰，应采取加强引水水体水生生物监测、规范民众放生行为等措施，保护对水体净化有重要作用的原有物种不被侵蚀。7）加强湖区周边保护区范围内的生态保护，严格落实河长制、林长制等制度，规范畜牧养殖、农业生产、工业排污等，打造良好的衡水湖外围生态环境。6 衡水学院学报投稿平台:https:/ 25 卷 参考文献：1 张彦增,乔光建,崔希东.衡水市水文水资源分析与综合利用M.北京:中国水利水电出版社,2017:21.2 张彦增,尹俊玲,崔希东,等.衡水湖湿地恢复与生态功能M.北京:中国水利水电出版社,2010:31.3 中华人民共和国水利部.地表水资源质量评价技术规程:SL395-2007S.北京:中国水利水电出版社,2007:10.4 中华人民共和国水利部.河湖健康评估技术导则:SL/T793-2020S.北京:中国水利水电出版社,2020:7.5 江大勇.衡水湖动植物资源调查研究J.现代农村科技,2021(3):98.6 慕建东,闫丽,郗艳娟,等.衡水湖浮游植物多样性及富营养化研究J.河北渔业,2022(3):39-40.7 杨万宁.顺民庄搬迁记事(组诗)N.衡水日报滏阳花,2019-12-17(B2).8 李雅洁.衡水召开创建衡水湖国家 5A 级旅游景区决战冲刺动员会议EB/OL.(2022-09-03)2022-09-21.https:/ Assessment and Cause Analysis of Nutritional Status of Hengshui Lake Wetland LI Xiuying (Hengshui Hydrology Investigation Research Center of Hebei Province,Hengshui,Hebei 053000,China)Abstract:Hengshui Lake is a typical plain shallow water lake,which has been plagued by nutrient problems.The water quality data of Hengshui Lake in different areas,such as the coastal area,open area,reed-work area and cattail area,are selected to analyze its nutrient status.The river and lake health assessment grading standard is used to describe its health status in order to find the main influencing factors and propose targeted management suggestions.The health assessment of the nutrient status of Hengshui Lake indicates that the nutrient status of the large lake of the east lake in Hengshui Lake is sub-healthy,and its main influencing factors are diaphaneity and total nitrogen;the nutrient status of the small lake is unhealthy,and its main influencing factors are diaphaneity,total nitrogen and the index of potassium permanganate.Since 2016,when the overall nutrient status tends to improve,the impact of diaphaneity has increased year by year,and even exceeded total nitrogen in 2021,becoming the main influencing factor.Besides the impact of the lake itself,the quality of the external diversion water also has a greater impact.Key words:Hengshui Lake;eutrophication;health assessment;ecological protection;wetland （责任编校：李建明 英文校对：吴秀兰）