神農(nóng)架大九湖水文水資源現(xiàn)狀分析與保護(hù)對策

摘要：神農(nóng)架大九湖是湖北省惟一的高山湖泊，是華中地區(qū)面積最大、海拔最高的高山濕地，是南水北調(diào)中線工程重要水源涵養(yǎng)區(qū)，也是盛產(chǎn)名貴中藥材生產(chǎn)基地，地理位置獨(dú)特，極具代表性、重要性、特殊性。通過對大九湖進(jìn)行測量、水質(zhì)取樣分析和水文水資源評價(jià)，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(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水文；水資源；水環(huán)境；分析；開發(fā)；保護(hù)；對策；神農(nóng)架

中圖分類號：P332；F205 文獻(xiàn)標(biāo)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(nóng)架林區(qū)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(qū)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(diào)中線工程重要水源涵養(yǎng)地，也是名貴中藥材生產(chǎn)基地，生態(tài)地位十分重要[1]。大九湖位于東經(jīng)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(qū)九湖鄉(xiāng)高峰村交界，東部與小九湖村相連。大九湖是一群山環(huán)抱的封閉巖溶盆地，盆地內(nèi)有自身獨(dú)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(gè)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?cè)莘e136.6萬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(lián)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(dá)到90%以上，濕地內(nèi)共有高等植物145科474屬984種，國家重點(diǎn)保護(hù)植物14種、 珍貴植物3種、瀕危植物12種；大九湖盛產(chǎn)名貴中藥材，其中黨參、天麻、獨(dú)活、白三七、尖貝、頭頂一顆珠、黃柏、大黃、厚樸、杜仲、黃芪等最負(fù)盛名。

2 降水量特性

大九湖具有高山草原風(fēng)光特色，日照時(shí)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(shù)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(jié)短，是神農(nóng)架林區(qū)多雨地區(qū)。

大九湖流域內(nèi)設(shè)有九湖坪雨量站，該站有1956-2010年實(shí)測資料系列，資料系列一致，精度可靠，作為分析的主要依據(jù)。大九湖月最大降水量達(dá)586.8 mm，發(fā)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(fā)生在1963年，年最小降水量919.9 mm，發(fā)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(fā)特性

3.1 水面蒸發(fā)

水面蒸發(fā)量是反映當(dāng)?shù)卣舭l(fā)能力的指標(biāo)，它主要受氣壓、氣溫、地溫、濕度、風(fēng)、輻射等氣象因素的綜合影響。

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

大九湖多年平均水面蒸發(fā)量全區(qū)以1月最低，占年蒸發(fā)量的3.4%；8月最高，占年蒸發(fā)量的13.4%。連續(xù)3個(gè)月水面蒸發(fā)量以6～8月最大，占年蒸發(fā)量的37.4%，12～2月最小，占年蒸發(fā)量的11.2%。

3.2 陸面蒸發(fā)

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

根據(jù)資料分析，大九湖流域多年平均陸面蒸發(fā)量419.3 mm。

3.3 干旱指數(shù)

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

大九湖流域干旱指數(shù)如下：

γ=E/P=643.1/1 523.2=0.42

γ小于0.5，說明大九湖流域?qū)偈譂駶檸А?/p>

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(shù)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(jié)性變化很大，根據(jù)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(xué)類型含水層 大九湖地下水類型可分為第四紀(jì)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(jì)松散巖類孔隙水。分布于盆地底部，面積約6 km2。由第四紀(jì)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(shù)為0.967 L/（s·km2），多年平均徑流量18.467 5萬m3/年。第四紀(jì)松散巖類孔隙水的補(bǔ)給來源主要有降水入滲補(bǔ)給，河流、沼澤濕地以及大九湖湖泊等地表水體的入滲補(bǔ)給、山前裂隙和巖溶水的側(cè)滲補(bǔ)給。此外，由于大九湖常年潮濕多霧，凝結(jié)水的入滲補(bǔ)給也是不可忽視的來源?？紫端膹搅鞣较蚝偷乇淼暮恿骰疽恢拢渲饕呐判谷ヂ肥窍路膸r溶含水層。

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

在山區(qū)，碳酸鹽巖類巖溶水是直接接收降水入滲和注入式補(bǔ)給。在巖溶化程度較高的地區(qū)，以注入式補(bǔ)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(bǔ)給地下水。

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

碎屑巖類裂隙水的補(bǔ)給、徑流和排泄。由于多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，在碎屑巖中形成了不同方位、性質(zhì)、規(guī)模的斷裂和節(jié)理，同時(shí)在外應(yīng)力的長期作用下，巖體表層還形成了10～20 m的風(fēng)化帶，風(fēng)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(bǔ)給。因此，大氣降水是碎屑巖類裂隙水的主要補(bǔ)給來源，在大九湖盆地地下水主要是接受降水入滲補(bǔ)給。同時(shí)由于地形切割較深，碎屑巖類裂隙徑流途經(jīng)較短，多為近源排泄，常常是就地補(bǔ)給、就地排泄。

地下水化學(xué)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(shù)計(jì)算而得。大九湖流域?yàn)閹r溶山丘區(qū)，其多年平均地下水徑流模數(shù)為20.23萬m3/（km2·年），其地下水排泄量為0.087 5億m3。

5 水環(huán)境現(xiàn)狀

2012年針對大九湖現(xiàn)狀水體的特點(diǎn)，對神農(nóng)架林區(qū)大九湖九個(gè)湖泊分別采樣進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測分析，按照國家《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002），對九個(gè)湖泊水質(zhì)狀況進(jìn)行了評價(jià)，除2號湖、4號湖和6號湖較差外，其他湖泊水質(zhì)均達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類以上，詳見表3，具體評價(jià)如下：

1號湖：綜合評價(jià)為地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

2號湖：綜合評價(jià)為地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)項(xiàng)目為總磷。

3號湖：綜合評價(jià)為地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

4號湖：綜合評價(jià)為地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)項(xiàng)目為總磷。

5號湖：綜合評價(jià)為地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

6號湖：綜合評價(jià)為地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)項(xiàng)目為總磷。

7號湖：綜合評價(jià)為地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

8號湖：綜合評價(jià)為地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

9號湖：綜合評價(jià)為地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

富營養(yǎng)化評價(jià)是根據(jù)水的使用功能，按照一定的評價(jià)因子、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)方法，對湖泊水庫富營養(yǎng)化發(fā)展過程中某一狀態(tài)進(jìn)行定量描述。大九湖富營養(yǎng)化評價(jià)因子為總磷、總氮、葉綠素a、CODMn和透明度5項(xiàng)指標(biāo)；評價(jià)方法采取《地表水資源質(zhì)量評價(jià)技術(shù)規(guī)程》（SL395-2007）；采用指數(shù)法進(jìn)行評價(jià)，以各項(xiàng)營養(yǎng)狀態(tài)分?jǐn)?shù)的均值對大九湖1～9號湖進(jìn)行富營養(yǎng)化綜合評價(jià)，分?jǐn)?shù)越高，富營養(yǎng)化的程度愈嚴(yán)重，評價(jià)結(jié)果詳見表4。經(jīng)評價(jià)大九湖1～9號湖的富營養(yǎng)化程度均為富營養(yǎng)。

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(fā)利用現(xiàn)狀

大九湖是漢江一級支流堵河的源頭，堵河是南水北調(diào)中線工程丹江口水庫的源頭水之一，湖區(qū)內(nèi)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(dú)特的高山湖沼景觀[2]。

大九湖資源豐富，濕地內(nèi)人口1 017人，耕地545 hm2，林地172 hm2，糧食年產(chǎn)量325 t；畜牧業(yè)以豬、牛、羊?yàn)橹鳎环N植業(yè)以高山無公害蔬菜為主；大九湖盛產(chǎn)黨參、天麻、獨(dú)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(nèi)森林資源豐富，近年來，隨著大九湖國家濕地公園的開發(fā)，旅游業(yè)發(fā)展很快。

20世紀(jì)80年代到2006年以來，大九湖濕地以改善當(dāng)?shù)厝罕娚詈徒?jīng)濟(jì)發(fā)展為目的，圍繞高山反季節(jié)蔬菜種植、種草養(yǎng)畜，經(jīng)歷了兩次大的開發(fā)，對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、群眾生活的改善起到了一定的促進(jìn)作用[4]。同時(shí)，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(dǎo)致大九湖濕地面積不斷減少、逐步旱化、富營養(yǎng)化，濕地功能退化。到21世紀(jì)初，大九湖濕地水面基本消失，季節(jié)性淺水湖泊已不存在，濕地生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)控功能大幅度下降，以致各種野生動(dòng)植物面臨嚴(yán)峻的生存考驗(yàn)。

2006年8月國家林業(yè)局批準(zhǔn)成立了神農(nóng)架大九湖國家濕地公園，2007年3月湖北省機(jī)構(gòu)編制委員會辦公室批準(zhǔn)成立了神農(nóng)架大九湖國家濕地公園管理局，2008年5月開始實(shí)施生態(tài)恢復(fù)工程。對大九湖濕地公園進(jìn)行了保護(hù)，人工做壩，恢復(fù)高山濕地，形成九個(gè)湖泊，開展湖泊養(yǎng)魚和水上娛樂活動(dòng)。與此同時(shí)濕地公園開始原生態(tài)經(jīng)營，其中，2008年接待游客3 622人次，實(shí)現(xiàn)門票收入11.87萬元；2009年接待游客8 520人次，實(shí)現(xiàn)旅游門票收入41.58萬元；2010年接待游客16 260人次，實(shí)現(xiàn)門票收入90.20萬元；2011年接待游客近4.3萬人次，實(shí)現(xiàn)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(hù)對策

1）按照“保護(hù)第一、科學(xué)規(guī)劃、合理開發(fā)、永續(xù)利用”的建設(shè)方針，大力實(shí)施大九湖濕地保護(hù)與水環(huán)境修復(fù)，加強(qiáng)濕地保護(hù)理念。按照《大九湖水源保護(hù)工程可行性研究報(bào)告》，加快實(shí)施大九湖濕地707 hm2建設(shè)保護(hù)任務(wù)，保護(hù)大九湖高山草甸和沼澤，保護(hù)大九湖水資源，著力構(gòu)建以丹江口庫區(qū)水源地保護(hù)為核心的水生態(tài)修復(fù)與水資源保護(hù)工程體系。

2）協(xié)調(diào)好大九湖濕地生態(tài)保護(hù)與旅游和農(nóng)民耕種的關(guān)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(huán)境保護(hù)帶來了壓力；農(nóng)民耕作帶來了湖泊化肥農(nóng)藥面源的污染。鼓勵(lì)農(nóng)民少用化肥農(nóng)藥，利用高山草甸和現(xiàn)有耕地適量發(fā)展畜牧業(yè)和高山特色名貴藥材種植業(yè)，協(xié)調(diào)好保護(hù)與開發(fā)的關(guān)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(qū)的賓館、酒店、農(nóng)家樂發(fā)展很快，集鎮(zhèn)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(shè)大九湖污水處理廠，對大九湖生活污水集中處理，達(dá)標(biāo)排放和循環(huán)利用。

4）加大對大九湖濕地的科學(xué)研究力度，對現(xiàn)有濕地進(jìn)行保護(hù)，結(jié)合濕地植被的恢復(fù)、水源涵養(yǎng)、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(dú)特的高山立體生態(tài)景觀。

參考文獻(xiàn)：

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