会仙岩溶湿地水文特征
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发布时间：2022-05-10 06:32
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时间：2023-11-13 18:43
5.2.1 水文观测点布置
由于本研究区内没有设专门水文观测站，本次研究所用到的水文观测数据，是通过临时设置的站点获取的。这些观测站点主要有地表水观测点、地下水观测点、泉水观测点、地表水水质观测点、地下水水质观测点。各观测点类型、数目及分布见图5.8；表5.4。
图5.8 会仙湿地水文观测点布置图
表5.4 会仙岩溶湿地水文观测点统计表
5.2.2 水位特征
5.2.2.1 地表水水位特征
（1）多峰多谷特征明显
总体上看，会仙岩溶湿地地表水水位在观测期内多峰多谷特征明显。从图5.10～图5.13可以看出，每个观测点在水文观测期水位波动都比较频繁，每次较大的集中降雨后一两天，就会出现一次水位峰值，之后便迅速回落。每个观测点的水位峰值均出现在2007年6月中旬，最低值出现在2007年的10月下旬。原因是2007年6月份是2007年内降雨的集中发生期，而10～12月份为2007年的干旱期，其中，10月份将近一个月都未降雨（图5.9），导致观测点水位连续下降。观测点C1（斗门总闸）、C2（古运河东支出口）、C3（莫家古运河）、C4（睦洞河出口）的最高水位分别为147.76m、147.52m、149.30m、147.60m；最低水位分别为146.44m、146.20m、148.10m、144.6m。
（2）水位变幅较大
地表水水位变幅较大，且不同观测点水位变幅相差也较大。观测点C1（陡门总闸）、C2（古运河东支出口）水位变幅相近，约为1.30m；观测点C3（莫家古运河）位于古运河西支，水位变幅约1.20m；观测点C4（睦洞河出口）水位变幅最大，为3.21m。
观测点C3（莫家古运河）下游出口与会仙河相通，会仙河上游筑有多座水坝，水位动态变化受人为控制影响很大，加上古运河淤堵现象严重，故水位变幅较小；观测点C4（睦洞河出口）为湿地水体主要排泄口，加上与相思江连通，受其汛期洪水顶托作用影响，水位变幅较大。
（3）对降雨响应时间较短
通过图5.9～图5.13比较可以看出，湿地水位对降雨响应时间较短。一次大的集中性降雨后24h左右，地表水水位即可达到最大值。降雨停止后，水位即下降，降幅可达0.20m/d。
图5.9 会仙湿地降雨量过程线
图5.10 C1观测点（陡门总闸）水位变化特征图
图5.11 C2观测点（古运河东支出口）水位变化特征图
图5.12 C3观测点（莫家古运河）水位变化特征图
图5.13 C4观测点（睦洞河出口）水位变化特征图
5.2.2.2 地下水水位特征
（1）多峰多谷特征较明显
会仙岩溶湿地松散层地下水水位多峰多谷特征较明显。总体来看，1～3月份为平水期，地下水水位相对稳定；4～8月份进入雨季，地下水水位达到最高，受降雨频率及强度影响波动较大；9～12月份地下水水位不断降低，波动有所减少。从图5.14可以看出，莫家民井2006年最低水位为150.55m，2007年最低水位为150.26m，均出现在每年的11月份。莫家地下水9～11月份水位一般保持在150.5～150.75m，2006年12月～2007年3月中旬水位则略有升高且动态变化较小，一般为150.7～151.10m；2007年3月中旬至8月份，地下水水位抬升及波动增大。从图5.15可以看出，斗门民井地下水水位波动较莫家民井要大，这是因为斗门民井地下水与岩溶地下水有较密切联系。据居民反映，斗门民井井底处有一近南北走向岩溶裂隙，岩溶地下水水量的频繁变化直接影响到上覆松散层地下水水位变化。因此，研究区松散层地下水水位波动与下伏岩溶地下水有着紧密的联系。丰水期降雨频繁，岩溶地下水水量变化较大，导致松散层地下水水位的波动频繁。
（2）地下水水位变幅不均
从表5.5及当地村民介绍分析得出，会仙岩溶湿地内年内地下水水位变幅在0.76～2.20m。其中，松散层地下水水位较低，水位变幅较小，在1.00～1.50m左右，如D1、D2、D4、D6、D9、D14、D15；裸露岩溶区或受岩溶地下水影响较大的覆盖岩溶区的地下水位变幅一般较大，约为2.00m，如D3、D7、D8、D12、D13；另外，D5、D10、D11处地下水与岩溶地下水联系也较密切，水位变幅较小，约为1.00m，原因可能是因为该区位于地下水集中径流或排泄带，地下水补给较充足。
图5.14 观测点D2（莫家民井）地下水水位动态特征图
图5.15 观测点D1（斗门民井）地下水水位动态特征图
表5.5 会仙岩溶湿地地下水水位年内变化统计表（单位：m）
续表
图5.16和图5.17为松散层地下水在洪水期及枯水期地下水等值线及三维图，由该图可以看出地下水的流向，也可以看出其流场受季节影响并不大。部分观测点地下水与岩溶地下水联系密切。因此，该图反映的松散层地下水水位及流场的变化也受到了岩溶地下水的影响。
图5.16 2007年洪水期松散层地下水位等值线及三维图
图中数据单位为m
图5.17 2007年枯季松散层地下水位等值线图及三维图
图中数据单位为m
（3）对降雨响应时间较短
会仙岩溶湿地内，与岩溶地下水联系较为密切的地区，地下水位对降雨响应时间也较短。如2007年4月24日凌晨一点左右降雨58mm，10h 后观测七星村民井水位上涨0.44m，由0.58m上升为0.14m，水质浑浊；12h后观测斗门村民井水位上涨0.40m，由1.55m上升到1.15m，涨幅0.40m。据当地村民反映，七星民井及斗门民井地下水位一般在降雨后10～20 h后即达到峰值。这两个观测点地下水水位上升速度较快，主要是因为该井与岩溶裂隙连通，即孔隙水与岩溶水连通所致。由此可以看出，研究区在丰水期或有集中性的较强降雨时，岩溶地下水对松散层地下水的贡献和影响还是比较大的。
5.2.2.3 水域分布
会仙岩溶湿地内水位的动态变化，直接影响其水域分布。研究区水位动态变化较大，导致湿地水域分布变化较大。图5.18所示为2007年洪水期最高水位及枯水期最低水位时的会仙岩溶湿地水域分布图。2007年，会仙岩溶湿地最大水域面积达到29.5km2，最小水域面积仅为3.8km2。另外，图5.19～图5.23为湿地洪水期与枯水期水情对比照片，更直观地反映了研究区实际情况。从这些资料可以看出，会仙岩溶湿地对洪水的调蓄功能已经变得较弱。影响会仙岩溶湿地调蓄洪水能力的因素主要有：
图5.18 会仙湿地洪水期、枯水期水域分布图
图5.19 睦洞七星村水情变化
（a）洪水期（2007年6月14日）；（b）枯水期（2007年10月14日）
图5.20 睦洞河源头水情变化
（a）洪水期（2007年6月14日）；（b）枯水期（2007年10月14日）
图5.21 分水塘水情变化
（a）洪水期（2007年6月14日）；（b）枯水期（2007年10月14日）
图5.22 睦洞河出口水情变化
（a）洪水期（2007年6月14日）；（b）枯水期（2007年10月14日）
图5.23 渣塘底沼泽区水情变化
（a）洪水期（2007年6月14日）；（b）枯水期（2007年10月14日）
（1）下垫面因素
研究区处于平原分水岭上，中部略高于东、西部，导致水体沿东、西两个方向分流，不易于水体的大量及长时间汇集，降低了湿地调蓄洪水的功能。
（2）河流发育
研究区内发育睦洞河，为湿地水体的主要排泄带。此外，区内还筑有相思埭古运河。古运河沿东西向贯穿整个湿地南部及。近代以来，运河西支由于日久失修，多被淤堵，其排水作用不大，但东支水力坡度较大，其排水能力依旧较强。除干旱月份断流外，常年有水从由古运河东支流出。
（3）人为破坏
多年来，当地居民为促进农业、养殖业发展，处处开荒，筑堤围塘，修建沟渠。湿地原有的具有较强蓄水能力的草根层、腐殖层被破坏，不仅调蓄功能进一步降低，其水文循环也遭到了破坏。
（4）岩溶发育
岩溶发育主要影响了湿地对地下水调蓄能力。岩溶发育可以使地下水在较短时间内迅速汇集，转化成地下径流排泄至地表或河道。
会仙岩溶湿地调蓄功能的破坏会导致湿地的衰退，保护湿地就必须要加强湿地的调蓄功能。建议从两方面入手：首先要改变人为活动对其的影响，减少和控制人们对湿地进一步的破坏，并逐步修复以前对湿地所造成的破坏，例如退耕还草等；其次是通过修建水利工程来控制湿地水位及水域淹没范围。
5.2.3 流量特征
5.2.3.1 地表水流量特征
（1）水源补给以雨水补给为主
观测点C2（古运河东支出口）、C4（睦洞河出口）分别为会仙岩溶湿地东、西两向的总出口，其流量变化反映了其内部水量的变化。由图5.24，图5.25可以看出，研究区水源补给以雨水补给为主，在时程上雨水与流量有较好的对应关系，不同强度的降水都会引起河水流量不同程度的增大。
图5.24 观测点C2（古运河东支出口）流量与降雨过程
图5.25 观测点C4（睦洞河出口）流量与降雨过程
湿地水量尽管在平水和枯水期仍以地下水补给为主，但这部分水源占次要地位，雨水补给为其水量的主要补给来源。
（2）对降雨响应时间较短
以雨水补给的河流水量对降雨响应时间都普遍较短。由图5.24和图5.25可以看出，会仙岩溶湿地河流对降雨响应时间范围是1～3d。其中，观测点C2流量与降雨对应关系最紧密，流量达到峰值的滞后时间仅为1d，观测点C3则为2～3d。
观测点C2为古运河东支出口，运河东支的集水区（狮子岩、冯家、黄毛一带）面积较小且地势相对较高，蓄洪能力较差，降雨后水量会很快集中排泄于古运河内，所以古运河流量往往在降雨24 h内会急剧增大；睦洞河发源于睦洞湖，为湿地主要蓄水区，由于蓄水作用影响，睦洞河流量变化往往相对滞后。
（3）径流年内分配不均
径流年内分配主要取决于补给水源。会仙岩溶湿地水源补给主要为雨水补给，导致其径流年内分配不均。研究区径流主要集中在5～7月份，占全年径流量70%。湿地降水主要集中在4～8月，占全年降水量的80%。年内径流分配与降水关系密切。
5.2.3.2 地下水流量特征
（1）泉流量动态变化特征
会仙岩溶湿地内的泉点可以分为三种类型：非岩溶泉、岩溶泉。其中，非岩溶泉出露于覆盖岩溶区，岩溶泉出露于裸露岩溶区。研究区内泉点类型及枯水期流量见表5.6。由于研究区的泉点均位于湿地低洼沼泽区或水渠河流河床上，无法测得洪水期的流量。另外，泉点Q5、Q6及Q10作为补给水源，被当地居民圈围起来用作养殖水塘，泉水流量也已无法测得。
表5.6 会仙岩溶湿地泉点流量统计表
由表5.6可以看出，在平水期及枯水期，研究区岩溶泉的流量均为零；非岩溶泉的流量较小且差别不大，均小于5.0L/s，且常年不干，逢特干旱年份，成为附近居民的主要水源。虽然对会仙岩溶湿地泉点流量未能进行全面和长期观测，但通过对冯家东沼泽岩溶泉（Q4）进行观测得出，枯水期其流量为零，丰水期其流量可达111.0 L/s。这说明研究区内岩溶泉点流量与大气降雨关系密切，年内流量动态变化较大。
（2）伏流流量动态变化特征
伏流发育于狮子岩一带，流量动态变化较大，与大气降雨关系密切。雨季时伏流出水流量较大，最高水位可高于洞底1.50～2.00m；平水期、枯水期流量一般较小，若连续数月不下雨，则会出现断流，一年内断流时间可达1～2月。2007年6月28日测得该伏流最大出水流量1500L/s，2006年10月27日与2007年12月5日两次观测到地下河断流。
5.2.4 水质特征
5.2.4.1 地表水水质特征
（1）评价方法
本次地表水环境质量评价标准按《地表水环境质量标准》GB3838—2002对会仙岩溶湿地内地表水水质进行评价，依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：
Ⅰ类 主要适用于源头水、国家自然保护区。
Ⅱ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等。
Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、徊游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区。
Ⅳ类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。
Ⅴ类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
地表水水质评价方法采用综合污染指数法，公式如下：
岩溶地区地下水与环境的特殊性研究
式中：P为地表水综合污染指数；Ci为某污染物的实测浓度，mg/L；Si为某污染物的地表水环境标准浓度，mg/L；n为水质评价因子的数量。
地表水综合污染指数分级标准见表5.7。
表5.7 综合污染指数分级标准表
根据地表水环境质量标准基本项目标准限值表1，评价因子选有pH值、COD、氨氮、总磷、铜、锌、氟化物、砷、汞、镉、铬、铅共12个。鉴于保护会仙岩溶湿地环境的目的，计算时地表水标准浓度按《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）的Ⅲ类水体标准取值。
（2）评价结果
地表水取样点共9个，评价结果见表5.8，取样点分布及评价结果分区见图5.26。
图5.26 会仙岩溶湿地地表水水质分区图
评价结果表明：该区9个观测点，均未达到《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）的Ⅲ类水体标准，属轻度污染。水质超标因子主要是为总磷。大部分观测点水质污染指数为0.5左右，略高于标准值0.4，属轻污染范围；督龙养殖场、睦洞河源头个别月份水质综合污染指数分别为0.84、0.97，属中度污染；仅分水塘及七星码头个别月份地表水水质综合污染指数大于1，属重污染。从污染分区来看，研究区中度污染及重污染区多为受人为影响严重的地区。七星码头位于睦洞七星村居民区内，此处地表水受生活污水及生活垃圾污染严重；督龙养殖场为养殖塘，污染也较严重。
表5.8 会仙湿地地表水水质综合污染指数表
综合分析来看，会仙岩溶湿地内地表水不符合生活用水的标准，七星码头及督龙养殖场的水体不适合发展水产养殖业，只符合农业用水、一般工业用水、人体非直接接触的娱乐用水及一般景观的要求。
湿地地表水质与湿地生态系统密切相关，水质恶化会导致湿地水生生物种类及数量的较少。改善会仙岩溶湿地地表水水质可以从以下两个方面进行：首先，禁止当地居民向水体内排放生活污水及农药残留物，倾倒生活垃圾；其次，控制人们大面积围塘养鱼，拆除围塘堤堰，提高保护区居民及周边地区居民保护水资源的环保意识。
5.2.4.2 地下水水质特征
（1）评价方法
根据《地下水质量标准》GB/T14848—93将地下水质分为五级，依次为：
Ⅰ级（优良水）适用于各种用途。
Ⅱ级（良好水）适用于各种用途。
Ⅲ级（较好水）是以人体健康基准为依据，主要适用于集中式生活饮用水及工、农业用水。
Ⅳ级（较差水）以工、农业用水要求为依据，除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作为生活饮用水。
Ⅴ级（极差水）不适用于饮用水，其他用水可根据使用目的选用。
地下水质量评价以地下水水质调查分析资料或水质监测资料为基础，可分为单项组分评价和综合评价两种。
本次评价按《地下水质量标准》GB/T14848—93对会仙岩溶湿地地下水水质分别进行单项组分评价和综合评价。评价方法系采用各监测点的评价因子对应“标准”中规定的五个类型水赋值范围，以“从优不从劣原则”进行单项组分评分（Fi）（表5.9），从而对水质进行单项组分评价；在此基础上综合各因子单项评价分值，利用公式3.2、3.3得出综合评价指数（F），按照地下水质量划分标准（表5.10）对水质进行综合评价。
表5.9 单项组分各类别对应分值表
表5.10 地下水质量划分标准
根据资料内容及实际情况，参加评价的水化学项目有pH值、总硬度、Cl-、
、F-、NO3-、
、Cu、Pb、Zn、Cd、Co、Ni、Mn、Hg、Cr6+、As，共17项。
其中综合评价指数F按下式计算：
岩溶地区地下水与环境的特殊性研究
式中：F为参评因子单项分值Fi的平均值；Fmax为参评因子单项分值中的最大值。
（2）评价结果
按照上述地下水水质评价方法，首先对会仙岩溶湿地4个地下水监测取样点水质状况进行了单项组分评价，在此基础上，进一步进行了综合指数评价（表5.11；图5.27）。
表5.11 会仙湿地地下水水质单项评价与综合评价指数表
图5.27 会仙岩溶湿地地下水水质分区图
研究区地下水水质观测点较少，调查的地下水类型包括岩溶地下水及松散层地下水。评价结果表明：会仙岩溶湿地地下水质评价分值在0.74～7.20 范围内，水质有好有差。其中，文全东北溶潭位于湿地北部裸露岩溶区，综合评价指数为0.74，水质优良，符合Ⅰ类标准；其余各点均位于覆盖岩溶区，综合评价指数均小于4.25，符合Ⅲ类标准，适合作为集中式生活饮用水及工、农业用水，只有七星民井位于覆盖岩溶区，综合评价指数达到了7.17，水质较差，接近Ⅴ类水质标准，已不适用于当地居民饮用。
地下水水质问题就是当地居民生活用水安全问题，因为研究区内居民的饮用水源均为地下水。综合来看，除睦洞七星村附近地区外，研究区绝大部分地区居民的饮水安全是有保障的。当地有关部门应引起重视，并采取相应措施为当地居民寻求符合饮用标准的水源。
