漓江的自然地理与水质调查
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漓江的自然地理与水质调查
韩耀全吴祥庆周解
(广西水产研究所南宁 530021)
1. 漓江概述
漓江,是中国锦绣河山的一条青罗带,是桂林山水甲天下的灵魂,是桂林人、广西人乃至全球华人的骄傲。
秀丽的漓江黄金水道,犹如一幅百里画卷,韵美无穷。
漓江最初称“离水”或“漓水”,历史上曾名桂水或桂江、癸水、东江。
据宋代柳开《湘漓二水说》述,二水在兴安境内分水岭南北“相离”,在“相离”二字偏旁加“氵”,北去的名曰“湘江”,南流的名曰“漓江”。
漓江为珠江水系的桂江上游河段,发源于广西兴安县、资源县交界处,兴安县华江乡越城岭猫儿山东北面海拔1732m的老山界南侧。
主源乌龟江北源在南流至兴安县水埠先与源出东岭界海拔1030m的东源黑洞江汇合,至雷皮洲再与源出海拔2141.5m的猫儿山东南侧的西源龙塘江汇合后称六峒河,往南流至司门前与黄柏江、川江三江汇合后称大溶江,流至溶江镇附近与灵河(灵渠南渠)汇合后始称漓江。
漓江自此而南流,流经兴安、灵川、桂林、阳朔,至平乐县恭城河口止,起止地理坐标在(E 110°18′~111°18′、N 25°59′~23°23′)之间。
漓江南流,先在兴安县溶江镇廖家附近纳西北来的小溶江,即入灵川县溶流,并在灵川县三街镇附近先后汇入西北来的路江及东来的淦江,至灵川与桂林市接壤处定江镇大面圩附近纳西北来的大支流甘棠江。
漓江过灵川县秦家后进入桂林市郊区大河乡四联村,由此向南穿过桂林市区(桂林市段长49.3 km),在桂林市区段汇入的主要支流有:主流于象鼻山北麓汇入漓江,部分水流在雉山萝卜洲处注入漓江的桃花江;于斗鸡山北麓注入漓江
的南溪;于穿山西南麓汇入漓江的小东江;于萝卜洲南端注入漓江的宁远河;于花桥汇于小东江注入漓江的灵剑溪;在柘木镇胡子岩附近接西南来连接会仙湿地及相思江的合流形成的良丰江。
此外,由于漓江地处岩溶地区的独特岩溶富水特性,漓江周边富集的大量地下水以各种泉、潭、井、地下河的形式出露补给漓江,著名的有如白龙泉、冠岩地下河等。
漓江出桂林市区继续南流,于大圩镇附近先后纳入东北来的牛河、马河及东来的潮田河,在草坪乡冠岩处入阳朔县,并在兴坪镇汇入大源河及胡家园河的合流,继续南流至阳朔大桥下的田家河纳入西来的遇龙河及金宝河的合流,再至福利镇汇入东来的福利河,经福兴进入平乐县,先在南洲接西来的荔浦河,后在县城恭城河口汇合北来的恭城河,漓江亦以此为终点,全长164 km,总流域面积6050km2。
平乐镇以下江段称桂江,续续南流至梧州汇入西江、珠江,最后汇入南海。
2.漓江的地质地貌
漓江的地质地貌主要有如下特点:
2.1 典型的岩溶地质地貌区。
漓江流域形状为长形多支流河系,整个流域在地貌学上属于典型的岩溶地貌,广泛裸露古生代纯质厚层的碳酸盐岩,由于地质发展演变过程中的多次构造运动,使其具有纵横交织的断层裂隙,加上适宜的气候条件,为流域区岩溶地貌的发育提供了有利条件,形成了诸多的地下溶洞和地下河。
自桂林至阳朔之间河段,是广西东北部岩溶地形发育最典型的地段,此段漓江沿岩溶峰林峰丛地貌依山而转,蜿蜒于万点奇蜂之间,碧水萦回,奇峰夹岸,形成景致最迷人的峡谷,江中多洲,岸边多滩,乱石遏流,浪回波伏,尤以草坪、杨堤、兴坪为胜。
2.2 沙石河道,常年长有水草,滩潭众多。
漓江河床地质结构是中盆系以后的碳酸盐建造,溶岩已发展到峰林期,尤其是桂林至阳朔段系石灰岩岩溶较发育地区,河道由砂、卵石组成,以沙石为多,
分布有石,并常年长有水草,河床滩潭相间,滩长潭深,滩险众多,不少具独特水文环境条件的深潭滩尾成为众多漓江鱼类的产卵越冬场所。
2.3 河谷深切,河床比降大。
在漓江河谷阶地上,多为砂砾、卵石堆积物,埋藏有孔隙潜水。
漓江河谷窄而深切,两岸山坡陡峻,河道复杂,下游阳朔到平乐段,除沙卵石为主外还分布有散石与丛礁。
漓江河床的整体比降较大,平均比降为0.4‰。
3 漓江的水文环境
漓江的水文环境主要表现出如下特征:
3.1 水质清澈,透明度高。
漓江上游流经越城岭山区,森林覆盖率达60%左右,水土流失较少。
中下游流经石灰岩地区,地下溶洞,暗河发育,部分江水流入地下,形成地下伏流,加之河床主要以卵石、砂组成,泥质甚少,自净能力较强,许多江段水草丰茂,同时在它的河床上的一个又一个深潭起着沉降泥沙、澄清水色的作用,造就了漓江晶莹、清澈见底的江水,成为广西含沙量最小的河流,有“江作青罗带”的美誉。
漓江的泥沙主要来自上游兴安、灵川及桃花江沿岸,由暴雨、洪水冲刷地面和河岸而形成,以悬沙为主。
含沙量的变化随暴雨、洪水而定,洪水期含沙量较大,低水时含沙量较小。
每年l、2月和11、12月常接近零,多年平均含沙量为0.084 kg/m3。
3.2 相对流量丰富,夏涨冬枯,暴涨暴落,丰、枯水期的水量差距显著,水多与水少问题并存。
漓江属雨源性河流,降雨集中,雨量充沛,水量丰富,仅次于柳江,但径流年内分配极不均匀,丰、枯水季节径流量相差悬殊,丰、枯流量最大相差500倍以上,多年平均相关8.4倍,为广西河流之最。
而且,日平均流量变幅也较大,汛期洪水有暴涨暴落的鲜明特点。
3.3 汛期来得早,枯水期时间长。
漓江是广西汛期来得最早的河流,一般2月底春汛将至。
漓江流域降水量呈自西北向东南递减的趋势,其上游的华江、川江、砚田、上洞、高寨一带是我国高值暴雨区之—,是漓江洪水的主要发源地。
漓江的地表径流来源于流域内的地表水和地下水,在雨季发洪水时地表水向地下渗透,低水期和枯水期地下水补给河槽,形成漓江的径流过程,年内各月径流分配与流域降水量年内分配相似。
漓江多年平均径流量40.3亿立方米,最小流量径流23.3亿立方米,最大流量5252 m3/s,多年平均流量128 m3/s,最大流速2~3m/s。
水量大小、水位高低随降水季节变化,具有山地型河流特点。
漓江汛期为每年3~8月,5~6月水位达最高,8月汛期结束,9月~翌年2月底为枯水期,时间长达5个月左右。
漓江河槽宽在100~600m之间,江面宽一般为100~300m,在丰水期,漓江水面大多宽100~200m左右,水深1米多,而在枯水期,漓江水面大多在30~50m左右,水深大多不到60cm,水量依赖于流域蓄水补给。
近年枯水期间漓江两岸山体裸露日趋严重、河道干涸、生物群落大量减少,严重影响漓江生态环境。
4.漓江的水质理化因子监测分
析
漓江水透明度较好,枯水期透明度在1m以上,汛期或大雨后透明度明显下降。
桂林市区支流的江水明显比漓江水浑浊,其中以宁远河和南溪为重。
漓江水温冬季高于气温1~4℃,其他季节低于气温l~4℃,平均水温为20℃左右,从灵渠、漓江而桂江,水温从上游到下游呈递升趋势,这主要是纬度的地理位置之故。
一般5~l0月为高温期,11~4月为低温期,各断面极端高温多出现在8月,其次为7月;极端低温出现在1月较多,2月次之。
漓江水色度多年平均为12.3度,浑浊度多年平均为7.0度,悬浮物为4.5毫升每升。
根据项目的要求,项目级对漓江水质进行采样监测分析,分别于2006年3月和11月,进行了2次监测分析。
4.1 监测水域布点
根据漓江水域分布,我们选择了5个代表性的监测点,分别是漓江木龙渡、小溶江电站、临桂会仙湿地、漓江灵川大圩、漓江阳朔兴坪码头。
4.2 采样依据
(1) 水质采样方案设计技术规定(GB/T 12997-1991);
(2) 水质采样技术指导(GB/T 12998-1991);
(3) 水质采样样品的保存和管理技术规定(GB/T 12999-1991)。
4.3 监测指标及评价标准
4.3.1 检测参数
溶解氧、pH值、氨氮、总磷、总氮、铜、锌、铅、镉、汞、砷、六价铬、叶绿素-a、石油类、高锰酸盐指数。
4.3.2 评价标准及检测方法
采用《地表水环境质量标准(GB 3838-2002)》中Ⅲ类。
检测方法采用标准所规定的方法。
4.3.3 评价方式
采用单因子评价指数进行评价,单因子环境Si质量指数的表达式为:
Ii= Ci/Si
式中 Ii:第i种污染物的环境质量指数;Ci:第i种污染物的环境浓度;Si:第i种污染物的环境质量评价标准。
当Ii≤1时,表明该检测样品的第i
种污染物符合标准;当Ii>1时,表明该检测样品的第i种污染物不符合标准。
4.4 检测结果分析
检测结果表明,溶解氧和pH值在标准范围内;总氮Ii,除小溶江电站点第二次的Ii小于1外,其它监测点为1.03~3.20,不符合标准要求,超标;其它参数Ii小于1,符合标准。
参照1982年《漓江受污染对渔业资源的影响调研报告》历史可比参数数据看,总体上没有明显变化。
高锰酸盐指数(有机耗氧量)和氨氮检测值没有发生明显变化;总氮检测值明显升高,在0.427 mg/L ~3.195 mg/L之间,只有小溶江电站点的第二次检测值为0.427 mg/L,低于标准值,其它结果均超过标准值;叶绿素-a总体看,处于较低水平;铜、锌、镉、砷检测结果有所下降,没有超标;汞、铅结果没有发生明显变化。
结果见附表。
4.5 评价结论
综上分析,漓江水质从选择监测点所得的检测数据看,只有总氮一个指标超标,其它检测指标均符合标准要求,与1982历史数据相比,部分重金属含量有所降低,水质总体较好。
但是,总氮是水体富营养化的重要指标之一,需要引起注意。
表1 漓江水生态系统自然资源调查研究与保护的水质监测第一次结果
表2 漓江水生态系统自然资源调查研究与保护的水质监测第二次结果
根据《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅲ类,检测结果表明,溶解氧和pH 值在标准范围内;总氮I i 为1.03~1.64,不符合标准要求,超标;其它参数I i 小于1,符合标准。
从丰水期与枯水期比较看,水体的pH 值、石油类、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、汞、镉、铜、锌检测值没有明显变化;铅含量,枯水期比丰水期略有下降;六价铬检测值,枯水期比丰水期略有上升;小溶江电站的砷含量,丰水期较枯水期高,临桂会仙湿地的砷含量,丰水期较枯水期低;叶绿素-a 含量,丰水期比枯水期明显高,最大值出现在漓江灵川大圩(0.9334μg/L ), 叶绿素-a 总体看,处于较低水平,说明水体生产力不高,对渔业生产发展潜力不大;总氮含量,枯水期比丰水期高。
参照1982年《漓江受污染对渔业资源的影响调研报告》历史可比参数数据看(见表3)
表3 1982年漓江水质分析部分结果
比较可以看出,总体上没有发生明显变化。
高锰酸盐指数(有机耗氧量)和氨氮检测值没有发生明显变化;总氮检测值明显升高,在0.427 mg/L ~3.195 mg/L之间,只有小溶江电站点的第二次检测值为0.427 mg/L,低于标准值,其它结果均超过标准值;铜、锌、镉、砷检测结果有所下降,没有超标;汞、铅结果没有发生明显变化。
重金属过高,不仅对渔业生产发展受影响,而且由于水生生物对重金属有富集作用,人如果吃了超标的水产品,也会造成影响。
水体中重金属铜、锌、镉、砷的下降,说明排入漓江的废水重金属含量已较以前降低,说明经过多年对此类企业污水的治理有了成效。
4.6 结论与建议
综上分析,根据《地表水环境质量标准(GB 3838-2002)》,漓江水质各监测点的检测数据看,占Ⅰ~Ⅲ类水质比例≥90%,只有总氮超标,定性评价为优。
总氮是水体富营养化的重要指标之一,控制氮污染是目前控制漓江水质的关键所在,需要引起重视。
建议如下:
(1)虽然监测结果看,水质中耗氧有机物、氨氮、总磷等含量不高,与历史数据相比,也没有发生明显变化,但是漓江作为旅游风景名胜区,严格执行国家
对污染源(企业、生活废水等)排放标准,保持河流良好的自净能力和提高水体复氧作用非常重要。
(2)监测表明,漓江水体中总氮含量较高,明显高于历史水平。
采取有效措施,控制含氮废水的大量排入。
继续保持含重金属废水污染源的治理,对渔业生产及饮用水至关重要。
5 漓江自然环境保护及遭致破坏的情况
上世纪70年代,漓江曾遭到严重污染,付出了惨痛的代价。
吸取了教训,自1980年以来,桂林市政府十分重视对漓江的保护及利用,为了保护漓江水质,在废水处理、工厂布局、漓江补水、游船环保、航道疏竣、河岸整治等方面大量投入,特别是近几年来,桂林市每年环境保护投资指数都在2%以上,先后实施了漓江环境综合治理工程、“两江四湖”环境综合整治工程、桂林小流域综合整治、改用新型环保游船等措施,有效地进行保护漓江,经国家环保部门测定,漓江是我国流经内陆城市市区水质最好的河流之一。
但是,由于人类活动和经济建设的迅速发展,八桂人民引以自豪的漓江,正面临许多新的致危因素,需要我们高度的关注:
5.1 水利项目的无序无度开发及其对漓江水生生物的严重危害。
据中新社报导和我们调查了解,由于水能资源丰富,桂林市已建水电站550座,在建及待建的100多座,其中不少是属于“四无”(无立项、无设计、无验收、无管理)小水电,众多小水电的建成,为保证桂林市电力供应,增加当地财政收入起到一定作用。
无序无度的建设项目主要分布在桂林市的周边县,但在漓江的支流上以及漓江下游的干流上,已建及在建的水电工程设施也越来越多,加上众多以蓄水引水为目的的滚水坝,作为一个小流域整体来评价漓江周边及其支流的生态割裂日益加剧,其负面的孤岛效应将日趋严重。
截流闸坝水电开发,导致江河自然属性的改变,自然生态必然遭到严重破坏。
它对生态环境的影响是多方面、多层次、长期性和不可逆转的。
主要表现为:
河道脱减水、植被遭破坏、水土流失加剧、影响流域河道生态环境、破坏生物多样性,特别是永久性拦河大坝的修建阻隔河道,在大坝上下游形成不同的水生生态系统,阻断洄游性水生动物通道,淹没产卵场,导致一些适应在山涧溪流生长的动物以及有急流洄游习性的鱼类消失,甚至能使水生珍稀濒危物种迅速消亡。
一些水电枢纽修建了调蓄能力较大的水库,水温分层现象明显,对库区周围及下游生态,特别是鱼类繁殖产生长期不利影响。
由于大坝截流蓄水,上游水流速度减缓,水体更新周期变长,库区水体的自净能力降低,容易出现库区水体富营养化现象等等。
5.2 漓江河道被人为破坏。
近年来,由于经济建设的持续发展,漓江河床上无证无序的挖砂采石情况相当严重,尤以市区上游为甚,三街路江河口的漓江河床都被挖掘船翻起了半边河道,一堆堆卵石阻塞河道,还有许多河道被人为破坏了天然铺砌的洲滩,河床上出现了崎形的卵石堆;浅滩上出现渠式河道,降低了水位,扩大了河床的裸露。
一些上游河段成了生活垃圾、城市建设工业三废和弃碴的场所,如小溶江河口旧公路桥下,就有一堆堆的旧柏油沥清路面的弃碴。
5.3 漓江水生态环境受到的噪声污染正日益严重。
十多年来,桂林市加强漓江沿岸生活污染和工业污染的监测和控制,虽不时有些小事故发生,但总体上讲,漓江的有形污染还是控制得较好的。
但是,由于漓江旅游的持续升温,新的无形的污染又形成公害,这就是漓江日渐增加的旅游船队从早到晚、往往返返形成的噪声干扰不断,让漓江永无宁日!这种流动的污染源日趋严重,已侵占漓江黄金水道的每一个角落,这是一个亟待解决的问题。
5.4 漓江上游植被曾被严重破坏,水源林功能恢复尚需时日。
由上世纪中叶至本世纪初年,漓江干流和各主要支流上游森林曾遭致长时间的乱砍滥伐,情况相当严重。
1998年代,连猫儿山国家级自然保护区的大片水源林都遭到偷伐,导致许多地方森林覆盖率大幅度下降,漓江源涵养水的功能下降,水土流失严重,直接影响也漓江来流量,恢复重建尚需时日。
6 会仙湿地
会仙湿地即相思埭桂柳古运河遗址,又称南陡河、南渠(亦称西渠),与兴安灵渠(亦称东渠)相对应,并称桂林东西陡河(亦称东西渠)。
位于桂林市临桂县会仙镇、四塘乡和雁山区东部一带,以督龙湖为中心,湿地标志参照物小山地理坐标为(E 111°11′53.6″、N 25°06′01.0″)。
湿地有桂柳古运河跨越其中,古运河初建于唐长寿元年(692年),全长约15km,最宽处30m,最窄处6m,沿河筑有陡门24座、架桥11座,均用料石砌就。
古运河源起于会仙镇东北角面积约30亩的分水塘,东流至桂林市郊雁山镇社门岭与良丰河连接,注入漓江;西流经四塘大湾达苏桥、注入洛清江再汇入柳江。
运河形成初期,只能在丰水期通航,冬季枯水期船队只得停泊分水塘待航。
元代,运河欠疏浚,至正十一年(1351年),河堤被洪水冲毁。
清代曾对运河作了三次大的维修疏浚,凿去碍航之石386处,增建附属设施,始得四季通航,运河“能航、能排、能灌,农商俱赖”,形成了一条由漓江经相思江、桂柳运河、清水河、洛清江、柳江以至桂西南的水路交通线,使桂林到柳州水路航程缩短了150多公里。
清末民初,由于铁路、公路交通运输改善,桂柳古运河年久失修、河道淤塞,已不通航。
1973年兴修相思江排涝工程,拓宽加深河道东段3km,并拆毁部分桥梁及陡门。
睦洞至莫家段6m宽的河道被填平缩小至1.5m,狮子岩前的积水塘堤坝也已毁坏,现存河道仅可供睦洞、新民两村农民驾舟运送生产物资和农田灌溉之用。
相思埭1987年5月列为桂林市重点文物保护单位。
会仙湿地是半人工半自然形成,地形特异,历史文化底蕴厚重,海拔15O~160 m,是目前已知全国中低海拔岩溶湿地规模之最,它是广西热带、亚热带岩溶峰林地貌中最具研究价值的典型湿地,有类型众多植被和水生生物,也是候鸟迁徙中途约佳的栖息地。
在湿地鼎盛时期,水网密布、水生和喜水植物如芦苇、香蒲、马尾藻、蕨类等遍地丛生,物种丰茂,还有大量百灵鸟、黄鹂、夜莺、乌鸦、水禽、涉禽等在此栖息,还有众多迁徙栖息的候鸟。
由于近50年人类的不适当干预和破坏,湿地大部分已被围垦,成为鱼塘、果园、农田或干枯的荒地,仅有大马塘、督龙湖、分水塘等少数湖塘存留,面积已大为缩小,尚保持一定自然原生状态的湿地不断被吞食侵占。
湿地40年前的面积120 km2 ,现存面积仅24 km2,常年有水的不足6 km2,现在还在一天天减少,主要集中在桂柳古运河一带。
鸟禽类大幅度减少,水生植物仅限于古桂柳运河一带,湿地整体上遭受严重破坏,调节水资源的能力大为降低,干旱、洪涝灾害不断,生物多样性锐减,湿地固有的功能已呈现极度衰退状态,已处于严重退化甚至消亡的边缘,对其进行治理保护已刻不容缓。
若不加强保护管理,会仙湿地及其生态功能将会很快全部消逝和丧失。
7 小结
综观今日之漓江水域,其自然环境特征可总体综述如下:
1、漓江是穿行在典型的岩溶地貌区域的雨源性河流,具有山地型河流特点。
漓江河床整体比降大,滩险众多,水草丰茂,含沙量极少,水质清澈透明度高,江水理化性状总体良好。
2、漓江水量丰富,但径流年内分配极不均匀,丰、枯水季节径流量相差悬殊,已面临枯水期日渐变长、漓江断流的危险。
3、漓江自然环境依然十分优越,却由于流域生态巨变、生物多样性指数大幅度下降,河流生态环境已呈现严重亚健康状态。
4、会仙湿地是目前已知全国中低海拔岩溶湿地规模之最,是广西热带、亚热带岩溶峰林地貌中最具研究价值的典型湿地,由于人类吞食侵占的原因,湿地面积减少了80%以上,加之外来物种侵犯,湿地原有的生物多样性锐减,湿地固有的生态功能已呈现极度衰退状态。