赵 乐,唐晓青,张 玮,魏 君,张明华,娄雅琢

(1.河北省生态环境监测中心，河北 石家庄 050031;2.河北省承德生态环境监测中心，河北 承德 067000)

引言

白洋淀是华北平原最大的淡水湿地系统，素有“华北明珠”之称，对维护华北地区生态环境具有不可替代的作用。自2017年4月雄安新区成立后，白洋淀的生态保护与修复成为一项国家战略。2018年 4 月，《河北雄安新区规划纲要》指出，要对白洋淀实施生态修复，恢复白洋淀淀泊水面，实现水质达标(Ⅲ～IV 类)，远景规划为建设白洋淀国家公园，创新生态环境管理。全面准确及时掌握白洋淀水质状况与污染特点分布，是精准治污、精准施策，有效改善水质的基础。按照习近平总书记“建设雄安新区，一定要把白洋淀修复好、保护好”的指示精神，针对白洋淀的沟壕相连、淀中有淀的复杂状况，为了精准贴合环境管理需求，提供精确的污染态势分布，有必要不断完善白洋淀流域水环境监测方式。

1 概况

1.1 白洋淀上游河流概况

白洋淀流域属海河流域大清河水系，河北省境内流域面积为25000km2，分布于保定、雄安新区、沧州、廊坊、石家庄、衡水等6地市38个行政区县。流域内主要河流共39条，分为南北中3支，成扇形分布全区，向东汇入白洋淀[1]。大清河北支上游为拒马河，支流有琉璃河、小清河、大石河、中易水、北易水、兰沟河等[2]。拒马河下游分为南拒马河和北拒马河，北拒马河与琉璃河、大石河、小清河汇合为白沟河[3]，白沟河和南拒马河汇合为大清河。大清河中支是指皆以白洋淀为归宿的河流，包括唐河、漕河、萍河、瀑河、府河、清水河、孝义河等[4]。白洋淀直接承接大清河南支及中支来水，白沟河及南拒马河通过白沟引河汇入白洋淀[1]。大清河南支沙河发源于山西，在保定阜平入境，到王快水库后有磁河汇入，北郭村以下称为潴龙河，汇入白洋淀[3]。由于长年以来白洋淀流域水资源持续供应紧张，大部分河流已无自然补给水源，目前白洋淀流域常年有水河流共26条，其中府河、孝义河、瀑河、白沟引河直接入淀。

1.2 白洋淀淀区概况

白洋淀(38°43'～39°02'N，115°38'～116°07'E)位于河北省中部平原，淀区平均水深约2.5m，东西长39.5km，南北宽28.5km[5]。四周以堤为界，整体地势由西北向东南倾斜，总面积366km2，年平均蓄水量13.2亿m3。淀区景观由水体、芦苇群落、淀中村三者交错构成[6]。白洋淀上承大清河的洪水和沥水，自西向东，汇流一处，由南至北构成扇形河网，形成天然洼淀。淀内主要由白洋淀、马棚淀、烧车淀、藻杂淀等大小不等的143个淀泊和3700条沟壕组成。构成了淀中有淀，沟壕相连，园田和水域相间的特殊地貌。淀区蓄水和排渠系统蓄水，主要靠大清河上游地区降水在地表形成的径流[7]。雄安新区成立后，各级政府组织实施了引黄入冀补淀、入淀河流综合整治和淀区污染防治等重大工程，极大地改善了白洋淀的水生态环境。

图1 白洋淀淀区水系示意图

2 监测现状及问题

2.1 监测研究现状及问题

白洋淀的监测一直以来受到很多关注，20世纪60年代至70年代，主要集中在水文方面，自20世纪80年代开始，很多科研单位和大专院校对白洋淀的生态环境问题组织开展了大量的科学研究，取得了很多成果。其中2000年前的监测侧重面为水质监测，主要是pH值、化学需氧量、高锰酸盐指数、总氮、总磷等常规监测项目，从2005年开始对白洋淀富营养化、沉积物、新型污染物、生物多样性等的研究逐渐多了起来，到目前建立了一系列较成熟的技术方法，如白洋淀富营养化和沉积物多年来一直有调查监测，因此已可进行多年的时空分析[8-9]；对多环芳烃、有机氯农药、抗生素等新型污染物的监测也越来越广泛[10-12]，水生态的研究逐渐成为焦点，有的院校多年来连续对白洋淀的生物多样性包括水生生物和底泥等进行进行调查监测[13-16]；同时一些高新技术也逐渐应用在白洋淀水环境的研究上，如湿地遥感监测水文连通性和土地利用情况等[17-18]、eDNA技术监测水生生物多样性等[19]。

监测研究重点在于探索研究适用于反映白洋淀的水体生态环境的方法，各研究单位的侧重面也各有不同，且不能定期定点监测，因此无法全面、系统的分析评价白洋淀水体生态环境质量状况和发展趋势；而且监测研究的范围一般是白洋淀的淀区，未对整个流域水生态环境质量进行评价，无法为有效改善白洋淀流域整体的水生态质量提供全面客观的依据。因此还需要和环境管理部门有效结合，不断将新的研究成果应用到保护和改善白洋淀生态环境质量中。

2.2 环境监测管理现状及问题

为有效管理白洋淀水环境，环境管理部门自20世纪80年代以来，通过制定监测方案和规划等方式，对白洋淀水质实施定点定期的监测。从手工监测到自动监测再到无人船监测，白洋淀水质监测点位不断优化调整，范围不断拓展，监测频次不断增加，建立了较为完善的监测体系，对白洋淀水环境质量改善提供了有力支撑。

2.2.1 手工监测体系

为科学合理地进行监测，全面掌握全流域的水质状况，根据行政区内自然状况、水生态环境状况等基本情况，以及县级以上行政区划、水系分布等矢量基础数据，结合国、省、市各级监测工作开展情况，将39条河流纳入监测体系。断面设置按照“有水监测、无水监控”的工作思路，以现有国、省、市三级监测断面为骨架，跨县(区)界断面及入淀、入库、河流汇合等重要节点补充设置监测断面，并增设淀区点位，确保流域河流跨县(区)界、重要节点全覆盖。近四年来，建立了较为完善的能够客观反映流域水质状况的监测体系。

为进一步推进实施《白洋淀生态环境治理和保护规划》(2018—2035)，按照“统一标准、统一监测、统一考核”的要求，依据“科学合理、全面覆盖、历史延续”的原则，2020年对流域内39条河流流经区域的已有断面进行优化，对常年断流、代表性不强或能相近的断面进行了调整，使监测体系构成更具科学性和代表性。优化后的监测体系共设置60个监测断面(点位)，其中跨省界断面6个，跨市界断面13个，跨县界断面29个，重要节点断面7个，淀区点位5个，共覆盖流域主要河流26条，监测频次每月1次，河流监测项目为《地表水环境质量标准》基本项目加电导率和浊度，淀区增加电导率、透明度、浊度、藻密度和叶绿素a。

2.2.2 水质自动监测

水质自动监测有人工监测不可替代的连续性、及时性，是地表水环境质量监测发展的方向，也是白洋淀流域水质监测体系建设的重点。体系建设初期，白洋淀流域共建有国省级水站13座，主要分布于淀区5个国考点位及沙河、唐河、府河省界出入境及部分跨市界断面，无论从站点数量上还是区域位置分布上，现有站点都不能满足考核评价和监控预警需求。为实现对流域水质的实时监测监控，从2019年开始，水站建设工作全面开展，站点选择充分考虑断面功能与代表性，结合流域水系实际和河流水环境现状、建设条件等各类影响要素，严密组织选址论证，确保满足考核评价、预警预测、污染防治工作需求。监测指标为常规9个参数，与主要考核指标保持一致。建设方式以固定式水站为主，小型岸边站为补充。截止到2021年底，白洋淀流域已有42个断面建有国省级水站，其中跨省界断面5个，跨市界断面8个，跨县界断面19个，重要节点断面5个，淀区5个，已建成的水站全部实现联网运行。每日向管理层提供水站实时数据，引导白洋淀污染治理，发挥监测引领预警作用。

2.2.3 淀区污染态势分析

白洋淀淀区水情复杂，仅仅依靠自动站和手工监测无法全面掌握淀区水质分布。为进一步推进淀区水生态环境监测的全面、精准，采用“无人船走航+人工监测验证”方式对淀区全域水污染指标分布情况进行监测，对现有监测体系验证补充。为便于管理，以行政村边界为基础，结合沟壕、芦苇台田对白洋淀水域进行了单元划分，共设置管理单元63个，对白洋淀水域重要节点、主要航道、重点区域及全部淀泊进行了全面监测。监测项目为化学需氧量、氨氮、总磷、温度、溶解氧、pH值、电导率、叶绿素、藻密度共计9项，与常规监测保持一致。同步开展手工验证监测，并对V类水质单元及其周边区域治理成效开展专项监测。经过2020年和2021年两年8次监测，基本掌握了白洋淀汛期前、汛期、汛期后及平水期主要污染物的浓度范围和分布情况。每次监测后，及时反馈情况，对淀区水质改善措施调整发挥精准引导作用。

2.2.4 存在的问题

通过测量环境要素中某物质含量，再以标准限值进行衡量，是目前白洋淀水体生态环境监测方式，也是我国主流的环境管理部门生态环境监测方式。用这种方式取得的生态环境质量数据具有量化程度高、易判断的优点，但却存在完整性弱，局限性强的瑕疵。尤其是在水环境质量不断好转的形势下，水生态的监测和新型污染物的监测越来越受到重视。因此，如何提高白洋淀流域监测体系的完整性、协调性和预警性，已成为当前的努力方向。

3 对策研究

历经近四年的全面治理，雄安新区白洋淀淀区整体水质全面达到Ⅲ类以上标准，白洋淀水环境质量前所未有的得到大幅度提升。为了实现白洋淀水生态恢复，建议环境管理部门对白洋淀水质监测在保持常规水质监测的基础上，进一步推动水生态监测、外来物种监测和新污染物监测，采用遥感监测、大数据等新技术手段，加强对白洋淀的生态防控和新污染物风险防控。并将各部门和各类基础数据全部整合，做到信息共享、数据共用，形成统一监测、统一调度的联动机制，进一步改善水生态环境和提升防范风险能力。

3.1 持续完善高效统一的流域生态环境监测体系

坚持用全流域系统思维对白洋淀水质监测进行顶层设计，有效提升监测监控能力。

3.1.1 优化手工监测体系

按照水资源、水生态、水环境“三水”管控要求，结合流域河流及淀区水文及水环境质量状况，及时调整手工监测点位布设，确保科学、全面、客观反映流域水环境状况及变化趋势，进一步压实水污染防治责任。监测指标参照国家“9+X”监测模式，使手工监测与自动监测更好融合。探索逐步增加水量、水生态监测指标，推动水质监测向“三水”统筹监测过渡。

3.1.2 提升水质自动监测能力

进一步完善已建站点的监测指标，试点开展叶绿素a、藻密度等指标监测，探索建立“9+N”自动监测能力；在河流、淀区试点开展浮标站等小型化水质多参数自动监测，开展无人船走航监测，提高对淀区水质的实时、动态监测监控能力；开展汛期水质变化影响因素等。

3.2 持续拓展白洋淀水生态监测方式

3.2.1 探索水生态综合评价，从水质监测向水生态监测拓展

在做好常规水环境评价指标的基础上，注重水生态健康评价，研究构建包括水质、综合营养状态指数、浮游植物、浮游动物、沉水植物、底栖大型无脊椎动物、鱼类等指标的白洋淀流域水生态环境综合评价标准体系，转变以水质为单一要素进行评价的方式，逐步开展分类、分区、分级的水生态监测与评估。

3.2.2 探索水环境遥感监测，逐步构建白洋淀立体观测系统

随着遥感技术的不断发展，遥感监测水质从定性逐渐发展到定量，并且通过遥感可监测的水质参数种类逐渐增加，反演精度也不断地提高。因此，可综合水质地面监测、无人机航拍、高分遥感数据和高光谱遥感解译等多交叉学科，构建符合白洋淀淀区水质特色的天空地一体的立体观测系统，全面快速地反映淀区水质。

3.2.3 尝试新型污染物监测，做好白洋淀水环境风险管控

面向白洋淀生态环境治理技术需求，针对白洋淀流域水环境新污染物底数不清，来源复杂、控制难度大等技术难题，尝试开展白洋淀区域新型污染物生态风险评价，为白洋淀流域排水毒性减排和风险因子管控提供科技支撑。同时，面对补水过程中带来的外来物种，加强监控。

3.3 构建白洋淀生态环境监控预警综合平台

整合例行手工监测、水质自动监测、无人船走航监测、入河入淀排污口、遥感监测、藻类生物量、水文气象等多源监测数据，建设流域生态环境大数据、云计算系统，构建白洋淀流域生态环境综合监测监控体系，实现对流域生态环境的一体化管理；建立数据判定规则，对潜在的超标及污染发出预警；对多源数据进行关联分析和深度挖掘，开展趋势分析、污染物溯源分析，实现监测监管由定点定时向立体动态监测预报能力转变，为白洋淀流域水质监控、污染治理、水华防控等提供例行监测预警与决策依据。