南水北調(diào)東線工程對南四湖環(huán)境的影響及對策措施

南水北調(diào)東線工程對南四湖環(huán)境的影響及對策措施

中國的水資源分布具有南部和北部較少的特點(diǎn)。中國北方特別是黃淮地區(qū)、淮海地區(qū)和山東半島地區(qū)長期遭受旱災(zāi)和缺水的困擾。北方人均水資源不足全國人均gdp的1.3，山東省人均水資源僅為全國人均gdp的1.6。這是一個(gè)水資源危機(jī)的地區(qū)。它不僅制約著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，而且還帶來了許多環(huán)境問題。實(shí)施北海-江南工程流域引水工程是中國水資源優(yōu)化配置的主要戰(zhàn)略舉措，也是一個(gè)與中國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)的巨大基礎(chǔ)設(shè)施。南水北調(diào)東線工程主要供水目標(biāo)為黃淮海平原東部和山東半島,解決蘇北、山東和河北東南部以及津浦鐵路沿線的城市生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)及其他用水,并作為天津市的補(bǔ)充水源.東線工程從長江下游揚(yáng)州附近抽引江水,利用京杭大運(yùn)河及其平行的河道為輸水主干線和分干線逐級提水北送,并連通作為調(diào)蓄水庫的洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖.在位山附近通過隧洞穿過黃河后使其自流,新挖位臨運(yùn)河進(jìn)入京杭運(yùn)河的衛(wèi)運(yùn)河、南運(yùn)河到天津.其優(yōu)勢在于充分利用現(xiàn)有河道輸水,同時(shí)是一項(xiàng)環(huán)境與生態(tài)工程.建成后,將解決供水地區(qū)水資源短缺,改善生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,效益巨大.但是,由于調(diào)水改變了流域間水資源的自然地理分布,供水區(qū)和水源區(qū)水文情勢將發(fā)生變化,加之工程建設(shè)施工、移民等諸多因素的作用.對水源區(qū)、輸水干渠沿線、調(diào)蓄湖泊和供水區(qū)生態(tài)環(huán)境將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,需采取趨利避害的對策與措施,充分發(fā)揮南水北調(diào)東線工程的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益.按照國務(wù)院頒布實(shí)施的《南水北調(diào)東線工程治污規(guī)劃實(shí)施意見》,確保輸水干線水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求.一期工程的重點(diǎn)是南四湖,要求南四湖區(qū)域加大治污力度,確保環(huán)湖各區(qū)域污染物削減滿足輸水要求,一步到位.避免南四湖水質(zhì)富營養(yǎng)化在5年內(nèi)繼續(xù)發(fā)展,使輸水干線承受水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn).1設(shè)計(jì)蓄水位、建設(shè)規(guī)模南四湖是微山湖、昭陽湖、獨(dú)山湖和南陽湖四個(gè)由南向北相連而成湖泊的總稱.位于淮河沂沭泗流域西部,湖面面積1266km2,占山東省淡水水域總面積的45%,是山東省最大的淡水湖泊,列我國第六大淡水湖泊.湖面南北狹長約120km,東西寬5~25km.南四湖的湖腰二級壩樞紐工程將南四湖分成上級湖和下級湖.二級壩閘上為上級湖,湖面面積606km2,二級壩閘下為下級湖,湖面面積660km2.上級湖設(shè)計(jì)蓄水位為34.0m(1985年國家高程基準(zhǔn),下同),相應(yīng)的庫容為9.24億m3,調(diào)蓄庫容為6.56億m3.下級湖設(shè)計(jì)蓄水位為32.8m(此值比調(diào)水前提高了0.5m),相應(yīng)的庫容為11.12億m3,調(diào)蓄庫容為8.02億m3,南四湖總調(diào)蓄庫容為14.58億m3,湖內(nèi)平均水深2m左右,為典型的湖盆淺水型湖泊.南四湖總流域面積31700km2,其中山東省面積25700km2.承接蘇、魯、豫、皖4省32個(gè)縣(市、區(qū))50多條河流的來水,其中流域面積1000km2以上的主河流有泗河、梁濟(jì)運(yùn)河、白馬河、洙趙新河、老萬福河、復(fù)興河、城郭河、東魚河、光府河、新薛河、新萬福河共11條.年平均降雨量685mm,年平均入湖徑流量29.60億m3,年平均出湖徑流量19.20億m3.南四湖在行政區(qū)劃上隸屬山東省濟(jì)寧市微山縣,周邊與濟(jì)寧市的任城區(qū)、魚臺縣和棗莊市的滕州市、薛城區(qū)以及江蘇省的沛縣、銅山縣接壤.2h年平均補(bǔ)水規(guī)模東線工程輸水主干線長1150km,黃河以南660km,黃河以北490km.其中東線第一期工程供水江蘇和山東兩省,抽江規(guī)模500m3/s,調(diào)入南四湖的年平均調(diào)水規(guī)模為29.78億m3/a,該項(xiàng)工程已于2002年經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)開工建設(shè),計(jì)劃于2007年建成通水;第二期工程供水江蘇、山東、河北和天津,抽江規(guī)模600m3/s,調(diào)入南四湖的年平均調(diào)水規(guī)模為40.20億m3/a,該工程計(jì)劃于2013年建成通水.南水北調(diào)東線工程輸水貫通南四湖南北,調(diào)水路線參見圖1,調(diào)水由下級湖南端分東韓莊老運(yùn)河、西鄭集河兩路進(jìn)入,經(jīng)二級壩泵站提升入上級湖,由上級湖北端入梁濟(jì)運(yùn)河.調(diào)水期南四湖上、下級湖主要特征指標(biāo)參見表1.3南四湖航道污染物主要來源南四湖是其流域徑流的最終匯集點(diǎn),汛期泄洪流向是由北向南,非汛期不泄洪時(shí)湖水以靜止?fàn)顟B(tài)或風(fēng)生流為主.南四湖的上級湖和下級湖在北段都已形成明顯的水庫回水變動(dòng)區(qū)(末端)特征,湖床淤積,湖面縮窄、蘆草叢生、泄洪時(shí)水位壅高很大;上級湖湖腰的獨(dú)山湖和下級湖南段的微山湖水深相對較大,水面較寬.南四湖是一個(gè)多年調(diào)節(jié)的大型狹長淺水湖泊,南水北調(diào)前湖水位年際變化較大,干旱年湖水位較低.近年來甚至多次出現(xiàn)干涸現(xiàn)象,湖床大面積裸露,水生物銳減.嚴(yán)重制約了南四湖地區(qū)工業(yè)、航運(yùn)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展,造成南四湖生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞.南四湖主要污染物來源列于表2,由表中看出,排入上級湖的廢水量443141kt/a,COD(耗氧有機(jī)污染物)排放量152216.1t/a,平均入湖濃度343mg/L,屬于劣V類水質(zhì),COD超Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)16倍;排入下級湖的廢水量146859kt/a,COD排放量19783.9t/a,平均入湖濃度135mg/L,屬于劣V類水質(zhì),COD超Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)6倍.由此得出上級湖和下級湖COD排放量分別占南四湖COD排放總量172000t/a的88.5%和11.5%.南四湖上、下級湖航道COD、總氮、總磷的監(jiān)測值分別列于圖2、圖3和圖4(圖2—圖4的數(shù)據(jù)摘自2000年—2003年濟(jì)寧市環(huán)境監(jiān)測站、濟(jì)寧市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書),湖內(nèi)航道水質(zhì)測點(diǎn)由北向南依次為:上級湖的前白口、南陽和二級壩上;下級湖的大捐和島東.由圖2—圖4可以看出,南四湖航道COD和總磷濃度由北向南依次遞減,上級湖污染嚴(yán)重,在上級湖又以北段南陽湖的污染最為突出,這是因?yàn)槟详柡烊輧H占南四湖的11.8%,而集水面積占來水總面積的64%,在南陽湖排污河流多,污染物入湖量大所致;總氮濃度則是南四湖南北兩段高、中間低,下級湖南段總氮濃度高的主要原因是下級湖東岸入湖的新薛河氨氮濃度(2002年新薛河水質(zhì)監(jiān)測NH3-N指標(biāo)為195.7mg/L)很高所致,上級湖北段總氮濃度高的主要原因與上面對COD和總磷濃度的分析相同.由表3南四湖上、下級湖航道水質(zhì)評價(jià)結(jié)果可以看出,下級湖航道水質(zhì)一般為Ⅲ類、Ⅳ類、重度富營養(yǎng)化,上級湖航道水質(zhì)一般為Ⅳ類、Ⅴ類、重度富營養(yǎng)化.2001年、2002年兩個(gè)干旱年來水量小、湖水水位低,污染物得不到較大的稀釋,南四湖內(nèi)水質(zhì)更差.綜上所述,南四湖污染物主要來源于20多條污染嚴(yán)重的入湖河流,使得南四湖絕大多數(shù)測點(diǎn)水質(zhì)達(dá)不到功能區(qū)劃要求.更為突出的是南四湖主要排污河流和河口污染混合區(qū)水質(zhì)嚴(yán)重污染,在這些區(qū)域水下已無魚類、水生維管束植物等正常水生生物,而且水污染已影響到該區(qū)域周邊的大氣環(huán)境質(zhì)量,常有臭味與異味散發(fā).4農(nóng)藥化肥生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)和有機(jī)食品生產(chǎn)基地.南水北調(diào)東線工程實(shí)施后,南四湖湖水位相對穩(wěn)定、年際變化較小.將大大地改善南四湖的生態(tài)環(huán)境,使其成為長期穩(wěn)定的湖泊濕地保護(hù)區(qū),促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和改善.避免湖泊低于死水位以至湖淀干涸,濕地消失,生物多樣性遭到破壞.(1)將促進(jìn)南四湖流域各工業(yè)企業(yè)、用水單位和城市加快對污水的治理步伐,加大治理措施,建設(shè)湖濱帶生態(tài)恢復(fù)與功能強(qiáng)化保護(hù)區(qū).促進(jìn)建設(shè)無農(nóng)藥化肥生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)和有機(jī)食品生產(chǎn)基地.(2)將提高水體的自凈能力,上、下級湖貫通南北的航道和中部區(qū)域水質(zhì)發(fā)生根本改變,污染物主要集中在排污河口混合區(qū)和岸邊污染帶.南四湖水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的提高,會(huì)極大的改善魚、鴨、鳥的生存環(huán)境,有利于漁業(yè)發(fā)展,對恢復(fù)素有“日出斗金”之稱的南四湖會(huì)起著極大的推動(dòng)作用.(3)可改善南四湖周邊地區(qū)供水水質(zhì),保障城鄉(xiāng)生活用水衛(wèi)生條件,提高人民的健康水平.可增加農(nóng)業(yè)灌溉用水,減少旱災(zāi)的影響,改善農(nóng)業(yè)生態(tài)條件,使農(nóng)業(yè)得到穩(wěn)定發(fā)展.(4)可以增加航運(yùn)能力,延長運(yùn)輸時(shí)間,促進(jìn)水上運(yùn)輸能力的發(fā)展,充分發(fā)揮南四湖周邊煤炭資源豐富的優(yōu)勢,提高當(dāng)?shù)仄髽I(yè)競爭力.南四湖水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的提高,還可以促進(jìn)南四湖旅游業(yè)的發(fā)展.(5)可以補(bǔ)給南四湖周邊地區(qū)地下水源,減少地下水漏斗區(qū),恢復(fù)水環(huán)境,降低水文地質(zhì)災(zāi)害.水體熱容量增大,可改善局地氣候.(6)通過合理的調(diào)配方案和工程措施以及改善湖區(qū)漁湖民的居住條件,可以使南四湖的防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到50年一遇,減少洪災(zāi)損失,確保一方平安.(7)有利于資源綜合利用,提高工業(yè)設(shè)施的生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量,改善城市環(huán)境治理和綠化美化條件,加快城市化進(jìn)程,促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展.5南四湖流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀南水北調(diào)東線工程實(shí)施后,南四湖輸水流向改為由南向北,與原來的泄流方向相反,具有逆坡流動(dòng)的特點(diǎn).上、下級湖的北段均為原來湖泊的回水變動(dòng)區(qū),調(diào)水后變?yōu)檩斔某隹诙?逆坡坡度大,水面縮窄,流速相對較大,水面比降大,湖內(nèi)水位抬升大.在控制水位條件下,上級湖航道主槽必須進(jìn)行開挖疏浚,才能滿足設(shè)計(jì)輸水流量的要求.(1)上、下級湖庫容主要分布在南段,北段湖面縮窄嚴(yán)重,而污染物來源又主要分布在上級湖,南四湖排污河流的污染物隨輸水容易傳輸?shù)匠龊?從而大大改變了南四湖在規(guī)定環(huán)境目標(biāo)下的水環(huán)境容量,上、下級湖南段的水環(huán)境容量得不到有效利用.調(diào)水流向、流速相對穩(wěn)定,使岸邊污染帶稀疏、拉長、寬度變窄,出湖口水質(zhì)達(dá)標(biāo)困難.(2)據(jù)測算,南四湖流域2007年COD入湖總量為150.4kt/a,需削減量為135kt/a,削減率為89.8%;NH3-N入湖總量為12973t/a,需削減量為12016t/a,削減率為92.6%.作為一個(gè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)相對薄弱但同時(shí)又處于經(jīng)濟(jì)高速增長的地區(qū),南四湖流域面臨著既確保調(diào)水水質(zhì),又保證調(diào)水沿線經(jīng)濟(jì)較快發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的巨大挑戰(zhàn).(3)南四湖湖區(qū)內(nèi)湖島和莊臺共居住了近十萬漁民或半漁半農(nóng)居民,共有187個(gè)村莊,其中上級湖89個(gè),下級湖98個(gè);農(nóng)田、湖田21.55kha,其中上級湖13.81kha,下級湖7.74kha.調(diào)水后需要修筑高標(biāo)準(zhǔn)莊臺和房屋,將使大部分湖田被水浸沒,降低了農(nóng)漁民的生活水平.(4)南四湖現(xiàn)有六大水生植物,包括蘆葦、苦江草、蓮藕、雞頭米、菱角等,大部分屬于淺水型植物.調(diào)水后,特別是3月底、4月初的高水位,會(huì)因水深發(fā)不出芽,產(chǎn)量大幅度下降,減少農(nóng)漁民的收入.(5)南四湖現(xiàn)有各種魚類養(yǎng)殖場所,包括池塘養(yǎng)殖、湖泊養(yǎng)殖、溝/河養(yǎng)殖等多種形式,養(yǎng)殖淺水型魚類.調(diào)水后,水深超出魚類適宜的生長范圍,水溫降低,水生植物、魚類餌料減少,影響魚類繁殖和生產(chǎn),年產(chǎn)量將下降,3~5年內(nèi)很難恢復(fù).(6)因南四湖東西兩側(cè),地形低洼,地下水位高、水質(zhì)較差,包氣帶巖性多以亞粘土、亞砂土、粉質(zhì)土為主,特別是湖西側(cè)黃泛平原,礦化度較高.據(jù)測算,調(diào)水后上級湖西側(cè)近湖岸0.40×60km2、東側(cè)近湖岸0.20×70km2范圍內(nèi)可能會(huì)引起土壤鹽堿化、沼澤化.(7)南四湖疏浚工程施工對環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在對浮游生物、底棲生物、水生維管束植物、魚類、濕地野生動(dòng)物的影響以及防止底泥的二次污染問題等.對前者的影響是短暫的,隨施工期的結(jié)束,會(huì)逐漸恢復(fù),底泥的二次污染問題可以采取相應(yīng)的環(huán)保措施加以解決.6以環(huán)境保護(hù)為目標(biāo),研究南四湖流域及其全流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,提出并完善南四湖水質(zhì)保護(hù)的相關(guān)研究,完善南四湖水質(zhì)保護(hù)保障體系建設(shè)的相關(guān)政策,提出環(huán)境發(fā)展的科技支撐、環(huán)境監(jiān)管等.(1)建立南四湖流域水質(zhì)安全保障體系,實(shí)現(xiàn)既確保調(diào)水水質(zhì),又保證調(diào)水沿線經(jīng)濟(jì)較快發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定.按照山東省提出的目標(biāo)、總量、項(xiàng)目、投資四位一體的小流域控制思路,實(shí)施“治”、“用”、“保”并舉策略,綜合運(yùn)用經(jīng)濟(jì)、法律、科技和必要的行政手段,注重發(fā)揮市場機(jī)制、宏觀管理機(jī)制和公眾參與機(jī)制的作用,全面推進(jìn)流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、城市環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、清潔生產(chǎn)、污染治理、污水資源化、生態(tài)保護(hù)和建設(shè)等各項(xiàng)工作,扎實(shí)推進(jìn)流域污染綜合治理.(2)開展南水北調(diào)對南四湖水環(huán)境容量的影響規(guī)律研究,科學(xué)制定水環(huán)境綜合整治規(guī)劃和實(shí)施方案,恢復(fù)和改善南四湖生態(tài)環(huán)境.通過水質(zhì)模擬,確定調(diào)水后南四湖水體的水環(huán)境容量,研究南四湖排污河口污染帶的定義、評價(jià)指數(shù)和評價(jià)方法.科學(xué)進(jìn)行水環(huán)境功能區(qū)劃、優(yōu)化削減負(fù)荷分配、制定水環(huán)境綜合整治規(guī)劃和實(shí)施方案.強(qiáng)化湖區(qū)水質(zhì)保護(hù)措施,建設(shè)湖濱生態(tài)修復(fù)與功能強(qiáng)化帶和防護(hù)林帶,建立南四湖水質(zhì)預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)及應(yīng)急預(yù)案.(3)協(xié)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與南四湖水質(zhì)保護(hù)的關(guān)系,研究南四湖湖區(qū)及其全流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式,保護(hù)南四湖水環(huán)境質(zhì)量.開展流域工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、清潔生產(chǎn)和點(diǎn)源綜合治理技術(shù)示范與推廣,確保所有排污企業(yè)(單位)和污水處理廠達(dá)到《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》要求.嚴(yán)格執(zhí)行污染物總量控制和排污許可制度,加強(qiáng)小流域污染治理,建立南四湖濕地保護(hù)區(qū).制定南四湖水質(zhì)與環(huán)境保護(hù)規(guī)劃和條例,加強(qiáng)南四湖水質(zhì)的環(huán)境管理和宣傳教育,提高公眾環(huán)保意識.(4)系統(tǒng)規(guī)劃,合理布局,制定南四湖漁業(yè)發(fā)展規(guī)劃,保護(hù)水生生物資源.目前南四湖無序的生產(chǎn)開發(fā)活動(dòng),給防洪和調(diào)水輸水帶來嚴(yán)重的阻塞現(xiàn)象,局部湖段湖面縮窄嚴(yán)重,水位壅高很大.同時(shí)破壞了湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng),致使?jié)竦毓δ芡嘶?自凈能力受到嚴(yán)重影響.必須對南四湖進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃,合理布局,逐步建設(shè)南四湖漁業(yè)設(shè)施,建設(shè)魚種場、魚蟹苗生產(chǎn)基地及湖產(chǎn)品加工廠,培植水生植物,改進(jìn)捕撈漁具,改湖田為魚池臺田,恢復(fù)和發(fā)展?jié)O業(yè)生產(chǎn)能力.完善和強(qiáng)化漁業(yè)管理機(jī)構(gòu),保護(hù)魚類產(chǎn)卵場及幼魚.(5)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),發(fā)展種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)及第二、三產(chǎn)業(yè),妥善解決漁湖民的安置及生產(chǎn)生活出路.南水北南四湖調(diào)蓄水后,部分漁湖民需進(jìn)行安置,需新修莊臺57處.原來依靠湖區(qū)生產(chǎn)為主的漁湖民失去生產(chǎn)條件,應(yīng)根據(jù)湖區(qū)自然資源,發(fā)展?jié)O湖產(chǎn)品加工業(yè)、蘆葦編織業(yè)、畜牧養(yǎng)殖業(yè)、航運(yùn)及其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè).提高和改善安置區(qū)環(huán)境建設(shè)和污染防治的措施,開展安置區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)試點(diǎn)工作,探索合理安置模式.(6)合理規(guī)劃、科學(xué)排灌、保護(hù)土壤環(huán)境.加固沿湖大堤及湖水影響區(qū)支堤等薄弱堤段,做好截滲、排澇處理.對沿湖及影響區(qū)內(nèi)的排灌站進(jìn)行改造,加高節(jié)制閘,配套田間排澇建筑物.對天然低洼耕地的低產(chǎn)田,規(guī)劃建設(shè)人工水質(zhì)凈化、經(jīng)濟(jì)植物與生態(tài)旅游濕地保護(hù)區(qū),研究南四湖周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式.(7)加強(qiáng)管理、落實(shí)上級湖航道疏浚施工區(qū)生態(tài)恢復(fù)措施.湖外棄土場嚴(yán)格水土保持措施,湖內(nèi)棄土場清基植物需集中堆放,運(yùn)出湖外作無害化處理,避免堆放湖區(qū),增加湖水富營養(yǎng)化程度.堆土區(qū)以后不準(zhǔn)在上面種植農(nóng)作物,僅作為濕地加以保護(hù),為保護(hù)鳥類增加棲息地.(8)建立南四湖流域水質(zhì)與生態(tài)環(huán)境監(jiān)管保障體系,