南水北調(diào)東線南四湖水域環(huán)境生態(tài)管理研究

南水北調(diào)東線南四湖水域環(huán)境生態(tài)管理研究

南四湖是中國(guó)著名的淡水湖，具有豐富的農(nóng)產(chǎn)品，被稱為“連續(xù)金”。這是山東省重要的淡水養(yǎng)殖基地。但近20年湖區(qū)水域環(huán)境不斷惡化,嚴(yán)重制約了漁業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。2002年年底南水北調(diào)東線工程啟動(dòng),為解決南四湖面臨的重大水域環(huán)境問題提供了契機(jī)。然而,對(duì)南四湖等東線調(diào)水渠道及水域復(fù)雜的環(huán)境問題并沒有引起足夠的重視和研究,導(dǎo)致出現(xiàn)東線調(diào)水渠道及水域環(huán)境水質(zhì)不能達(dá)標(biāo)等問題,南水北調(diào)山東段原計(jì)劃于2007年年底建成通水的目標(biāo)已不可能實(shí)現(xiàn),通水時(shí)間至少要推遲到2010年。本文對(duì)南四湖水域環(huán)境現(xiàn)狀及面臨的主要環(huán)境問題進(jìn)行了論述,并有針對(duì)性地提出湖區(qū)水域環(huán)境生態(tài)管理的方法與對(duì)策。一、南四湖公園概況南四湖位于山東省西南,由南陽(yáng)、獨(dú)山、昭陽(yáng)、微山4湖串聯(lián)而成,是淮河流域泗水河系重要組成部分,承接山東、江蘇、安徽、河南4省32個(gè)縣市區(qū)來水,注入河流共53條。該湖形如帶狀,呈西北—東南延伸,全長(zhǎng)119.10km、平均寬度10.60km,湖盆地勢(shì)北高南低,岸線周長(zhǎng)316.20km,湖東西兩面流域面積分別為9921km2、20511km2。1960年湖腰建成二級(jí)壩樞紐工程,將南四湖區(qū)分成上級(jí)湖和下級(jí)湖。年平均儲(chǔ)水量16.06億m3。湖底平均水深約1.5m,湖底平坦,表層富含有機(jī)質(zhì),屬淺水大型淡水湖泊。南四湖地處暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),年平均氣溫為13.7℃,湖面歷年平均降水量為684mm。降水年際變化大,一年內(nèi)分配極不均勻,汛期占年降水量的70%左右,因而形成春旱夏澇晚秋又旱的特點(diǎn)。二、湖區(qū)主要環(huán)境變化及現(xiàn)狀1.地表水、地下水量南四湖地表水資源豐富,湖面面積近1000km2,集水面積約3萬多km2,上級(jí)湖正常蓄水位34.2m,死水位33m,蓄水量8.44億m3,興利水量6.18億m3,死庫(kù)容2.25億m3;下級(jí)湖正常蓄水位32.5m,死水位31.5m,蓄水量8.39億m3,興利庫(kù)容4.94億m3,死庫(kù)容3.45億m3。年徑流量均值29.6億m3,其中上級(jí)湖30.37億m3,下級(jí)湖2億~36億m3。多年平均地表水可利用水量12.73億m3。湖區(qū)地下水資源也較為豐富,據(jù)估算,37.0m高程以下,濱湖地下水可開采水量約7億m3。合計(jì)地表水、地下水量,南四湖年均可利用水量達(dá)19.73億m3。然而工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展與沿湖城市的擴(kuò)張,對(duì)水資源的需求量急劇增加,導(dǎo)致水資源嚴(yán)重短缺。據(jù)李萬榮計(jì)算,南四湖周邊年平均需水量達(dá)34.75億m3,缺水量達(dá)15.02億m3。而且,更為嚴(yán)重的是湖區(qū)水質(zhì)污染的加劇導(dǎo)致大量水資源喪失了功能區(qū)功能,進(jìn)一步加劇了湖區(qū)水資源的匱乏。水資源緊缺已經(jīng)成為制約南四湖流域漁業(yè)發(fā)展和水域生態(tài)環(huán)境保護(hù)的最關(guān)鍵的因素。為解決水資源的短缺矛盾,南四湖先后通過引黃河水和長(zhǎng)江水入湖以彌補(bǔ)水源的不足,特別是2002年從長(zhǎng)江生態(tài)補(bǔ)水,引入長(zhǎng)江水1.15億m3,避免了南四湖湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。隨著南水北調(diào)東線工程的開工,在一定時(shí)期內(nèi)將從根本上解決南四湖水資源短缺的問題。2.水質(zhì)達(dá)標(biāo)明顯近20年南四湖周邊地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)快速發(fā)展,大量未經(jīng)處理富含氮、磷有機(jī)物的生活污水和工業(yè)廢水排入南四湖,大大超出了湖區(qū)自身的凈化能力,直接導(dǎo)致湖區(qū)大部分河流和水域嚴(yán)重污染,加劇了湖區(qū)水資源短缺的矛盾,破壞了水域生態(tài)系統(tǒng)健康。史可江等通過對(duì)南四湖湖水及湖產(chǎn)品污染鉛、鎘、砷、汞4種元素的檢測(cè)分析表明,湖區(qū)受周圍工業(yè)污染嚴(yán)重,最高超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)13.2倍。多年的環(huán)境監(jiān)測(cè)也表明,南四湖水質(zhì)一直維持在劣Ⅴ類,呈現(xiàn)為富營(yíng)養(yǎng)化(表1)。宋愛芹研究表明南陽(yáng)湖、微山湖全年大部分季節(jié)水質(zhì)屬于V類或劣V類,只適用于農(nóng)業(yè)用水及一般景觀用水,基本喪失了南四湖作為水產(chǎn)養(yǎng)殖基地的功能。為滿足南水北調(diào)東線工程湖區(qū)的水質(zhì)達(dá)標(biāo),通過關(guān)停高污染工業(yè)項(xiàng)目、加大流域內(nèi)污水處理廠建設(shè)和運(yùn)轉(zhuǎn)力度、實(shí)施治理、保護(hù)工程等措施,使水質(zhì)發(fā)生了好轉(zhuǎn),排入沿南水北調(diào)工程河流河水內(nèi)的COD濃度和氨氮含量降低到了60mg/L和8mg/L左右,但距離南水北調(diào)工程水質(zhì)的要求仍相差很大的距離。為進(jìn)一步改善湖區(qū)水質(zhì),2005年在新薛河建設(shè)的人工濕地,通過人工種植蘆竹、優(yōu)質(zhì)蘆葦?shù)人参?利用濕地系統(tǒng)中物理、化學(xué)、生物三方面的協(xié)同作用,對(duì)水中污染物進(jìn)行降解、凈化,改善湖水水質(zhì),取得了較好的效果。2007年環(huán)境監(jiān)測(cè)表明,韓莊閘、下級(jí)湖、微山島、二級(jí)壩閘下航道等4個(gè)斷面水質(zhì)達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)?！笆晃濉逼陂g,山東省還將陸續(xù)在南水北調(diào)沿線入南四湖的河流再建10處人工濕地凈化河水,總面積將達(dá)到2萬hm2,凈化的河水將占總量的80%。3.圍湖造田設(shè)施落后,影響水域生態(tài)環(huán)境圍湖造田與淤積加重是南四湖湖區(qū)面臨的又一問題。據(jù)查,清朝咸豐年間南四湖蓄水面積1503km2,20世紀(jì)60年代減少為1266km2,而2005年山東省第一次大規(guī)模遙感技術(shù)測(cè)繪數(shù)據(jù)表明,南四湖蓄水面積已不足1000km2,相比20世紀(jì)60年代縮小近300km2。除了氣候方面的原因,蓄水面積的減少與當(dāng)?shù)厝罕妵焯镉忻芮嘘P(guān)系。圍湖造田、圍湖養(yǎng)魚一方面造成了水面的銳減,降低了泄洪能力,另一方面,湖區(qū)生境的破壞直接威脅水域環(huán)境的健康。此外,沼澤化與淤積加重也是造成湖區(qū)水面減少、庫(kù)容降低的重要原因。南四湖平均每年淤積泥沙411萬m3,若按上級(jí)湖33m水位面積計(jì)算,到2021年上級(jí)湖33m死水位以下將會(huì)被全部淤墊。湖區(qū)淤積加重主要是由于湖區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞,湖區(qū)流域水土流失加劇,入湖河流攜帶大量泥沙入湖,如泗河近年泥沙淤墊已向湖內(nèi)推進(jìn)3km,淤積面積達(dá)0.1萬hm2。再者,沿湖礦區(qū)棄渣不斷向湖內(nèi)傾倒等人為活動(dòng)也加劇了湖區(qū)淤積。引黃補(bǔ)湖中由于黃河水?dāng)y帶的泥沙也造成了湖區(qū)的淤積發(fā)生。劉孝功等計(jì)算1987—l993年7年間引黃河水12.4億m3,向湖區(qū)排淤372萬m3,平均每年排淤達(dá)53.14萬m3。為解決由于圍湖造田等造成的環(huán)境問題,配合南水北調(diào)的順利調(diào)水,山東省在湖區(qū)推行“退耕還濕”工程,通過發(fā)放生態(tài)補(bǔ)償金引導(dǎo)漁民將曾經(jīng)圍湖造田、圍網(wǎng)養(yǎng)魚的灘涂洼地改造成了人工濕地,取得了較好的效果。三、保護(hù)湖區(qū)水生環(huán)境的生態(tài)管理對(duì)策1.水資源環(huán)境分析近20年環(huán)湖區(qū)工農(nóng)業(yè)發(fā)展和城市擴(kuò)展導(dǎo)致了水資源嚴(yán)重不足,水資源的過度開發(fā)又進(jìn)一步惡化了水域環(huán)境,威脅湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。這一局面的形成,從根本上講,是長(zhǎng)期以來缺乏對(duì)湖區(qū)水資源負(fù)載容量的研究和認(rèn)識(shí),是一味追求經(jīng)濟(jì)目標(biāo)盲目擴(kuò)張的必然結(jié)果。就南四湖自身來講,水資源是十分豐富的,以山東省“十一五”規(guī)劃萬元GDP用水量80m3標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,可實(shí)現(xiàn)GDP2466億元。然而,南四湖作為我國(guó)北方最大的淡水湖,水資源的可再生能力是有限的,其水容量及資源承載力也是有限的。就人口而言,以聯(lián)合國(guó)頒布居民平均淡水擁有量3000m3計(jì)算,僅能夠負(fù)擔(dān)約66萬人口。事實(shí)上,僅濟(jì)寧市人口就達(dá)到了800多萬,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了南四湖水資源的負(fù)載容量。就工農(nóng)業(yè)而言,環(huán)湖區(qū)的工農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次比較低,高消耗、高污染的造紙、化工、釀造、火力發(fā)電等行業(yè)比重大,如2006年濟(jì)寧市萬元GDP取水量就達(dá)到170.14t,距離“十一五”80t的目標(biāo)很遠(yuǎn);在長(zhǎng)期的發(fā)展過程中形成了粗放的用水模式和用水觀念,水資源的污染與浪費(fèi)嚴(yán)重,進(jìn)一步加劇了湖區(qū)水域環(huán)境的惡化。南水北調(diào)東線第一期工程擬將南四湖下級(jí)湖作為調(diào)蓄水庫(kù),設(shè)計(jì)蓄水位由現(xiàn)狀正常蓄水位32.5m抬高到33.0m,相應(yīng)增加調(diào)節(jié)庫(kù)容3.06億m3。長(zhǎng)江水的調(diào)入,將在一定時(shí)期內(nèi)緩解湖區(qū)水資源匱乏的問題。然而,從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,必須徹底改變高投入、高消耗、高污染的粗放型模式,遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念,優(yōu)化工農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),走科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染小的新路子,才能改變目前被動(dòng)的局面。要從根本上解決南四湖湖區(qū)水資源矛盾、保護(hù)湖區(qū)水域環(huán)境、實(shí)現(xiàn)湖區(qū)水資源永續(xù)利用,就必須結(jié)合結(jié)構(gòu)調(diào)整,以南四湖水資源的承載容量為指導(dǎo),適度控制發(fā)展規(guī)模。2.建立節(jié)水管理機(jī)制水作為一種可再生資源,有其自身的代謝規(guī)律。合理科學(xué)用水就是遵循其自身的代謝規(guī)律,在維護(hù)水域環(huán)境健康穩(wěn)定的前提下,最大限度地推進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。南四湖水資源開發(fā)與利用中存在的突出問題是水資源的巨大浪費(fèi)與水域環(huán)境的嚴(yán)重污染。山東省作為貧水地區(qū),以節(jié)水理念作指導(dǎo),建立節(jié)水型社會(huì)已是既定目標(biāo)。環(huán)湖區(qū)水資源雖然相對(duì)比較豐富,但在湖區(qū)經(jīng)濟(jì)、人口等已經(jīng)嚴(yán)重超負(fù)荷的情況下,水資源嚴(yán)重不足。因此,生產(chǎn)生活中必須大力推行節(jié)約用水。以節(jié)水理念作指導(dǎo),以節(jié)水技術(shù)為突破口,發(fā)展節(jié)水型工業(yè),采用節(jié)水型工藝,減少單耗;加大農(nóng)業(yè)節(jié)水力度,逐步實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)用水零增長(zhǎng)或負(fù)增長(zhǎng)。在發(fā)展節(jié)水工農(nóng)業(yè)的同時(shí),還應(yīng)與湖區(qū)污染的治理結(jié)合起來。污染導(dǎo)致了大量的水資源喪失了利用的功能,加劇了水資源的供需矛盾和水域環(huán)境的惡化。近年加大了湖區(qū)污染治理的力度,堅(jiān)決關(guān)停了一批污染嚴(yán)重的企業(yè),但是南四湖大部分水的水質(zhì)短期內(nèi)仍難以達(dá)到南水北調(diào)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。究其原因,南四湖的污染治理是一個(gè)流域性問題,解決這一問題必須調(diào)動(dòng)流域內(nèi)各種力量,大力調(diào)整流域內(nèi)的工農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),推行清潔生產(chǎn),堅(jiān)決關(guān)閉流域內(nèi)污染企業(yè),從源頭上切斷工業(yè)污染源;另一方面還要加快南四湖流域內(nèi)污水治理工作,通過污水處理使用和廢水的循環(huán)利用,避免環(huán)境污染,提高水的利用效率。此外,在湖區(qū)水資源科學(xué)利用與污染治理過程中,應(yīng)強(qiáng)化政府的管理職能,一方面政府職能部門要科學(xué)引入水資源資產(chǎn)化運(yùn)作機(jī)制,建立經(jīng)濟(jì)與資源環(huán)境一體化核算體系,運(yùn)用經(jīng)濟(jì)杠桿調(diào)節(jié)水資源的使用,引導(dǎo)人們從單純追求經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)逐步轉(zhuǎn)到注重經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和資源協(xié)調(diào)發(fā)展上來;同時(shí),還應(yīng)建立健全完備的節(jié)水監(jiān)督管理體系和跨區(qū)污染綜合整治、監(jiān)管以及污染糾紛處理機(jī)制,通過制定實(shí)施行業(yè)用水定額和節(jié)水標(biāo)準(zhǔn),實(shí)行總量控制和定額管理相結(jié)合的措施,嚴(yán)格控制水資源的使用;通過強(qiáng)化污染點(diǎn)源監(jiān)管,建立流域水質(zhì)監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系,使水環(huán)境監(jiān)測(cè)不斷向標(biāo)準(zhǔn)化、連續(xù)化、自動(dòng)化發(fā)展,才能從根本上扭轉(zhuǎn)湖區(qū)污染的狀況,維護(hù)好湖區(qū)水域生態(tài)環(huán)境。3.注重生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建,保障水域環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展在南四湖水域環(huán)境的管理中,長(zhǎng)期以來主要以資源利用為目的,以追求系統(tǒng)的最大產(chǎn)出為目標(biāo),導(dǎo)致了湖區(qū)資源的不合理利用,水域生態(tài)系統(tǒng)退化,生物多樣性喪失,環(huán)境服務(wù)功能下降。生態(tài)系統(tǒng)管理是以生態(tài)系統(tǒng)健康為目標(biāo),推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)相互協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)利用。就南四湖水域環(huán)