南水北調(diào)東線調(diào)水期間南四湖水環(huán)境面臨的風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策初探

孫建華 陳 飛 李 林

一、南四湖工程概況

南四湖由南陽(yáng)、獨(dú)山、昭陽(yáng)、微山4個(gè)湖泊組成，是我國(guó)第六大淡水湖，南北長(zhǎng)125km，東西寬6～25km，周邊長(zhǎng)311km，湖面面積1280km2，總庫(kù)容53.7億m3，南四湖流域面積共31200km2，其中湖西地區(qū)21400km2，湖東8500km2。

南四湖既是湖泊，同時(shí)也是南水北調(diào)東線工程輸水控制干渠，是控制性的蘇魯省界工程。第一期工程多年平均抽江水量89.37億m3；入南四湖下級(jí)湖水量為31.17億m3，入南四湖上級(jí)湖水量為19.64億m3。由于南水北調(diào)調(diào)水的關(guān)鍵是治污，因此南四湖水環(huán)境的好壞將直接影響整個(gè)調(diào)水工程效益的發(fā)揮。

南四湖是南水北調(diào)東線工程重要的輸水通道和調(diào)蓄湖泊，周邊支流眾多。2017年南四湖湖區(qū)水質(zhì)為Ⅲ類，總體能夠滿足南水北調(diào)東線調(diào)水水質(zhì)要求，部分支流水質(zhì)較差，洸府河、洙趙新河、萬(wàn)福河、城河及東魚河等部分支流水質(zhì)為Ⅳ～Ⅴ類，對(duì)南四湖水質(zhì)安全構(gòu)成一定威脅。

二、南四湖水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

1.超量排污帶來(lái)的水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)

《南水北調(diào)東線工程治污規(guī)劃》中對(duì)輸水沿線各控制單元都提出了入河排污控制量，因此只要治污規(guī)劃提出的控制目標(biāo)得以實(shí)施，則調(diào)水水質(zhì)就能達(dá)到III類水標(biāo)準(zhǔn)。由于南水北調(diào)東線治污范圍大、任務(wù)重、情況復(fù)雜，因此不能完全排除實(shí)際入河排污量超出總量控制指標(biāo)的可能性。

不同的超標(biāo)幅度和超標(biāo)范圍將會(huì)造成的污染影響程度和范圍將各不相同，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、多組合的影響過(guò)程，本文僅對(duì)相對(duì)極端的不利條件作出定量預(yù)測(cè)，即輸水沿線實(shí)際入河排污量與2002年入河排污量相當(dāng)時(shí)的調(diào)水水質(zhì)情況，詳見圖1。

預(yù)測(cè)結(jié)果表明，2002年排污水平下，大量污染物進(jìn)入干線，反映在水質(zhì)模擬結(jié)果上CODMn和氨氮濃度均發(fā)生嚴(yán)重超標(biāo)。CODMn在進(jìn)入上級(jí)湖前基本能夠滿足調(diào)水要求III類標(biāo)準(zhǔn)，上級(jí)湖后半段CODMn為IV類。氨氮變化趨勢(shì)同CODMn基本一致，南四湖前基本滿足III類標(biāo)準(zhǔn)，下級(jí)湖－上級(jí)湖為IV類，上級(jí)湖后段有V類氨氮模擬值出現(xiàn)。

2.不利水文條件下水利調(diào)度帶來(lái)的水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)

在特定水文條件下，水工程的調(diào)度會(huì)對(duì)調(diào)水水質(zhì)造成較大影響，其帶來(lái)的水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一是調(diào)水期遇到極端天氣狀況，超過(guò)截污導(dǎo)流工程3年一遇的工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使得所有截污工程開閘放水。

二是考察南四湖湖內(nèi)養(yǎng)魚，因調(diào)水需要，興利水位超過(guò)了南四湖周圍池塘水位，導(dǎo)致池塘中養(yǎng)魚產(chǎn)生的污染物向湖泊內(nèi)擴(kuò)散。根據(jù)《南四湖下級(jí)湖抬高蓄水位影響處理工程可行性研究報(bào)告》，南四湖中養(yǎng)魚池塘、河道養(yǎng)殖面積共10228公頃，其中下級(jí)湖魚塘圈圩10.3萬(wàn)畝，上級(jí)湖魚塘圈圩5.042萬(wàn)畝，總產(chǎn)量62388t。根據(jù)文獻(xiàn)資料，每公斤魚每天向水體排氨 0.57～2.00g，BOD53～5g，取中間值折算氨氮1.5g，BOD54g，南四湖因養(yǎng)魚塘被淹沒造成每天每平方米排放氨氮 0.025g，BOD50.067g。

三是湖內(nèi)微山島鄉(xiāng)、南陽(yáng)鎮(zhèn)居民的生活污水未經(jīng)治理而全部直排湖體。根據(jù)文獻(xiàn)資料，污染物排放系數(shù)COD取65g/（人天），氨氮取4.3g/（人天）。依據(jù)微山政府?dāng)?shù)據(jù)，微山島鄉(xiāng)共有14370居民，南陽(yáng)鎮(zhèn)共有30800居民，所以微山島鄉(xiāng)每天向南四湖排放COD 0.934t，氨氮0.062t，南陽(yáng)鎮(zhèn)每天向南四湖排放COD2.002t，氨氮0.132t，全年排放。

四是按最不利的水量條件，即95%保證率下的調(diào)水水量計(jì)算。在風(fēng)險(xiǎn)工況的假設(shè)條件下，CODMn、氨氮空間達(dá)標(biāo)率隨時(shí)間變化的模擬結(jié)果如圖2、圖3所示。

圖1 2002年排污水平水質(zhì)預(yù)測(cè)圖

從以上模擬結(jié)果看，風(fēng)險(xiǎn)工況下南四湖水質(zhì)的變化過(guò)程和趨勢(shì)與正常工況下基本一致。在調(diào)水期，由于遇到突發(fā)的惡劣天氣狀況，截污導(dǎo)流工程同時(shí)開閘排放，使得部分空間點(diǎn)包括出水口的CODMn，氨氮濃度升高至劣V類水平，各入湖口附近最高形成4.5～6.0km半徑污染區(qū)。CODMn指標(biāo)部分時(shí)間空間達(dá)標(biāo)率不足50%，而以IV類水為主，需要經(jīng)過(guò)15～30天的時(shí)間，才能基本恢復(fù)至III類水水平。南陽(yáng)鎮(zhèn)附近由于生活污水的排入，最高濃度達(dá)劣V類，空間污染半徑1.5km左右。相比之下，微山島由于人口較少，所以附近污染不是很嚴(yán)重。由于養(yǎng)魚受水位調(diào)整影響而形成的污染，其最高濃度出現(xiàn)在上級(jí)湖，個(gè)別時(shí)段會(huì)達(dá)到劣V類；下級(jí)湖污染程度相對(duì)較輕，最高濃度約為IV類。

圖2 風(fēng)險(xiǎn)條件下南四湖敏感點(diǎn)高錳酸鹽指數(shù)和氨氮模擬結(jié)果圖

圖3 模擬指標(biāo)全湖空間達(dá)標(biāo)率時(shí)間變化曲線圖

3.交通運(yùn)輸水污染風(fēng)險(xiǎn)

（1）陸上交通水污染風(fēng)險(xiǎn)

據(jù)初步統(tǒng)計(jì)南四湖周邊加上二級(jí)壩樞紐工程共有大中型橋梁十余座，橋梁的污染包括橋梁上的污染物質(zhì)通過(guò)雨水沖刷排入河中，由于污染物的量很少，所以不構(gòu)成常規(guī)污染源。除此之外，橋梁上危險(xiǎn)品、有毒有害化學(xué)品等的運(yùn)輸，如遇到事故性排放進(jìn)入水體，將會(huì)造成水污染事故，出現(xiàn)水污染事故時(shí)需要停止調(diào)水以避免污染危害，從而影響調(diào)水進(jìn)行。

（2）船舶運(yùn)輸水污染風(fēng)險(xiǎn)

南四湖兼顧防汛、調(diào)水、航運(yùn)等工程。南四湖內(nèi)船舶航運(yùn)中產(chǎn)生的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)主要是由于可能發(fā)生的船舶運(yùn)輸事故導(dǎo)致船舶運(yùn)輸?shù)呢浳飪A倒入水體產(chǎn)生水污染風(fēng)險(xiǎn)，特別是有毒、有害物質(zhì)的傾覆和泄漏將會(huì)造成嚴(yán)重的水污染事故。

（3）航運(yùn)港口碼頭水污染風(fēng)險(xiǎn)

根據(jù)調(diào)研，南四湖湖區(qū)共有100余座碼頭。碼頭主要是沿線區(qū)域運(yùn)輸煤、建材、糧食面粉、化肥農(nóng)藥的集散地，碼頭的污染主要來(lái)源于船舶石油類污染，港口的職工生活污染及堆場(chǎng)污染。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明，港口碼頭生活污水一般不直接排入輸水干線，所以主要污染源為堆場(chǎng)污染，風(fēng)險(xiǎn)主要有三種途徑：（1）平時(shí)堆放貨物散落進(jìn)入水體；（2）碼頭堆放雜物的粉塵沉降進(jìn)入水體；（3）降雨等原因形成的徑流沖刷使得污染物進(jìn)入水體。

三、南四湖水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控對(duì)策

1.編制沿線湖泊養(yǎng)殖規(guī)劃，推廣對(duì)水體無(wú)污染的養(yǎng)殖技術(shù)和方法

建議有關(guān)部門在對(duì)現(xiàn)狀湖泊漁業(yè)養(yǎng)殖方式、分布合理性等進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)上開展南四湖湖泊的漁業(yè)養(yǎng)殖規(guī)劃編制工作，對(duì)現(xiàn)狀養(yǎng)殖對(duì)水體污染貢獻(xiàn)進(jìn)行評(píng)估，改進(jìn)不合理的對(duì)水體有影響的養(yǎng)殖方式，推廣對(duì)水體無(wú)污染的漁業(yè)養(yǎng)殖技術(shù)和方法。

2.盡快落實(shí)航運(yùn)功能與輸水功能的協(xié)調(diào)

國(guó)家有關(guān)部門應(yīng)專題研究東線工程河道航運(yùn)與輸水水質(zhì)功能保護(hù)的協(xié)調(diào)問(wèn)題，出臺(tái)相應(yīng)的法規(guī)和方案。在東線調(diào)水運(yùn)行前，要完成航道整治、水上運(yùn)輸船舶污染防治工作，建設(shè)船舶含油廢水接收系統(tǒng)和處理系統(tǒng)，做好船舶、碼頭、橋梁突發(fā)性污染事故控制措施。輸水干線船舶加油站、裝卸作業(yè)港口（碼頭）、船閘等單位按要求配備船舶污染防治設(shè)備、器材，提高監(jiān)測(cè)技術(shù)以準(zhǔn)確反應(yīng)石油類污染情況，提高水域船舶石油污染防范能力。盡快實(shí)施江蘇省京杭運(yùn)河等航運(yùn)污染綜合整治項(xiàng)目。

3.建立水污染事故應(yīng)急措施

一是建立完善的南四湖水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)急突發(fā)事件能夠第一時(shí)間起到預(yù)警作用。目前在建南四湖水資源監(jiān)測(cè)工程共有44個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面及水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，工程建成后能夠?qū)崟r(shí)對(duì)南四湖水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控。同時(shí)要加強(qiáng)與流域機(jī)構(gòu)合作，充分利用流域機(jī)構(gòu)對(duì)南四湖的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)同一斷面要定期進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，對(duì)南四湖水資源監(jiān)測(cè)工程沒有的斷面通過(guò)采用流域機(jī)構(gòu)的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警。

二是建立應(yīng)急預(yù)案制度。應(yīng)急預(yù)案是針對(duì)可能的重大事故（件）或?yàn)?zāi)害，為保證迅速、有序、有效地開展應(yīng)急與救援行動(dòng)、降低事故損失而預(yù)先制定的有關(guān)計(jì)劃或方案。為此，調(diào)水部門要根據(jù)南四湖水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)制定切實(shí)可行的的應(yīng)急預(yù)案，建立健全責(zé)任體系和污染事故報(bào)告制度，成立應(yīng)急處置隊(duì)伍，配備應(yīng)急處理保障資源，明確不同水污染事件的應(yīng)急處置措施等。有條件的單位應(yīng)組織進(jìn)行應(yīng)急預(yù)案的演練（應(yīng)急演練的具體形式既可以是桌面演練，也可以是實(shí)戰(zhàn)模擬演練），以檢查預(yù)案的科學(xué)性與可行性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案的缺陷，并達(dá)到提高應(yīng)急救援體系的反應(yīng)能力、救援能力以及協(xié)同作戰(zhàn)能力的目的