第四节 南水北调工程总体规划的环境保护措施
一、总体设计
(一) 总体目标
南水北调工程既是一项跨流域调水解决黄淮海流域缺水状况、实现我国水资源合理配置的战略举措,也是一项大的生态环境工程。工程的实施不仅要改善受水区的生态环境,也要关注对工程调水区、输水线路区及受水区等区域层面的生态环境影响,还要关注因调水、输水和用水对各流域及流域间所产生的生态环境问题,同时更需要从战略高度全面分析、综合整治以把握和避免工程的不利后果,确保工程综合效益的充分发挥。因此,需要主要解决以下三个层面的问题。
(1)战略层。主要解决两方面问题:①南水北调工程的实施是否对调水区、输水线路区、受水区,以及所涉及的各流域及流域间生态环境有制约工程立项的环境因素;②确认在工程前期生态环境规划中应予解决的生态环境问题,提出工程措施与管理措施,为工程可行性报告、环境影响报告书乃至工程初步设计中的生态环境保护重点与措施奠定基础。
(2)流域层。南水北调工程涉及长江、黄河、海河、淮河四大流域。四大流域在南水北调工程中承担调水、受水和施工区的任务不同,工程对四大流域的影响也不同。因此,规划在流域层面的主要任务是明确为保障南水北调工程的生态安全,四大流域原有的水污染防治和生态保护规划任务与工程发挥综合效益的关系;协调工程生态环境保护规划与四大流域水资源规划、生态环境保护规划,尤其是水污染防治规划的目标及工程、管理措施间的关系。
(3)区域层。分别针对工程实施对调水区、输水线路区、受水区产生或可能产生的生态环境问题,明确规划需达到的目标,提出相应的工程和管理措施,尤其要重点关注那些关键性或敏感性的生态功能区。
(二) 治理体系
为实现上述目标,有关措施按图1-4-1所示的治理体系结构框架及下述方面内容展开。
图1-4-1 治理体系结构框架
1.战略层
主要是做好南水北调工程的战略环境影响评价,详见本篇第一章。
2.流域层
主要是南水北调工程的环境保护措施与长江、黄河、淮河、海河四大流域水污染防治与生态规划目标协调。
南水北调工程涉及长江、黄河、海河、淮河四大流域,由于工程对四大流域的影响不同,四大流域在南水北调工程中承担调水、受水和施工区的任务也不同,需要协调工程生态规划与四大流域水污染防治规划的目标。长江流域应实施全面的生态环境保护及水污染防治;黄河流域应重点解决黄河干流、汾河、渭河等河流的污染问题,为2030年通水做好准备;淮河、海河两流域应抓紧进行输水线路、调蓄水库及连通输水线路与用水城市间各条河流的治污工作。这些将作为南水北调工程的前提与发挥效益的保障。
3.区域层
主要是解决调水区水文情势变化引发的生态环境问题。水文情势的变化,对西线只是局部区域,对于中线则应关心整个汉江流域,对东线则是东、中、西三线调水后长江入海流量不断减少的影响。
西线调水区,涉及通天河、雅砻江、大渡河三条河的上游部分区域。
中线调水区包括丹江口库区及其上游的湖北十堰市,陕南商洛地区、安康地区、汉中地区和河南省南阳市等5个地市,汉江中下游的襄樊、孝感、荆门、武汉等地市,总面积约16万km2。
东线调水区位于长江下游干流南京—上海段,包括南京、镇江、扬州、南通、上海等市。
(三) 受水区生态规划的目标重在建立生态用水新秩序
南水北调受水区涉及黄河流域部分地区、淮河流域、海河流域,包括河北、河南、江苏、安徽、山东、北京、天津7个省(直辖市),涉及主要河流143条,20个湖泊和水库。其中黄河流域河流46条,湖泊1个;海河流域河流32条,湖库16个;淮河流域河流65条,湖泊3个。为体现流域水资源开发与保护特征,并与已有规划相衔接,规划将东、中线受水区划分为淮河流域用水规划区、海河流域用水规划区(西线受水区暂不规划),在两流域水污染防治工作基础上,建立生态用水新秩序,包括河道生态水量保持、地下水开采控制、湿地恢复、入海水量保持及水土流失防治等,作为生态系统功能恢复与维护的基础。
(四) 输水线路区以保障生态安全为规划任务
输水线路施工期产生植被与土壤的开挖、运移与破坏,人工调控的输水系统本身的安全运行,以及输水系统与原有防洪、排涝系统作用的互相影响,都成为保障生态安全的规划内容。需要从工程设计和维护的不同阶段提出建立输水安全系统的要求。
二、流域治污与南水北调工程
南水北调东、中、西三线工程地跨长江、黄河、淮河、海河四大流域,工程的水质安全、输水安全、用水安全均取决于四大流域的水环境质量,因此,四大流域的治污工作是保障水质、实现南水北调工程综合效益的关键。分析四大流域与南水北调工程相关的水质问题,并提出具体的规划范围、规划目标、治污措施,改善流域水环境质量,为南水北调工程的实施创造条件。
(一) 保证南水北调工程水质需要考虑的问题
1.长江干流水源地持续稳定达Ⅱ类水质标准
长江上、中、下游作为南水北调工程东、中、西三线的水源,水质必须满足国家地表水环境质量标准Ⅱ类要求,这是实施南水北调工程的前提条件。
2.黄河干流水质达Ⅲ类标准
黄河干流作为西线工程输水干线,水质必须达到Ⅲ类标准,目前,黄河干流虽然整体水质尚可,但是氨氮污染以及宁夏石嘴山、内蒙古乌海等沿河城市的重金属污染不容忽视。
3.东线工程形成清水廊道
东线输水主体工程,起始于扬州江都三江营,止于天津北大港水库,输水主干渠大部分位于淮河、海河流域,而且位于淮河、海河流域下游污染最严重的地区。因此,东线输水干线区能否形成清水廊道,确保东线调水水质稳定达到Ⅲ类标准,是淮河、海河水污染防治工作的重点。
4.有效保护及恢复北京市饮用水源
在南水北调工程实施之前,解决北京市水资源供需矛盾,削除水污染对水资源利用造成的不利影响,保护密云水库水质,恢复官厅水库使用功能,实现节水型城市建设,确保北京市用水安全,并且为调水后实现北调水与当地水的联合调度创造条件。北京市饮用水源的保护是海河治污的重点。
5.保障东线受水区天津、济南用水安全
天津市位于海河流域最末端,境内水体水质恶劣,是全海河流域污染问题的集中体现。如何进行有效的污染治理工作,保证东线送到北大港、中线送到团泊洼的输水水质,在天津市内同样维持Ⅲ类,是海河流域治污需要解决的问题。
6.有效治理河南污水,避免滨州沿海遭受污染损失
南水北调东线工程全部实施后,卫运河的水将全部通过漳卫新河入海。河南省能否大幅度削减污染物排放量,改善出境水质,是山东滨州沿海地区能否免受污染威胁的关键。
7.保证淮河干流及入洪泽湖支流水质
洪泽湖做为东线输水的重要调蓄水库,在二期工程中还具有备用水源地功能,其水质必须达到Ⅲ类,这就要求淮河干流水质满足Ⅲ类,各入湖支流水质不能低于Ⅳ类。安徽省的治污工作是淮河流域治污的重点。
8.削减石家庄等城市群排污量
河北石家庄、邯郸、邢台、保定4市污水排入滹沱河及大清河水系,最终汇入渤海。根据东线治污规划,东线工程全部实施后,在北排河实施截污导流,以保证南运河水质,为避免北排河污水对渤海的污染,必须加强石家庄、邯郸、邢台的污染控制。保定市污水进入白洋淀,严重影响作为南水北调中线调蓄水体白洋淀的水质,因此保定市污水必须得到控制。
9.控制东、中线农业面源污染
作为各城市饮用水源地的湖泊水库,如东线的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖、北大港水库等,中线的鸭口河水库、白龟山水库、昭平台水库、岳城水库等均存在面源污染问题,且在汛期更加突出。南水北调工程一旦全年调水,面源污染问题将成为威胁调水水质的重要因素。
(二) 解决影响南水北调工程的水质问题需采取的措施
影响南水北调工程的九大水质问题,涉及长江、黄河、淮河、海河四大流域的干流、支流、湖泊、水库,需要全面进行四大流域水污染防治工作,重点加以落实。
1.划分九个治污区
九大水质问题中,八项为区域性问题,需划分规划区、落实水质保护目标及工程措施。具体分区如下:
(1)针对长江干流调水水源地水质问题,划分汉江保护区及长江干流治污区。
(2)针对黄河干流水质问题,划分黄河干流治污区。
(3)针对东线工程能否形成清水廊道问题,划分东线清水廊道区。
(4)针对北京市饮用水源地保护,划分北京市饮用水源地保护区。
(5)针对东线受水区天津、济南用水安全,划分东线天津、山东受水区。
(6)针对河南污水治理问题,通过海河流域水污染防治“十五”计划,划分东线河南水质改善区。
(7)针对淮河干流及入洪泽湖支流水质问题,划分淮河干流及入洪泽湖支流治污区。
(8)针对河北石家庄等城市群排污量削减问题,划分河北城市群治污区。
2.实施六项规划
解决四大流域九大水质问题,通过实施六项规划来完成,分别为:①长江流域水污染防治和生态保护规划;②黄河流域水污染防治和生态保护规划;③海河流域水污染防治规划;④淮河流域水污染防治规划;⑤南水北调东线工程治污规划;⑥首都水资源可持续利用规划。
通过长江流域水污染防治和生态保护规划的实施,解决长江干流水源地水质问题;通过黄河流域水污染防治和生态保护规划的实施,解决黄河干流水质问题;通过海河流域水污染防治规划的实施,解决河南污水治理和污水城市群排污量削减问题;通过淮河流域水污染防治规划的实施,解决淮河干流及入洪泽湖支流水质问题;通过南水北调东线工程治污规划的实施,解决东线清水廊道、东线天津、济南用水安全问题;通过首都水资源可持续利用规划的实施,实现北京市饮用水源地的有效保护和合理利用。
3.通过实施六项规划,确保南水北调工程输水、用水安全
完成城市污水处理厂等七类项目;削减化学需氧量排放量106.2万t/a,氨氮排放量11.3万t/a;237个控制断面水质达到规划要求。
(三) 东线工程治污规划解决黄淮海流域下游水质问题
1.清水廊道区
规划范围包括江苏省扬州、淮安、徐州、宿迁4个市的江都、高邮、宝应、邗江、金湖、盱眙、泗洪、洪泽、楚州区、淮阴区、泗阳、宿豫、邳州、铜山、沛县、睢宁、丰县17个县级行政区,山东省枣庄、济宁、泰安、德州、聊城、菏泽、莱芜、临沂、淄博9个市的苍山、沂源、沂水、蒙阴、沂南、罗庄(临沂)、平邑、郯城、费县、台儿庄、山亭区(枣庄)、滕州、峄城、薛城、鱼台、嘉祥、梁山、微山、邹城、兖州、曲阜、金乡、汶上、泗水、东平、肥城、新泰、宁阳、临清、莘县、冠县、阳谷、东阿、夏津、武城、曹县、成武、单县、定陶、鄄城、郓城、东明、巨野43个县级行政区,河北省包括沧州、衡水2个市的大名、馆陶、沧县、青县、泊头、吴桥、南皮、东光、桃城区(衡水)、景县、武强、枣强、武邑、故城、阜城、冀州、清河、临西、饶阳、安平、宁晋、新河、南宫、献县24个县级行政区,天津市市区以及静海、西青、大港3个县,共16个地市的87个县级行政区。
2000年水质现状:东线清水廊道区47个控制单元对应的47个控制断面中,1个断面水质达到Ⅱ类,1个断面水质达到Ⅲ类,5个断面水质达到Ⅳ类,5个断面水质为Ⅴ类,34个断面水质劣于Ⅴ类,1个断面无监测数据。
2013年水质目标:东线清水廊道区47个控制断面中,44个控制断面要求达Ⅲ类,卫运河山东段、卫运河河北段、北排河等3个季节性河流断面化学需氧量控制在70mg/L(其他指标按照农灌标准执行),保障回用水水质要求,污水不进入输水干线。
2000年排污现状:东线清水廊道区2000年废水排放量为12.5亿t,废水入河量为8.9亿t,化学需氧量排放量为49.6万t,化学需氧量入河量为33.6万t,氨氮排放量为4.7万t,氨氮入河量为3.1万t。
2013年污染物总量控制指标:2013年化学需氧量排放量控制在17.8万t,化学需氧量入河量控制在10万t,氨氮排放量控制在2.2万t,氨氮入河量控制在0.6万t。
工程措施主要包括建设城市污水处理厂、配套城市污水回用设施、关停并转工业企业、实施清洁生产工程、达标再提高工程、企业污水回用工程、截污导流工程、流域整治工程。
2.东线天津、山东受水区
规划范围包括天津市区海河以南部分、山东济南市、江苏泰州市。
2000年水质现状为3个控制单元对应的3个控制断面中,1个达到Ⅳ类,1个为Ⅴ类,1个劣于Ⅴ类。
2013年水质目标是3个控制断面全部达到Ⅲ类。
污染物排放现状是:东线受水区2000年废水排放量为7.5亿t,废水入河量为6.0亿t,化学需氧量排放量为18.4万t,化学需氧量入河量为14.9万t,氨氮排放量为4.4万t,氨氮入河量为3.5万t。
2013年污染物总量控制指标:东线受水区化学需氧量排放量控制在15万t,入河量控制在10万t(入输水干线量控制在3000t);氨氮排放量控制在2.9万t,入河量控制在2.1万t (入输水干线量控制在100t)。
工程措施主要包括建设城市污水处理厂、截污导流项目、流域综合整治等。
(四) 解决调水水源地保护问题
1.汉江治污区
规划范围包括陕西安康、汉中,河南南阳,湖北十堰、荆门、孝感、武汉、襄樊共8个市(地区)。
水质现状:汉江治污区共27个控制单元,对应的27个控制断面中,12个断面水质达到Ⅱ类,4个断面水质达到Ⅲ类,5个断面水质达到Ⅳ类,3个断面水质达到Ⅴ类,3个断面水质劣于Ⅴ类。位于丹江口水库上游的河南省南阳市的唐河、白河、湍河及湖北省襄樊市的滚河、唐白河、蛮河水质较差,均不能达到国家地表水环境质量标准Ⅳ类。
水质目标:17个断面水质达到Ⅱ类,1个断面水质达到Ⅲ类,6个断面水质达到Ⅳ类,3个断面水质达到Ⅴ类。
污染物排放现状:①汉江区2000年废水排放量为9亿t,其中工业废水排放量为5亿t,生活污水排放量为4亿t;2000年废水入河量为8.2亿t,其中工业废水入河量为4.5亿t,生活污水入河量为3.7亿t。②2000年化学需氧量排放量为28.4万t,其中工业化学需氧量排放量为16.5万t,生活化学需氧量排放量为11.9万t;2000年化学需氧量入河量为20万t,其中工业化学需氧量入河量为14.8万t,生活化学需氧量入河量为5.2万t。③2000年氨氮排放量为2.9万t,其中工业氨氮排放量为1.7万t,生活氨氮排放量为1.2万t;2000年氨氮入河量为2万t,其中工业氨氮入河量为1.5万t,生活氨氮入河量为0.5万t。
污染物总量控制目标:①2010年化学需氧量排放量控制在23.4万t,其中工业化学需氧量排放量控制在13.2万t,生活化学需氧量排放量控制在9.2万t;2010年化学需氧量入河量控制在16万t,其中工业化学需氧量入河量控制在11.8万t,生活化学需氧量入河量控制在4.2万t。②2010年氨氮排放量控制在2.2万t,其中工业氨氮排放量控制在1.3万t,生活氨氮排放量控制在1.0万t;2010年氨氮入河量控制在2万t,其中工业氨氮入河量控制在1.5万t,生活氨氮入河量控制在0.5万t。
2.长江干流区
规划范围包括湖北省宜昌市、鄂州市、恩施土家族自治区、黄冈市、黄石市、荆州市、随州市、武汉市、咸宁市、孝感市,安徽省安庆市、滁州市、黄山市、池州地区、马鞍山市、宣城市、芜湖市、铜陵市,湖南省岳阳市,江西省九江市,江苏省常州市、南京市、南通市、扬州市、镇江市、泰州市26个市(地区)和上海市。
水质现状:长江干流区102个控制单元对应的102个控制断面中,23个断面水质达到Ⅱ类,33个断面水质达到Ⅲ类,34个断面水质达到Ⅳ类,8个断面水质为Ⅴ类,4个断面水质劣于Ⅴ类。劣于Ⅴ类的断面均在湖北省。
水质目标:28个断面水质应达到Ⅱ类,53个断面水质应达到Ⅲ类,19个断面水质应达到Ⅳ类,2个断面水质应达到Ⅴ类。
污染物排放现状:①长江干流区2000年废水排放量为72亿t,其中工业废水排放量为37.5亿t,生活污水排放量为34.5亿t;2000年废水入河量为69.6亿t,其中工业废水入河量为36.5亿t,生活污水入河量为33.1亿t。②2000年化学需氧量排放量为165.5万t,其中工业化学需氧量排放量为76.9万t,生活化学需氧量排放量为88.6万t;2000年化学需氧量入河量为152.9万t,其中工业化学需氧量入河量为70.2万t,生活化学需氧量入河量为82.7万t。③2000年氨氮排放量为17万t,其中工业氨氮排放量为7.7万t,生活氨氮排放量为9.3万t;2000年氨氮入河量为15万t,其中工业氨氮入河量为7万t,生活氨氮入河量为8万t。
2010年污染物总量控制目标:①2010年化学需氧量排放量控制在130万t,其中工业化学需氧量排放量控制在71万t,生活化学需氧量排放量控制在59万t;2010年化学需氧量入河量控制在123万t,其中工业化学需氧量入河量控制在56万t,生活化学需氧量入河量控制在67万t。②2010年氨氮排放量控制在13.6万t,其中工业氨氮排放量控制在5.8万t,生活氨氮排放量控制在7.8万t;2000年氨氮入河量控制在12万t,其中工业氨氮入河量控制在5.6万t,生活氨氮入河量控制在6.4万t。
工程措施包括建设城市污水处理厂、工业点源治理、区域综合整治、城市垃圾填埋场等。
(五) 解决黄河干流水质保护问题
规划范围包括青海省海东地区、海南藏族自治州,甘肃省甘南藏族自治州、临夏地区、兰州市、白银市、宁夏回族自治区吴忠市、银川市、石嘴山市,内蒙古自治区乌海市、巴彦淖尔盟,河南省三门峡市,山东省济南市、东营市共14个市(地区、盟)。
水质现状:黄河干流区18个控制单元对应的18个控制断面中,4个断面水质达到Ⅱ类,4个断面水质达到Ⅲ类,1个断面水质达到Ⅳ类,7个断面水质为Ⅴ类,2个断面水质劣于Ⅴ类。黄河干流水质为Ⅴ类或者劣于Ⅴ类的断面主要分布于甘肃、宁夏和内蒙古三省(自治区)。
水质目标:3个断面水质应达到Ⅱ类,10个断面水质应达到Ⅲ类,5个断面水质应达到Ⅳ类。
2000年排污量:①黄河干流区2000年废水排放量为8.1亿t,其中工业排放量为3.6亿t,生活排放量为4.5亿t;废水入河量为7.1亿t,其中工业入河量为3.3亿t,生活入河量为3.8亿t。②2000年化学需氧量排放量为22万t,其中工业排放量为11.9万t,生活化学需氧量排放量为10.1万t;化学需氧量入河量为19.5万t,其中工业入河量为10.3万t,生活入河量为9.2万t。③2000年氨氮排放量为3.2万t,其中工业氨氮排放量为1.5万t,生活氨氮排放量为1.6万t;2000年氨氮入河量为2.8万t,其中工业氨氮入河量为1.4万t,生活氨氮入河量为1.4万t。
2010年污染物总量控制指标:①2010年化学需氧量排放量控制在16.6万t,其中工业排放量控制在6.9万t,生活排放量控制在9.7万t;2010年化学需氧量入河量控制在14.9万t,其中工业入河量控制在5.9万t,生活入河量控制在9.0万t。②2010年氨氮排放量控制在2.5万t,其中工业排放量控制在1.3万t,生活排放量控制在1.2万t;2000年氨氮入河量控制在2.2万t,其中工业入河量控制在1.2万t,生活入河量控制在1万t。
工程措施包括建设城市污水处理厂、开展工业点源治理。
(六) 解决北京周边、淮河、海河流域等水质问题
1.北京市饮用水源地保护区
规划范围包括官厅水库上游影响区,包括山西大同、朔州、河北张家口3市,主要涉及河流有御河、桑干河、壶流河、清水河、洋河。
2000年水质状况:北京市饮用水源地保护区9个控制单元对应的9个水质断面中,3个达到Ⅳ类,6个劣于Ⅴ类。根据2000年水质监测结果可以看出:①官厅水库主要污染因子为氨氮,水库上游各控制断面氨氮与化学需氧量污染均较为突出;②影响官厅水库使用功能的重点河流为洋河、清水河,均在张家口市。
2010年水质目标:册田水库出口、官厅水库出口断面水质达到Ⅱ类,洋河左卫桥等4个断面达到Ⅳ类,御河利仁皂等3个断面达到Ⅴ类。
2000年污染物排放状况:北京市饮用水源地保护区2000年化学需氧量排放量为10万t,入河量为7.3万t;氨氮排放量为2万t,入河量为1.7万t。
2010年污染物总量控制指标:2010年化学需氧量排放量控制在4.9万t,化学需氧量入河量控制在3.8万t;氨氮排放量控制在1.4万t,氨氮入河量控制在1.2万t。
工程措施主要包括建设城市污水处理厂、清洁生产项目、企业排放标准提高、处理工艺改造项目、造纸企业技改项目、综合治理项目、水质水量自动监测站、关停污染严重企业。
2.东线河南水质改善区
规划范围包括河南焦作、新乡、鹤壁、安阳4市,以及博爱、修武、卫辉、辉县、获嘉、淇县、滑县、浚县、林县、汤阴10县。
2000年水质状况:5个控制单元对应的5个断面水质均劣于Ⅴ类,缺乏地表径流及大量小造纸企业的存在是造成河南省断面水质恶劣的主要原因。
2010年水质目标:5个断面化学需氧量浓度控制在70mg/L,其他指标不低于农灌标准。
2000年排污状况:2000年入卫运河各控制单元化学需氧量排放量为23.3万t,入河量为13.6万t;氨氮排放量为2.7万t,入河量为1.6万t。
2010年污染物总量控制指标:化学需氧量排放量控制在18.9万t,化学需氧量入河量控制在11.1万t,削减量为4.4万t;氨氮排放量控制在2.2万t,氨氮入河量控制在1.3万t,削减量为0.5万t。
工程措施包括城市污水处理厂建设、清洁生产项目、工业点源项目、关停年制浆能力在2万t以下的草浆造纸生产线。
3.河北城市群治污区
规划范围包括石家庄、邢台、邯郸、保定4个市所属涿州、易县、涞源、满城、安国、蠡县、定州、磁县、邯郸县、曲周、永平、平乡、隆光、新河、栾城、赵县、正定、藁城、无极、深泽等县(市)。
2000年水质状况:河北城市群治污区24个控制单元对应的24个控制断面中,3个断面水质为Ⅱ类,2个断面水质为Ⅲ类,1个断面水质为Ⅳ类,3个断面水质为Ⅴ类,15个断面水质劣于Ⅴ类。
2010年水质目标:岳城水库、黄壁庄水库等8个饮用水水源地断面水质达到Ⅲ类,1个断面水质达到Ⅳ类,4个断面水质达到Ⅴ类,11个断面化学需氧量浓度控制在70mg/L,其他指标不低于农灌标准。
2000年污染物排放状况:河北城市群治污区2000年废水排放量为10.7亿t,废水入河量为7.8亿t;化学需氧量排放量为31.6万t,化学需氧量入河量为19.3万t;氨氮排放量为4.3万t,氨氮入河量为3.1万t。
2010年污染物总量控制指标:河北城市群治污区化学需氧量排放量控制在18.6万t/a,入河量控制在13.6万t/a;氨氮排放量控制在2.9万t/a,入河量控制在2.2万t/a。
主要措施包括建设城市污水处理厂、工业点源治理项目。
4.安徽淮河干流及入洪泽湖支流治污区
规划范围包括安徽淮南、蚌埠、淮北、宿州4市的五河、濉溪、泗县、灵璧、凤台、怀远、固镇、明光8个县级行政区。
2000年水质状况:2个断面水质均劣于Ⅴ类,淮河干流沫河口断面为氨氮超标,入洪泽湖支流五河断面为高锰酸盐指数超标。
2010年水质目标:2个断面水质均达到Ⅲ类。
2000年污染物排放现状:废水排放量为3.3亿t,废水入河量为2.8亿t;化学需氧量排放量为5.9万t,化学需氧量入河量为5万t;氨氮排放量为0.6万t,氨氮入河量为0.5万t。
2010年污染物总量控制指标:2010年化学需氧量排放量控制在3.3万t,化学需氧量入河量控制在2.7万t;氨氮排放量控制在0.5万t,氨氮入河量控制在0.3万t。
主要措施包括建设城市污水处理厂12座、工业点源治理。
三、南水北调工程调水区生态环境保护规划
中线调水区主要针对调水后丹江口水库下泄水量减少对汉江中下游用水的影响、丹江口水库建设带来的移民问题、水库施工和运营对生物及文化景观的影响等,分别制订汉江上游及中下游生态环境保护规划,分区域提出保护对策,以确保丹江口库区水质长期、稳定满足Ⅱ类水质标准和满足汉江中下游用水需求。
东线调水区主要关注工程实施后对长江口地区盐水入侵的影响、水污染控制、工业及生活用水等问题,将长江河口区划分太湖特殊生态功能区、河口生态保护区、长江干流污染控制区、上海饮用水水源保护区四个区域,分区分类提出生态环境保护对策,以缓解甚至消除南水北调工程对长江河口地区生态环境的不利影响,保障南京以下长江干流水质基本达到Ⅱ类水质标准。
制订长江口盐水入侵防治专项规划,对长江口盐水入侵问题的历史、原因、特点、时空分布进行归纳总结,评估盐水入侵对长江口水源地的影响,分析南水北调工程对长江口盐水入侵的影响,评估南水北调工程对长江口水源地的影响,制订相应的水源地保护措施与方案。
(一) 中线调水区生态环境保护规划
规划范围包括丹江口库区及其上游的湖北省十堰市,陕西省商洛地区、安康地区、汉中地区和河南省南阳市等5个地市,以及汉江中下游的襄樊、孝感、荆门、武汉等,总面积约16万km2。
规划目标为改善汉江流域生态环境,减少丹江口库区上游的水土流失,提高汉江中下游的航运、灌溉条件,促进江汉平原经济发展。到2010年,汉江干流水质基本达到Ⅱ类,支流水质不低于Ⅳ类,保证汉江流域2200万人的饮用水源安全,保证南水北调中线调水水质(表1-4-1)。
表1-4-1 丹江口库区及其上游水质保护目标
续表
1.汉江上游规划措施
针对南水北调中线对汉江上游带来的各种生态环境影响,将丹江口水库库区及上游区域全部划分为保护区,全面开展水污染防治和水土保持为主要内容的水源保护工作,保障丹江口库区水体水质安全。
(1)库区上游保护措施。加强库区水污染治理,对神定河(十堰市)、犟河(堵河水系)、马家河(茅塔河水系)、老灌河、丹江等河段进行治理。
加紧库区上游生态保护与恢复,加强治理库区上游水土流失,减少入库泥沙和面源污染物,改善生态环境。加强对汉江上游资源开发的监管,重点建设太白山自然保护区、洋县朱鹮自然保护区、化龙山自然保护区、洛南大鲵自然保护区、镇巴县巴山竹林自然保护区等,开发旅游资源,保护生物多样性。计划2000—2010年,将位于丹江中上游暴雨区的留坝、洋县、佛坪、宁陕、紫阳和岚皋6县、位于丹江上中游水源涵养区的丹凤、商南等2县建成以保护生态环境为目标的生态示范县。以这些生态示范县作为改善整个区域生态环境的支撑面,实施退耕还林计划。
(2)库周生态恢复措施。施工期要尽量避免工程施工产生的废水、废气、废渣、噪声等对施工区环境造成的影响,加强保护施工区人群健康。
运营期加强入库干、支流的水土保持,增加林草覆盖率,严格控制投饵网箱养鱼避免水体污染。调整新的四大家鱼产卵基地,维持库区水生生物生态。保持库区水位相对平衡,采取移栽等措施加强保护库周近30种珍稀植物。改变传统的以粮食为主的农业模式,大力发展经济生态型农业。汉江上游生态保护重点项目有退耕还林还草工程、封山育林工程、植树造林工程、农村新能源推广工程、生态示范区建设、生态农业建设项目和自然保护区建设等项目。
2.汉江中下游生态保护措施
针对南水北调对汉江中下游带来的各种环境影响,以建立江汉平原生态农业示范区、汉江水污染防治区和为保护汉江中下游实施的汉江中下游水资源利用条件改善方案等保障措施,保障汉江中下游用水需求。
(1)建立江汉平原农业生态示范区,控制农业面源污染。根据调查与研究,在汉江中下游氮、磷污染负荷中,来自面源的污染负荷占有相当大的比例,这些氮、磷主要是通过泥沙和地表径流进入汉江中下游河流中。
从泥沙流失量来看,输沙量最大的是汉江沿岸直接入江区域,占36.03%;其次为唐白河和南河流域,分别占27.34%和18.17%;竹皮河所占比例最小,仅为0.90%。
从不同流域的氮、磷来源来看,直接入汉江的区域约占1/3;其次为唐白河,约30%;南河和汉北河分别占12%和10%左右,而南河主要以固态氮和固态磷输入为主。
不同土地利用类型氮、磷污染负荷也不尽相同。水田是汉江中下游农业面源中氮、磷的最大贡献者,主要原因是单位负荷大和水田所占面积大;其次为旱地,主要分布在南河、北河、汉北河和东荆河等流域;而林地、草地和荒草地对面源负荷的贡献较小。
针对汉江中下游流域氮、磷负荷分配和水土流失情况,建设三大生态农业示范区,实施三大流域水土保持治理工程,减少入汉江中下游的面源污染负荷。即汉江沿岸生态农业示范区,唐白河流域生态农业示范区,汉北河生态农业示范区,汉江沿岸流域水土保持治理工程,唐白河流域水土保持治理工程,南河流域水土保持治理工程。
(2)建立汉江中下游水污染防治区,控制工业与城市污染。
1)汉江中下游污水治理。汉江中下游河段水质超标现象比较严重,1999—2000年汉江中下游三个水期(丰、平、枯)的23个断面的监测结果来看,只有9个断面达到Ⅱ类水质标准,而且大部分位于汉江中游江段。污染较严重的断面为位于襄樊市区和临近的下游宜城,有60%的断面不能达标(Ⅱ类或Ⅲ类标准),其超标因子为氨氮和总磷。在钟祥以下(含罗汉闸)的汉江下游江段,有44%的断面超标,其超标因子主要为总磷,其次为氨氮。
造成汉江中下游河段水质超标现象比较严重的原因之一是汉江流域每年5.38亿t的废水(工业2.6亿t,生活2.78亿t)和14.74万t的化学需氧量(工业化学需氧量6.39万t,生活化学需氧量8.35万t)的排放量,预计到2010年,汉江流域的废水和化学需氧量排放量将分别达到7.81亿t和15.91万t,如果不采取措施控制污染物的排放量,汉江中下游水体水质将继续恶化。
为遏制由于工业废水对汉江中下游造成的污染,采取的措施有:①调整现有工业企业产业结构;②禁止新建重污染企业;③新建企业和改、扩企业全部实现达标排放和污染物总量控制;④推广清洁生产技术。
生活污染源的控制是以建设城市污水截污工程和城镇污水处理厂,减少由生活污染源造成的对汉江中下游的污染。
2)汉江中下游垃圾处理。汉江干流中下游附近城市全面实行生活垃圾集中处理,到2010年,建成城市垃圾处理项目16个,垃圾处理率达到90%。
3)汉江中下游城市河道清淤。对汉江干流中下游襄樊等8个主要城市进行城市河道清淤,减少底泥的水质污染,改善汉江的航运条件。
4)汉江中下游城镇全面禁磷。汉江中下游城镇全面推广无磷洗衣粉的使用,大力限制沿江化工厂磷、氮的排放,减少磷、氮入江量50%,有效控制汉江水华的发生。
5)支流污染治理。竹皮河(荆门市)、唐白河(襄阳县)、小清河(襄樊市)、蛮河(宜城市)等共7条主要支流在2000年的水质劣于Ⅳ类,同时也是水土流失量比较大的几个流域。到2010年,要重点治理这7个流域的水质污染,对小流域实施总量控制,建设各个城镇污水处理厂,调整产业结构布局,逐步减低工业污染排放量,控制小流域水土流失,使各个支流入江水质达到规划要求。
(3)建设引江济汉工程,维持汉江生态系统需求。引江济汉工程是从长江中游干流向汉江下游引水,补充兴隆至汉口段和东荆河灌区的流量,以满足其灌溉、航运和生态用水要求。
引江济汉渠线采用对地方防洪排涝干扰小、对江汉油田干扰小、引水口河段河势稳定的高线线路方案。渠首位于枝江市七星台镇大埠街,干渠向东穿过下百里洲、沮漳河、荆江大堤、港南渠、港北渠、港中渠,在荆州城北穿过汉宜高速公路,在纪南城东边沿长湖西缘北上穿荆沙铁路,再向东北穿过拾桥河到长湖北缘后港镇,沿长湖湖汊北缘、彭冢湖北缘向东穿过西荆河、东干渠,在潜江市高石碑镇南穿过汉江干堤入汉江。渠道在拾桥河相交处由拾桥河分水入长湖,在东荆河灌区需水时,由长湖东缘的刘玲闸出湖入田关河,由田关河和田关泵站入东荆河,全长82.68km。
引江济汉工程设计引水流量初拟为500m3/s,主要建筑物包括引江济汉渠道及其上的大埠街进水闸、汉江高石碑出水闸、与沮漳河及拾桥河平交的节制闸、船闸,此外还有其他河渠及路渠交叉建筑物等。
(4)兴建兴隆水利枢纽,保障农业灌溉系统不受河水影响。兴隆水利枢纽位于湖北省天门市、潜江市境内,上距兴隆闸约1km,是汉江干流规划中的最下一个梯级,为季节性低水位拦河闸坝。主要目的为壅高水位、增加航深,以及改善回水区的航道条件,提高罗汉寺闸、兴隆闸及规划的王家营灌溉闸和两岸其他水闸、泵站的引水能力。
根据兴隆水利枢纽所处河段的地形、地质条件及南水北调中线要求,拟定的坝址位于湖北省天门市(左岸)和潜江市(右岸),正常蓄水位36.5m,水库回水至华家湾,库段长为71km,过船吨位500t。
兴隆水利枢纽工程总工期4年,其中施工准备期1年,一期工程施工期2年,其余工程1年完成。
(5)改(扩)建部分闸站及整治局部航道,改善汉江航运条件。对灌溉面积较大的谢湾闸和泽吕闸,为改善其灌溉保证程度,规划在闸前兴建泵站。谢湾闸和泽吕闸设计最大引水流量分别为32m3/s、150m3/s,谢湾泵站装机容量约3.2MW,泽吕泵站装机容量约15MW。
对其他引水闸站,通过对干流沿岸102座典型水厂及灌溉闸站调查分析,需对总引水流量约146m3/s的14座水闸和总装机容量约10.5MW的20座泵站进行改建。
局部航道整治工程包括延长丁坝5120m、新增丁坝1100m以适应整治流量减少和整治线宽度束窄的变化,并对部分河段滩群进一步整治和疏浚。
(二) 东线调水区生态环境保护规划
1.保护范围
长江下游干流南京—上海段和太湖流域地区,包括南京、镇江、苏州、无锡、常州、扬州、南通、上海等市。
2.保护目标
长江干流水质达到Ⅱ类,保证调水要求;长江干流控制岸边污染带,保障岸边取水水质;长江沿岸的岸边污染得到改善,各个支流水质达到江苏省水域功能区划要求(表1-4-2)。
表1-4-2 长江河口区水质保护目标
续表
3.分区保护任务与措施
针对南水北调中线工程对长江河口地区带来的各种生态环境影响,长江河口区划分太湖特殊生态功能区、河口生态良好区、长江干流污染控制区、上海饮用水水源保护区四个区域,分区分类落实生态环境保护对策,促进长江河口地区生态环境不断改善,使南京以下长江干流水质基本达到Ⅱ类。
(1)太湖特殊生态功能区。
1)生态保护方案。
a.自望虞河调水引江济太工程。按年引水10亿m3论证,加大望虞河引水量,自望虞河调水入太湖,然后经五里湖、梅梁湖入长江;在常州、无锡进行二级处理后排入长江,不再排入太湖。这是对梅梁湖、五里湖水质改善起关键作用的工程。
b.湖滨带建设工程。在 “九五”湖滨防护带工程的基础上,全面建设环湖湖滨带工程。环湖道路靠湖体一侧 (长约300多km,宽50m至数百米)所有区域的生态防护带建设,按农田林网、防护林体系和环湖林带进行建设,每网220~300亩;西部沿岸各入湖河道两岸设置40~50m宽林带;入湖河道各支流沿岸设置10~20m宽林带;结合太湖大堤的建设,因地制宜采用草本和灌木植物;沿岸丘陵根据地貌类型发展林果茶等,逐步形成乔灌草三层结构。以本土动植物或已经证实有有益生态效果的动植物为主。
c.前置库和湿地建设工程。该工程拟包括13条主要入湖河流入湖口的湿地建设、湖荡(如东氿、西氿、盛家荡和金鱼荡等)水生植被恢复建设等。其中,已有的湿地要加以修复和维护;沿河两侧湿地可按照微地貌类型改造成太湖前置库,利用水生植物净化污染物;部分低洼地和废弃沟塘可改造成前置库,利用氧化沟(塘)降解和水生植物吸收原理,净化入湖河流和径流中污染物。前置库的建设应与湖滨带生态建设相结合。
d.水生植被恢复和重建工程。工程选择贡湖、梅梁湖和竺山湖的湖湾,修建防护桩,按沿岸带地貌,修复挺水、漂浮、沉水和浮叶植物群落。严禁任何形式的网围、网箱养殖和吸螺作业,控制生态水位,促使局部水域水体中悬浮物加速沉淀,提高透明度,控制藻类水华的发生,以利水生植物生长。“十五”期间,将太湖西北部、西部沿岸浅水区和贡湖湾和竺山湖湾作为重点区域,开展水生植被恢复工程,由点到面通过人为干预,创建水生高等植物的适生条件,诱发和稳固藻型水体向草型水体的转化,一方面抑制蓝藻水华的发生和发展,另一方面结合水草资源的利用,从湖体中取出营养物。
e.河道与梅梁湖、五里湖生态清淤工程。结合水利和航运要求,对太湖13条主要污染入湖河流和其他5条河流进行生态清淤,经初步估算,清淤量约1.5亿m3;梅梁湖、五里湖淤泥量约为9900万m3,生态清淤量约为1044万m3。以太湖每年换水1次的周期计算,实际可增加湖水容量2000万m3。
2)水质改善工程。
a.城镇污水处理工程。先湖西、后湖东,分步治理,太湖西北沿岸以及太湖上游的宜溧河水系、苕溪水系和大运河沿岸为重点污水处理厂建设区域。计划安排建设67座污水处理厂及管网配套工程,处理能力为220万t/d,其中江苏省66座,处理能力217万t/d;上海市1座,处理能力3万t/d。这些建设工程包括在建、扩建和新建项目。所有新建和扩建的污水处理厂应采用具有除磷脱氮工艺的二级或二级强化(A2/O法)处理工艺。
b.城镇垃圾处置工程。建设城镇垃圾处置和危险废物处置中心,包括垃圾无害化处置及卫生填埋场工程、垃圾焚烧场、危险废物处置,分别分布在苏州、无锡处置。
c.工业点源污染控制工程。进一步对30家磷污染排放大户和57家氮污染排放大户实施总磷和总氮总量削减控制措施。
(2)河口生态良好区。河口生态良好区包括宁镇扬-宜溧山丘陵区和太湖平原、江北平原生态农业区。
1)宁镇扬 宜溧山丘陵区。以保护山区和农区的水土流失为重点,位于扬州、镇江 (丹阳)以西及宜兴溧阳以南地区,由低山丘陵、黄土丘陵和秦淮河固城湖石臼湖流域平原组成。
低山丘陵区有计划进行封山育林,防风固沙,保持植被;在5°以上坡耕地造林抚育幼林;加强对山区建设项目、采矿、采石、挖砂等环境管理,低产田退耕还林,防治水土流失,保护山地资源,实施林业生态工程。
加强小流域为单元的水土流失防治,在黄土丘陵区基本完成梯田化的基础上加强林网建设,平整畦内土地,防治丘陵区农田水土流失。
沿江河漫地低阶地的潮土旱作区要加强农田林网建设和条田建设提高农作物覆盖率,改进耕作技术。
保护区内生物多样性,加强区域内已建和新建自然保护区、珍稀野生物种保护基地和风景名胜区的生态保护。
2)平原农业区。该区包括太湖平原和江北平原。
以实施农业生态工程、加强农业和农村基础建设,改善农业生产条件和生态环境为重点,加强农业和农村基础设施建设,稳步提高农业综合生产能力。平原区农田森林覆盖率达到10%,镇区绿化率达到20%。
采用节水灌溉,减少农田径流,防止农田水土流失。到2010年,40%~50%的重点中心城镇要建设污水处理设施,健全垃圾收集系统,固体废弃物处理率达到90%以上,畜禽粪便处理率和资源化率达到80%。
江北平原做好近海农业污染防治的综合治理,使入海水质达到Ⅲ类,大力开展生态县、镇、村建设,继续加强农业综合实验示范基地和科技示范园建设。
(3)长江干流污染控制区。长江干流是江苏省目前唯一的保持Ⅱ类水的战略水源地,是江苏省和南水北调的东线水源地。在综合开发、统筹兼顾、预留发展、有偿使用的原则下,做好干流区的统一规划,重点突出水污染防治、饮用水源保护和沿江生态带建设。
沿江饮用水源地必须设置一级保护区、二级保护区和准保护区。一级保护区以取水口为中心,半径不超过100m,禁止各类污染物排入,严禁停靠船只,严禁养殖捕捞,严禁建设有污染源的项目和排污口,并建设水源地防护林带。
加强污染物岸边排放总量控制,严格实行入江30条主要支流的总量控制计划,加强对沿岸城市工业污染防治,以入江排污口整治为主要方法核定各个点源的污染物排污总量的控制管理。
沿江建设一批城市污水处理厂,到2010年,城市污水处理率达到80%,大幅削减生活污水的污染负荷,整顿集中式入江排污水道,改变大型排污单位的排放方式。
沿江各个市县对造纸、制革、印染、电镀、化工、农药、酿造、有色金属、冶炼等行业进行针对性的产业结构调整,淘汰落后的生产能力,大幅削减结构性工业污染。
(4)上海饮用水水源保护区。
1)合理调控南水北调工程调水量:①采取各种措施保证长江口下泄水量,防止盐水入侵的发生;②当大通流量小于警戒流量8000~10000m3/s时,应严格控制或停止东线调水(警戒流量尚待组织有关方面最终确定);③南水北调东线的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖在9月、10月引江水储蓄,以备南水北调所需的苏、皖、鲁、津的用水量,枯水期则减少江水抽引量,采取避让措施;④在大通以下沿线各取水口建立自动监测系统,监测沿江各地区抽江与引江的水量及下泄流量。高度重视并研究安徽大通水文站以下长江径流量的变化,并有针对性地进行有效的管理与控制。
2)保护现有水源地,开发规划新水源,节约用水,充分利用各种水源:①保护好已有的陈行水库、宝钢水库等水源地的水质,并充分利用这些水源;②抓住太湖治理的契机,大力治理黄浦江,使黄浦江水质改善,恢复利用原有的水源地,以避免对长江引水过量,产生盐水倒灌;③扩大现有沿江引江工程取水泵站规模及水库有效库容,提高上海市长江引水远景规划水源地(青草沙水库、太仓水库)引水规模,并对水源地进行保护;④开辟长江以外的新水源地,作为备用水源;⑤加强长江各支流口门处的水闸管理,减少内河盐水入侵,改善内河水质;⑥建议采取各种节水的工程措施和政策,建成节水型用水系统,降低各方面的用水指标,使有限的水资源更好地为国民经济服务。
3)北支整治等可供选择的水源保护措施。
a.北支整治工程。由于该地区最主要的盐水倒灌来源来自长江口北支,尤其是南支上游地区,是受北支盐水影响最重的地区。鉴于北支是一个由于泥沙淤积将自然消亡的河口,因此,建议采取对北支进行封堵整治的措施,可以减少盐水倒灌,避免盐水入侵的发生,并且不会对环境产生负面影响,可以作为可供选择的方案进一步论证。
b.利用三峡水库调蓄能力,在长江枯水年或特枯水年,将三峡水库蓄水期提前1个月,即从9月开始,延至10月、11月、12月,以维持天然下泄水量。
c.加强科技手段,开展相应的水文测量、科学研究,分析长江口盐水入侵规律、南水北调对长江口盐水入侵的深入影响等,为南水北调工程的顺利进行做进一步论证。
4)用水保障措施。
a.市区工业和生活用水保障。目前上海市工业和生活用水的主要水源是黄浦江,由于其下游受到城市排污和盐水入侵的影响,水质已不符合工业和生活用水的需要。因此需要抓住治理太湖的有利时机,对黄浦江上游进行有效的污染防治和水源地保护,建立松江水源地。
b.南支河段沿岸工厂的工业用水保障。南支河段沿岸已经建了宝山钢铁总厂和石洞口电厂、水泥厂等许多重要工厂,这些大型工厂都是用水大户,原水直接取自长江。北支倒灌盐水过境时,长江水质不能满足工业用水的要求。宝钢总厂现采用第二水源即建造岸边水库的方法,在长江水氯离子含量高于钢厂用水标准时取用水库水。其他用水量大的工厂参照宝钢的方法,统筹安排,建造适当库容的岸边水库,可以解决长江水受盐水入侵影响时的用水问题。
南支河段南岸主要盐水入侵来源是北支倒灌盐水过境,如果没有这个因素,南支河段大部分地区不存在盐水入侵问题。通过北支整治,可以彻底解决南支河段盐水入侵的影响。
在特枯年,南支河段连续几十天为盐水所控制。在这种情况下,太湖流域通过南支河段沿岸引水,会引起内河水系严重的盐水入侵问题。在这种年份,南支河段沿岸水闸应该停止调水。
c.沿江的农业用水问题。灌溉水体中含盐度大小是影响水稻成秧率的重要因素。在盐水入侵时,严格管理水闸,对育秧水质进行必要的监测,可以大幅度减轻盐水入侵对农业生产造成的不利影响。
现在沿江各市县通长江口的河道都有水闸控制,客观上已经创造了控制盐水入侵的条件。只要加强沿江水闸管理,控制盐水入侵对农业生产的影响是可以做到的。
濒临南支河段的宝山和太仓等县,如果掌握北支倒灌盐水团过境的规律,在平水和丰水年的枯水季节,可以做到开闸引水,免除盐水入侵的影响。为了保证枯季引到低氯水体,宝山和太仓两县,每县应至少有一个水文站,每天1~2次监测长江水的氯度,根据江水氯度大小,决定是否开闸引江。
现太仓县浏河闸已建潮汐发电站,经常开闸引水发电。为避免盐水污染内河水道,枯季应该定时测量浏河闸下含氯度,如果闸下含氯度太高,潮汐发电站应立即停止运行。采取这些措施,可以避免盐水入侵的影响。崇明县有完整的监测氯度的体系,闸门管理也比较严格,坚持这种做法,不会出现盐水入侵影响农业生产问题。
望虞河位于南北支交汇口上游,在长江特枯年,望虞河也受长江北支倒灌的影响,含氯度短时间也会高达600mg/L左右,但毕竟是短时间的和间歇性的,大部分时间含氯度比较低。在特枯年,如果太湖流域需要引水,应该通过上游望虞河这样的骨干河道来实施。
另外,三峡工程和南水北调工程对长江口地区的生态环境综合影响及防治,如富营养化问题的产生、泥沙淤积规律的改变、生态群落的变化、土壤盐渍化等,还有待进一步的深入科学论证。
四、南水北调工程输水线路区生态环境保护规划
南水北调工程输水线路区的环境影响,是主体工程直接对生态环境施加影响的部分。因此,工程活动本身的影响,如开挖、弃土、破坏植被、永久占地等问题,解决的最好途径是设计。工程设计体现生态保护目标越突出,问题越小,效果也远大于工程完成后的各项补充措施。工程安全影响生态安全,巨大的人工输水工程,其工程风险就是生态风险,因此解决的途径也在于设计。工程的长远生态影响,其动力来源在于人工输水渠连接起四大流域,流量、流质、流态的变化,直接反映在输水线路中,需要设立观测系统,也应在工程设计中做出安排。本规划结合工程设计应注意的上述三方面生态环境问题提出要求。
南水北调工程在全面采取预防监督措施的同时,需对弃土区、渠道堤岸区、施工道路区、泵站及移民安置区采取必要的防治措施,避免水土流失的产生。
利用北调水及受水区蓄水水库及地下水源,实施水资源的联合调度及丰枯互补,利用在线水库的蓄水在总干渠输水中断时应急供水,确保受水区连续安全供水。
调水干渠将原来各自独立的城市集中水源连接在一起,原有湖库的充蓄调控规律发生变化,水文条件发生变化,污染物及营养物受纳量发生变化,必须进行河渠湖库一体化保护系统建设,确保输水安全。
(一) 解决输水线路区环境影响的关键在于工程设计
1.工程设计原则
通过合理设计,减少工程对周边环境的负面影响,工程设计应遵循以下原则。
(1)总体布置应合理节约用地,根据施工地点的地质状况,尽量利用荒地、滩地、坡地,多采用窄深断面,不占或少占良田,减少对水利设施、经济园林、森林资源的破坏。尽量减少穿越人口、耕地集中的村寨的概率,注意避让地质塌陷区、水源地、名胜古迹等敏感区。对渠道两岸的公路桥应合理布局,优化选址,以利渠线两岸附近居民来往。
(2)渠道与渠道建筑物应统一规划土石方,按照挖填结合、左右岸挖填弃量各自平衡的原则,施工弃土尽可能堆置于坑洼不平处,少占耕地。临时弃土场占压耕地后,需推平地面,平整土地并覆盖种植土以使农田恢复耕种;多利用山沟、荒地、河滩,尽量避开居住点,根据条件予以造林绿化或改造成耕地。
(3)掌握土壤和地下水的盐分动态,防止土壤次生盐碱化的发展,对于堤外渗水要认真考虑防渗、截渗、排渗等工程措施。
(4)干线区将穿越不同的地质形态区域,中线总干渠跨越秦岭褶皱系和中朝准地台两大一级构造单元,地势西高东低,西部以变质岩、碳酸盐岩、碎屑岩等为主,东部则广泛分布第四系黏性土及砂土。这些区域的土壤、植被均有所不同,其中有珍稀动植物的地区、地震多发区等应在环境影响评价报告中提出相应的避让、解决措施。
(5)外购部分建筑用木材,以减少对当地森林植被的破坏。
(6)统计移民数量,做好拆迁安置区的环境规划,使拆迁居民生活长治久安,以减免对环境的潜在影响。
(7)对无法避让的居民区、文物古迹等地区作出环境影响评价,制定相应的规划和保护、转移等措施。
2.工程设计中的移民安置问题
(1)中、东线输水总干渠移民安置。中、东线输水干渠虽然占地面积较大,但由于工程建设占地及挖压拆迁分布距离长,占用沿线各乡镇耕地的比例较小。且输水干渠沿线土地资源较好,人均耕地超过全国水平,调水后耕地质量将有所提高。因此总干渠移民问题可以通过就地就近调整安置解决。
(2)南四湖、东平湖移民安置。按照东线工程规划报告要求,将南四湖、东平湖划分为调水区、缓冲区、开发区,对调水区进行封闭保护,在缓冲区种植芦苇等水生植物,建立生物隔离带;在开发区,可进行渔业等生产活动。南四湖下级湖作为调水区保护,上级湖作为开发区;东平湖老湖区作为水源保护区,新湖区作为开发区。
根据南四湖上级湖及东平湖新湖区的环境容量及鱼类产量,确定可容纳的渔民人数,允许适当数量的渔民继续从事生产生活活动。根据山东省耕地资源分布状况,结合南水北调工程给耕地带来的改善作用,以不降低渔民现有生活水平为前提,安排剩余渔民就近从事农业生产活动。
3.工程设计中应注意的水土流失防治问题
工程建设期间,人为侵蚀将造成弃土场、施工区、生活区的水土流失。破坏现有的地表植被,表层土松散,裸露地面土层。此外,干线河流湖泊内的清淤工程将可能带来排泥场占地及清淤淤泥对周边生态环境的影响。清淤淤泥占压部分农田后,植被遭到破坏,农田腐殖质也受到一定的影响,须配合以有效的覆土、除碱等改良措施后,尽快恢复耕种。
根据水土保持方案编制规范,南水北调工程在全面采取预防监督措施的同时,对重点或主要水土流失区,采取工程措施与林草措施相结合,实施综合治理。
对弃土区及排泥场等堆垫边坡主要采取种植草皮(或灌木)护坡措施;弃土区、排泥场表面主要进行土地整治绿化(部分有条件的可进行复耕),种植乔木或灌木等树木;渠道岸堤采取必要的工程衬砌和沿岸绿化整治;施工道路主要沿两侧开挖排水沟,疏导地表径流;泵站区域水土流失主要结合环境绿化美化,采取林草优化配置进行治理;移民安置区建房过程中产生的弃渣选择洼地填埋,区内种植林木,以提高植被覆盖率,美化环境。
对现有植被落实综合管护措施,建立专门机构做好封山育林育草工作,疏林补植,划出全封、半封、轮封区,保护自然资源不遭人为破坏。
另外,还要严格履行各类基本建设项目的水土保护方案审批制度,水土保护部门要督促检查水土保持方案的实施,对已造成水土流失的单位,要收取补偿费和防治费。
4.工程设计中施工期应注意的污染控制与生态安全维护问题
(1)水污染物排放控制。施工产生的各种有害废水应经处理对环境无危害后再行进排放,生活污水排入化粪池初级处理后排放,砂石料冲洗废水采用沉淀池一级处理,废水中悬浮物达标后排放,机械维修厂含油废水经油水分离机除油达标排放。
(2)气污染物排放控制。经过市区干道的交通运输要防止扬尘污染影响,及时清扫道路,两侧栽种树木,干燥天气定时道路洒水,使用无铅汽油等。
(3)噪声控制。对噪声大的施工设备和车间装多孔吸声材料,尽可能防止噪声向外辐射,大型车辆安装消声器。交通沿途有学校、医院等的敏感区,建议设置吸噪或防噪措施。
(4)固体废物排放控制。施工弃土、弃石尽量回用,生活垃圾按指定位置集中堆放进行无害化处理或送城市垃圾场集中处理,做好施工弃地植被恢复。
(5)人群健康保证。施工区人员较集中,要做好保证饮食卫生,加强卫生保健,做好防疫检疫工作,杀鼠灭蚊,减少媒介传染病发生。
(6)生物保护。保护调水沿线植被生态及动物种群生活,防止移民搬迁以及施工过程中对动植物的破坏,禁止捕猎珍稀动物,对工程建成后动植物种群变化可能引起的危害采取有效生态措施进行控制。
(二) 南水北调中线工程输水安全保障
南水北调中线工程不论在近期还是远期,其调水量均为北方受水区的补充水源,并且因丹江口水库入库水量年际、年内分配不均,在首先满足汉江中下游防洪和供水要求后,中线工程北调水量年际、年内不尽一致,而受水区当地地表水水库入库径流同样存在年际、年内不均衡。只有通过北调水与当地各种水源联合运用,实现丰枯互补,才能满足受水区的需求,提高供水保证率,实现水资源优化配置,使各种水源得到充分、合理利用。为确保调水工程输水安全,需要充分发挥在线水库的调蓄作用,实现输水干渠的即时响应。
1.输水干线应发挥在线水库的调蓄功能
(1)调蓄水库分布。受水区向城市供水的大、中型水库及洼淀共有19座,其中河南8座,分别为鸭河口水库、昭平台水库、澎河水库、白龟山水库、尖岗水库、常庄水库、小南海水库、彰武水库;河北8座,分别为岳城水库、东武仕水库、岗南水库、黄壁庄水库、西大洋水库、千顷洼水库、白洋淀水库、瀑河水库;北京2座,分别为官厅水库、密云水库;天津1座,为于桥水库。这19座水库总调蓄库容为67.5亿m3,占远期中线输水量的50%,其中黄河以南13.3亿m3,黄河以北54.2亿m3。充分利用这些水库的调蓄库容,可最大限度地实现北调水与当地水资源的丰枯互补。
(2)调蓄水库分类。调蓄水库可分为三类,即补偿调节水库、充蓄调节水库和在线调节水库。
1)补偿调节水库是位于总干渠以西的水库,位置较高,不能充蓄北调水但可以调蓄当地径流,对供水片起补偿调节作用,如鸭河口水库、昭平台水库、小南海与彰武水库、岳城水库、东武仕水库、岗南水库、黄壁庄水库、西大洋水库、密云水库和官厅水库。
2)充蓄调节水库是位于总干渠以东的调蓄工程,位置较低,不仅可以调蓄当地径流,还可以充蓄北调水,如白龟山水库、白洋淀水库、千顷洼水库和于桥水库。
3)在线调节水库与总干渠连通,北调水可充蓄入库,库水又能进入总干渠,需设进库或出库泵站,如瀑河水库。
(3)调蓄方案。
1)水库、洼淀的调度方案。汛期(7—9月)预留防洪库容,剩余库容参与中线调水的调蓄;非汛期全部库容调节当地水和北调水。
设计充库参数,即根据当地水资源丰富情况,以不降低当地水资源利用程度为原则,水库在充蓄上游来水时,为水库留下一定的备用容积,既可充蓄北调水,也可充蓄当地径流(下时段来水)。
为保证重点用水部门的供水,设定不同用户停供线。由上而下分别为其他供水限制线、工业供水限制线。当水库水位降到第一条停供线时,水库停止向其他项供水,如水位继续下降到第二条停供线,再停止向工业供水,只向生活供水。
2)水资源联合运用方案。①当地水库上游来水,先充蓄水库,蓄到限定库容后的余水首先供水(限定库容由充库系数确定);同时,为避免地下水开采使用年际间变化过大(造成机井浪费和维修困难),再适量开采地下水。②若用户需水不满足,则由中线调水供水。③用户需水仍不能得到满足,由当地水库蓄水供水。④用户仍缺水,再增加地下水开采,地下水允许短时超采,但控制多年平均使用量不超过多年平均允许开采量。⑤利用在线水库实现在线调蓄。
在线水库的主要作用是事故备用,在总干渠输水中断时应急供水,使受水区的供水更有保障,对重要城市来说这种保障尤为必要。
以瀑河水库为例,它作为中线在线水库,位于保定的徐水县,总干渠从瀑河水库的上游库区通过,可直接输水入瀑河水库。瀑河水库可自流向天津供水,向北京供水则需提水入总干渠。瀑河流域面积不大,多年平均来水0.45亿m3,扩建后的瀑河水库调节库容2.1亿m3,来水与其库容相比,所占比例较小,大部分库容可以用于北调水的调蓄。瀑河水库距离北京和天津市相对较近,作为北京、天津两市的事故备用水库。从瀑河水库历年调蓄运用情况分析,该水库经常处于满蓄状况,非常有利于作为事故备用水库,如果中线工程发生意外中断供水,瀑河水库的库蓄可保证北京市供水1个月。
2.设置节制闸实现输水干渠分段控制,减少输水风险
(1)节制闸的设置。为实现输水干渠的系统控制及对渠道水位、流量的控制,在中线输水干线中共设40余座节制闸,将总干渠分为40余段,两座节制闸形成类似于一个小水库。通过调整节制闸的开度,维持渠段特定位置的水位不变,保持渠段内贮存一定的蓄水容量,以应付分水口取水流量的突然变化。同时,水位稳定有利于渠道衬砌保护,不会导致水位的剧烈波动可能引起衬砌内外水压力不平衡,地下水顶翻衬砌板,甚至引起渠堤失稳滑坡。通过节制闸的调节作用,还可以确保突发性污染、溃堤等灾害事故发生时仅产生局部影响,不涉及干渠整体的安全,确保渠道的安全运营。
(2)输水快速响应的实现。中线工程总干渠1200余km(未含天津干渠),在自然状态下,引汉水从丹江口水库流到北京需要10多天时间,调度极不灵活。而采用节制闸后将总干渠分为40余段,相当于40余座水库串联,使输水响应更快。
渠道运行控制是根据各用水户的需求,通过改变一系列节制闸的状态,适时适量将水送到用户的过程。控制动作与渠道水力学响应密切相关,在保证水位变率不超过允许值前提下,力求将用户需要的水量通过逐渠段水体传递,迅速送到用户的取水口。例如,若北京的需水流量从30m3/s增加到50m3/s,全线节制闸同时开启,加大闸门开度,仅需10h左右即可满足北京市50m3/s的需水要求。
(3)富营养化防治。在调水量小或不调水的时期,调水线路水流过缓,可能发生富营养化现象,影响北调水水质。因此在调水量小或无调水时,需密切监测调水线路水质,防止富营养化的发生。在调水路线区,有必要推广无磷产品的使用。结合保护区的划定,对干渠两侧的面源污染采取有效的治理措施。一旦发生了富营养化现象,应改变水库的调蓄方式,开闸放水,提高流速。
(三) 南水北调东线工程输水安全防护
东线工程中,黄河以北输水干线河道现状水质污染严重,不实行清污分流难以保证调水水质。因此必须通过截污导流工程,实现对输水干渠污水的零排入,保障东线输水工程水质安全,通过合理的工程措施及管理措施,避免截污导流和防洪排涝的矛盾,确保工程的运行安全。
1.主要截污导流工程
截污导流工程通过建立污水管网、污水提升泵站,将污水截流后输入排污河道。由于南水北调东线工程使得工程影响区内的河南、河北、山东相关地区加大污染治理力度,大幅度削减污染物排放量,排放的工业、城市生活污水将满足农灌用水标准,因此,也可使废水改道,建设中水调蓄水库及回用设施回用作农灌用水等。截污导流工程的建成将使黄河以北清污分流,确保所有污染物不再进入输水河道,彻底解决南水北调东线工程黄河以北输水河道的水污染问题。对于改变原污水排放路径的少数截污导流工程,存在污染物转移问题,对接纳区可能产生不利影响,必须对这些工程的影响程度与范围进行专门研究,提出相应的措施,将可能的影响减小到最低限度。
(1)临清市会通河排涝涵闸工程。在会通河西首修建闸涵和泵站,将临清市城区中南部汛期的涝水改排入卫运河。
(2)清河县截污导流工程。建设县城污水管网,提升泵站、穿越清临渠的倒虹吸和穿越铁路的涵管,改建桥梁10座,新建和修理节制闸3座,扩挖南李干渠,新建污水处理厂排污口等工程。
(3)沧州市截污导流工程。将原有排污渠道改为暗沟,改造排水管道和泵站等。
(4)沧县截污导流工程。改建、清淤目前县内的三条排污渠。
(5)泊头市截污导流工程。重新铺设市内污水管道,在南运河东、西各设一泵站,在市区北部建污水处理厂,处理后用于农灌。
(6)青县截污导流工程。在主要街道修建排污管道,进入城建规划的排水管网系统,尾水排入黑龙港河。
2.东线截污导流工程与防洪排涝系统的协调
南水北调东线工程线路区中有部分河道原属行洪河道,因位于线路区中,需改为输水河道。需对这部分河道进行截污导流,使河道所在地区的污废水改道或通过截污闸拦截污水,保证输水水质。在非汛期时,河道内没有行洪需求,输水可以顺利进行;但在淮河、海河的汛期,由于行洪与输水相互矛盾,必须首先保证行洪,开闸放水,在确保行洪安全的情况下,才能继续截污导流。
南水北调东线工程途径淮河及沂沭泗下游平原。该地区地表水相对较丰,但年际和年内丰枯变化悬殊。枯水年用水紧张,但丰水年和平水年供水基本可以保证,淮河还有大量弃水。南四湖和东平湖周边,在平水年与枯水年水资源十分短缺,但丰水年或丰水季节仍有洪涝危害。目前的规划调水渠道正是该地区的排涝渠道,因此存在着调水与排涝之间的矛盾。
在上述地区,应进一步规划,解决洪涝灾害与输水渠道截污导流之间的矛盾。可修建节制闸等设施,并制定科学合理的调度措施,或选择其他河道作为新的泄洪渠道,保证排涝与调水两方面工程的顺利进行。
(四) 划分保护区,建设生态监测系统
长江、黄河、淮河和海河四大流域的水质从南至北逐渐下降。为保护调水线路的水质,需要对其划分保护区。由于调水线路区原有的水源保护区的独立性被主干渠打破,充蓄与调控规律发生变化,汇流与输水要求也发生变化,所以线路上的河、渠、湖、库成为统一的人工调控系统,相互影响,相互依托。水流停留时间的变化,会带来河湖界限的变化、污染物与营养物受纳量的变化,有可能引发污染和富营养化,因此必须坚持预防为主、保护优先,为输水线路划定新的一体化保护区,并建立生态监测站,对可能产生的生态破坏问题进行即时监控。
1.水质保护区
依据《饮用水水源保护区污染防治管理规定》的有关要求,将输水线路区划定不同级别的水源保护区,要求如下。
(1)一级保护区。总干渠及其两侧各50m的范围以及与总干渠相通的调蓄湖、库划为一级水源保护区,以保证城市和输水线路水质。该区必须遵守下列规定:禁止新建、扩建与供水设施和保护水源无关的建设项目;禁止向水域排放污水,已设置的排污口必须拆除;不得设置与供水需要无关的码头,禁止停靠船舶;禁止堆置和存放工业废渣、城市垃圾、粪便和其他废弃物;禁止设置油库;禁止从事种植、放养禽畜,严格控制网箱养殖活动;禁止可能污染水源的旅游活动和其他活动。
(2)二级保护区。划定一级保护区以外2km的范围为二级保护区,可保证输水线路水质,同时可作为饮用水源。要求为:不准新建、扩建向水体排放污染的建设项目;改建项目必须削减污染物排放量;原有排污口必须削减污水排放量,保证保护区内水质满足规定的水质标准;禁止设立装卸垃圾、粪便、油类和有毒物品的码头。
2.土壤保护区
为对输水干线水质进行严格保护,需对输水和受水区的土壤和地下水采取一定的保护措施。
(1)采取防渗排水综合工程措施,强化用水管理,防止土壤盐碱化。在地下水位较高的局部低洼地段,要完善排水系统,在有条件的地方实行井渠结合,控制地下水位。在干支渠水位较高、渗漏较严重的地段,应实施衬砌防渗,两侧截流排水,营造林带,实行生物排水等措施,防止沿渠线两侧地下水位抬高。
(2)建立南水北调工程调水区地下水和土壤环境监测系统,负责全区地下水和土壤环境监测、科研工作。为了监控工程影响区的地下水和土壤环境,应布置区域性及专门性的监测网点,进行全面、长期、系统的监测,跟踪地下水和土壤环境的演变过程,发现问题,及时采取对策。
(3)加强工程对地下水和土壤环境影响的科学研究,如长距离、多水源、多目标管理调度方案对土壤环境影响的研究和总干渠土质渠段合理防渗技术的研究等。
(4)调水与综合治理旱涝碱相结合,改善农田生态环境。黄河以北的华北平原和京津受水区,地下水和土壤环境问题复杂,调水必须与当地综合治理旱涝碱相结合,建立起良性循环的农田生态环境系统。
3.建立生态监测评估系统
对南水北调工程的实施,将会对输水干渠周边地区的地下水、土壤结构、湿地、生物物种结构等生态因素产生影响,因此,需要建立生态监测评估系统,对这些影响进行跟踪,及时捕捉不利影响的发生,以便采取相应措施加以解决。
(1)地下水水位、水质监测评估系统。监测调水后输水干渠两侧地下水水位、水质的变化情况,评估调水对地下水的补充作用是否达到预期目标。
(2)土壤监测评估系统。对调水后土壤组成进行监测分析,比较调水前后土壤结构的异同,评估调水是否带来了土壤次生盐碱化等问题。
(3)湿地监测评估系统。对输水干渠沿线各调蓄湖库湿地系统进行监测分析,对湿地在调水前后面积、水深、生物种类及数量变化进行评估。
(4)生物监测评估系统。对输水干渠周边地区水生、陆生动植物种类及数量进行监测评估。
(五) 小结
南水北调工程输水线路区的生态环境影响,主要关注两方面内容:①输水工程本身的输水安全与有效利用,包括输水水质、防洪泄洪、合理利用等;②工程实施对周围地区生态环境的影响,包括对线路区土壤、地下水及一些敏感生境的影响。规划主要提出以下方面的措施。
1.利用在线水库调蓄、设置节制闸以实现中线输水安全
中线工程北调水量年际、年内不尽一致,而受水区当地地表水水库入库径流同样存在年际、年内不均衡。只有通过北调水与当地各种水源联合运用,实现丰枯互补,满足受水区的需求,提高供水保证率,实现水资源优化配置,使各种水源得到充分、合理利用,以及实现输水干渠的即时响应,在总干渠输水中断时应急供水,使受水区的供水更有保障,对重要城市来说这种保障尤为必要。
为实现输水干渠的系统控制及对渠道水位、流量的控制,在中线输水干线中共设40余座节制闸,将总干渠分为40余段,在两座节制闸之间类似形成一个小水库。通过调整节制闸的开度,维持渠段特定位置的水位不变,保持渠段内贮存一定的蓄水容量,以应付分水口取水流量的突然变化。同时,通过节制闸的调节作用,还可以确保突发性污染、溃堤等灾害事故发生时仅产生局部影响,不涉及干渠整体的安全,确保渠道的安全运营。
2.通过截污导流工程,实现对输水干渠污水的零排入,保障东线输水工程水质安全
截污导流通过建立污水管网、污水提升泵站,将污水截流后输入排污河道。截污导流工程的建成将使黄河以北清污分流,确保所有污染物不再进入输水河道,彻底解决南水北调东线工程黄河以北输水河道的水污染问题。对于改变原污水排放路径的少数截污导流工程,存在污染物转移问题,对受水区可能产生不利影响,必须对这些工程的影响程度与范围进行专门研究,提出相应的措施,将可能的影响减小到最低。
南水北调东线工程途经淮河及沂沭泗下游平原。该地区地表水相对较丰,且年际和年内丰枯变化悬殊,丰水年或丰水季节有洪涝危害。目前的规划调水渠道正是该地区的排涝渠道,存在着调水与排涝之间的矛盾。可通过修建节制闸等设施,并制定科学合理的调度措施,或选择其他河道作为新的泄洪渠道,保证排涝与调水两方面工程的顺利进行。
3.划定新的一体化保护区,并建立生态监测站,对可能产生的生态破坏问题进行即时监控
依据《饮用水水源保护区污染防治管理规定》的有关要求,将输水线路区划定不同级别的水源保护区,分区对线路区水质、土壤及地下水进行重点维护,并分别建立地下水水位、水质、土壤、湿地及生物种群结构的生态监测站,对可能产生的生态破坏问题进行即时监控。
五、南水北调工程受水区生态环境保护规划
南水北调工程主要为我国北方地区提供城市补充水源,为实现南水北调工程最大环境效益,必须改变用水结构,实现北调水和当地水资源的联合调度、优化配置,建立用水新秩序。确保南水北调工程实施后,我国北方城市用水安全得到保障的同时,地下水得到有效回补,湿地系统得到逐步恢复,我国北方地区生态环境得到有效改善。
鉴于西线调水直接入黄河,规划暂不规定西线受水区生态环境保护措施,而重点关注东、中线受水区。由于东、中线受水区治污工作将主要通过淮河、海河等流域水污染防治规划解决,受水区的环境保护规划重点针对用水结构及生态环境保护目标及措施等。
(一) 规划范围与目标
1.东、中线受水区范围
南水北调东、中线受水区包括黄河、淮河、海河三个流域的7个省(直辖市)的40个地市。主要分布在黄淮海流域的河谷平原地区。其中,东线工程由于输水河道所处位置地势较低,受高程限制,其供水范围主要是淮河及沂沭泗下游平原、南四湖和东平湖周边地区、胶东地区和海河东部平原,受水区南起长江,北至天津,西界大致为子牙河、滏阳河、梁山、徐州、津浦铁路,东临渤海、黄海,涉及天津市、河北省、山东省、江苏省和安徽省五省(直辖市),其中,江苏省既是南水北调工程受水区,也属于工程调水区范围。中线工程水源丹江口水库位于黄淮海平原西南端,输水线路布置在平原的西部边缘且南高北低,从而使工程居高临下,供水可控制平原大部分地区,可由南向北自流输水,由西向东自流供水,受水区主要为黄淮海平原中、西部地区以及长江流域的唐白河平原,分属北京、天津、河北、河南及湖北五省(直辖市)。东线受水区与中线受水区范围有一定重合,即天津市和黑龙港运东地区既可由东线工程供水又可由中线工程供水。
东、中线受水区所包含的40个地市为:河北省的石家庄、邯郸、邢台、衡水、廊坊、保定、沧州;河南省的南阳、平顶山、周口、漯河、许昌、郑州、焦作、新乡、濮阳、鹤壁、安阳;山东省的青岛、淄博、济南、枣庄、东营、烟台、潍坊、济宁、泰安、威海、德州、聊城、滨州;安徽省的蚌埠、淮北、宿州;江苏省的徐州、连云港、宿迁、淮安、扬州、泰州。
2.规划目标
受水区转变水资源利用方式、加大节水和治污力度、建立完善的保障机制是南水北调工程综合效益发挥的重要保障,同时也是贯彻“节水是前提,治污是关键,生态是目标,机制是保障”工程实施总纲的关键所在。
根据南水北调中、东线工程规划,2010年,共向北方调水约145亿m3,如果不能合理使用北调水,将带来生态环境的诸多问题,同时影响南水北调工程综合效益的发挥。而通过加大受水区工业、生活等各项节水措施,以及进一步落实各项治污措施,提高水资源的重复利用率,实现受水区水资源的合理配置,可使南水北调工程受水区每年减少用水24亿t,占总增加用水量的39%,每年可减少废水排放量20亿t。从而将保证北调水最大限度地用于北方生态环境的改善,同时避免“大调水、大污染,大调水、大浪费”现象的发生。
因此,受水区必须建立用水新秩序,在实施全流域、全社会节水的同时,改变用水方式,提高水资源的循环使用率,减少污废水的排放,确保南水北调工程实施后,地下水得到有效回补,湿地系统得到逐步恢复,我国北方地区生态环境得到有效改善。
(二) 建立用水新秩序
建立受水区用水新秩序以解决由水资源短缺引起的生态问题为目标,需要从产业结构调整、水资源联合调度及地下水开采分区等方面入手,在确保北调水合理使用的前提下,兼顾受水区生态保护。另外,需通过农业结构的调整,减少面源污染,消除对湖库水质的潜在威胁。
1.实现三项生态保护目标
(1)增加南水北调工程受水区水资源总量,改善北方地区因水资源短缺造成的生态环境破坏现状。结合南水北调东线工程输水调蓄,考虑渔业、芦苇生长、水生生物、旅游等方面的要求,维持湿地的最低水位要求,恢复白洋淀、团泊洼、大浪淀、千顷洼的生态环境。
(2)建立洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖等湖泊的水陆一体化生态防护系统,建立南水北调各调蓄湖库的农业面源污染防治体系,控制农业面源入湖量,防治湖泊富营养化的发生。
(3)重点控制主要城市市区地下水开采,维持地下水采补平衡,并使地下水逐渐得到补充。
2.受水区生态环境保护措施
(1)实现北调水与当地水资源的联合调度与优化配置。通过对1954—1998年45年系列受水区与调水区水量数据分析,调水区与黄河以南受水区处于枯、丰不同水年,从而能正常和较好发挥调水效益的发生频率在67%以上;调水区与黄河以北受水区处于枯、丰不同水年,从而能正常和较好发挥调水效益的发生频率在80%以上。也就是说充分发挥北调水的综合效益是可能的。如何充分发挥这种效益,需要通过北调水与当地水资源联合调度与优化配置实现。
1)水资源联合调度。①汛期充分利用水库的兴利库容,作为当地供水的首要水源;设计合理的充库系数,使水库即可充蓄北调水,也可充蓄当地径流;按照生活、工业、其他行业的排列顺序,在水资源短缺时,优先保障前者。②协调调水工程与行洪排涝关系。为防治东线沿线污染影响调水,确保输水干渠水质,东线主体工程及治污工程共修建截治闸近30座,汛期截治闸如何运作,调水水质如何保证,在工程设计中重点考虑。③供水时按照水库余水、北调水、水库蓄水、地下水的顺序依次使用,确保水资源的合理使用。
2)水资源优化配置。①充分利用北调水水质优良的特点,优先用于城市生活、工业等,城市污水处理厂尾水及置换出来的当地水源用于农业灌溉、城市景观、生态用水等。②丰水年加大地下水回补力度,增加水体生态流量,逐步改善我国北方地区因缺水带来的生态环境问题。
(2)工农业节水及城市再生水回用方案。当调水区与受水区同为枯水年时,北调水量不能补足受水区需水缺口,为尽量减少受水区对地下水及地表水的超采,避免对当地水环境的进一步破坏,需要强化产业结构调整、工农业节水及城市再生水回用措施。
1)产业结构调整。①工业结构调整:重点发展高科技产业,逐步将现有的电力、化工、冶金、石油等水耗大、排污多的企业以及农副产品初加工企业逐步转移到具有相对资源优势的地区。天津、青岛、沧州等滨海城市积极推广海水利用技术,充分利用海水资源,因地制宜发展电力、化工等耗水产业。②农业结构调整:调整土地利用结构,结合水土保持建设基本农田,发展生态农业,逐步形成绿色食品集中生产区,缺水地区大幅度压缩水田面积,适当减少耗水较多的小麦种植面积,适度发展耗水较少的棉花、油料、牧草等作物面积。
2)节水措施。①工业节水措施:严格控制发展高耗水、高污染、高耗能的产业,加快传统工业(如电力、钢铁及印染、造纸、电镀、制革等)改造速度,提高工业冷却水循环率,改造旧设备及推广节水型生产工艺并实行清洁生产。②农业节水措施:在科学调整农业种植结构、加强灌溉用水管理的同时,建设节水灌溉工程,包括喷灌、滴灌、低压管灌、渠道衬砌等。
3)城镇生活用水管理措施。①加快自来水企业供水设施的维修改造,降低输水管网漏失率,推广住宅和公共节水器具,使节水器具普及率达到一定比例。②采取确定用水定额超计划用水累计加价,建立用水责任制,限制种植高耗水草坪等多种措施改变目前城市公共用水浪费现象。③严格高耗水行业的管理规范,遏制其盲目发展。
4)城市再生水回用措施。按照优水优用、高水低用、一水多用和重复使用的原则,城市污水处理厂出水回用率达到20%以上,主要回用于城市下游河湖环境、市政杂用等方面。
3.建立地下水开采分区控制制度
南水北调实施后,减少了淮河、海河的地下水开采量,使恢复地下水资源具备了条件。对现状严重超采的地区划为禁开采区,确定各城市地下水开采量,逐步实现缺水地区的地下水采补平衡。
应当把地下水作为战略性储备资源,严格控制开采。地下水开采分区控制制度是指地方政府依据流域和区域水资源规划、地下水开发利用规划,划定地下水禁采区、限采区和控采区,实行相应的控制措施。
地下水禁采区,包括深层地下水和浅层严重超采区。控制措施是封闭禁采区内所有的地下水井,实行地下水禁采。当遇特殊干旱年时,必须经省级人民政府批准才可开采禁采区的地下水。南水北调工程实施后,开采深层承压水的行为必须立即制止。
地下水限采区,包括浅层地下水一般超采区、已引发地质灾害地区和受污染地区。控制措施批准地下水开采量必须低于可开采量,逐步恢复限采区内地下水储量,地下水水位控制在合理埋深,逐步实现采补平衡,改善和保护生态环境。各省(直辖市)及其地市水行政主管部门会同有关部门制订限采区地下水开采方案,报同级人民政府批准,并报流域机构备案。被授权的水行政主管部门根据分区地下水开采方案,组织编制限采区年度地下水开采计划和供水应急预案。根据地下水超采程度,确定地下水开采量压缩目标,提出年度开采计划和井点布局、开采层位的调整意见。
地下水控采区,包括轻微超采区。控采区地下水允许开采量不得高于可开采量,实现采补平衡。控采区的地下水开采方案,由省级及其地市水行政主管部门会同有关部门制定,报同级人民政府批准。各级水行政主管部门根据控采区地下水开采方案,组织编制控采区年度地下水开采计划。
地下水开采分区控制制度要由省(直辖市)人大或政府制定地方性法规规章加以规范,地市、县(市)水行政主管部门负责组织实施,省(直辖市)水行政主管部门负责监督检查。
4.建立水陆一体化的生态防护系统,控制面源污染
南水北调工程实施后,原有的水源保护区由于其独立性被主干渠打破,充蓄与调控规律发生变化,汇流与输水要求也发生变化,所有河、渠、湖、库都成了人工调控系统,相互影响,相互依托。由于水流停留时间的变化,会带来河湖界限的变化、污染物与营养物受纳量的变化,容易引发湖库富营养化,威胁调水水质安全。为控制面源污染,应采取以下措施:①在湖库周围50~100m建设绿色生态屏障,于各入湖河口建设湿地处理系统;②河湖周边地区建立有机食品基地、绿色食品基地,以有机肥代替化肥的使用,实现以污染防治促进农业结构的调整;③湖库周围地区全面实施禁磷措施。
(三) 小结
受水区生态环境保护规划旨在增加南水北调工程受水区水资源总量,改善北方地区因水资源短缺造成的生态环境破坏现状;通过建立水陆一体化的生态防护系统,控制南水北调各调蓄湖库的农业面源污染防治体系;重点控制主要城市市区地下水开采,维持地下水采补平衡,并使地下水逐渐得到补充。为此,主要采取以下措施。
(1)通过建立用水新秩序,实施全流域节水的同时,改变用水方式,提高水资源的循环使用率,减少污废水的排放,确保南水北调工程实施后,地下水得到有效回补,湿地系统逐步得到恢复,受水区生态环境得到改善。
(2)流域各地区在发展和建设中必须量水而行,强化水管理,调整经济结构,实现流域水资源平衡。
(3)通过实施水库、洼淀的调度方案和水资源联合运用方案,实现北调水与当地水资源联合运用,在满足当地用水需要的前提下,最大限度地保护地表水及地下水,充分发挥北调水的综合效益。
(4)通过强化工农业节水及城市再生水回用措施,尽量减少受水区对地下水及地表水的超采,避免对当地水环境的进一步破坏。
(5)建立地下水开采分区控制制度,即地方政府依据流域和区域水资源规划、地下水开发利用规划,划定地下水禁采区、限采区和控采区,实行相应的控制措施。
(6)采取以下措施建立水陆一体化生态防护系统,控制面源污染:①在湖库周围50~100m建设绿色生态屏障,于各入湖河口建设湿地保护系统;②河湖周边地区建立绿色食品基地,以有机肥代替化肥,实现以污染防治促进农业结构的调整;③湖库周围地区全面实施禁磷措施。