郭 鵬,任 靜

(國(guó)務(wù)院南水北調(diào)工程建設(shè)委員會(huì)辦公室,北京 100038)

基于TMDL模式的南水北調(diào)東線一期工程治污成效分析

郭 鵬,任 靜

(國(guó)務(wù)院南水北調(diào)工程建設(shè)委員會(huì)辦公室,北京 100038)

結(jié)合南水北調(diào)東線一期工程治污歷程,對(duì)東線一期工程治污成效進(jìn)行了述評(píng)。分析東線一期工程污染特征和治理難點(diǎn),比較我國(guó)總量控制理念與美國(guó)流域水污染控制TMDL模式的差異,指出在東線一期工程治污規(guī)劃實(shí)施中,以控制單元為基礎(chǔ),在保留安全余量的前提下,逐步構(gòu)建和完善了點(diǎn)、線、面與內(nèi)、外源及全方位、多層面的“全防全控”污染防控體系,總體上與TMDL模式相契合,探索出了一條適合南水北調(diào)東線工程實(shí)際的治污道路,取得了明顯治污成效。2012年?yáng)|線一期工程沿線主要污染物入河量達(dá)到規(guī)劃控制目標(biāo)要求,并自2012年11月起黃河以南段水質(zhì)首次全部達(dá)到規(guī)劃目標(biāo)后,逐步趨于穩(wěn)定,為2013年?yáng)|線一期工程通水奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

南水北調(diào)東線工程;水污染防治;總量控制;TMDL模式;治污成效

2002年12月27日,舉世矚目的南水北調(diào)東線一期工程開(kāi)工建設(shè)。按照黨中央、國(guó)務(wù)院提出的“先節(jié)水后調(diào)水,先治污后通水,先環(huán)保后用水”這一“三先三后”要求,東線工程沿線掀起了聲勢(shì)浩大的向污染宣戰(zhàn)的治污大會(huì)戰(zhàn)。

10年來(lái),在國(guó)務(wù)院有關(guān)部門的大力支持下,經(jīng)蘇、魯兩省不懈努力,東線一期工程治污取得了顯著成效,2012年?yáng)|線一期工程沿線主要污染物入河量達(dá)到規(guī)劃控制目標(biāo)要求,并自2012年11月起,東線一期工程黃河以南段的水質(zhì)首次全面實(shí)現(xiàn)規(guī)劃目標(biāo)后逐步趨于穩(wěn)定,為2013年?yáng)|線一期工程通水奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

由于東線一期工程沿線一度污染十分嚴(yán)重,在規(guī)劃論證和工程建設(shè)過(guò)程中,工程沿線的水質(zhì)及治污工作備受社會(huì)各界的普遍關(guān)注。治污伊始,許新宜等[1-2]專家及學(xué)者對(duì)東線沿線水質(zhì)進(jìn)行了研判,實(shí)施過(guò)程中馬登月等[3-4]對(duì)沿線排污情況及重點(diǎn)區(qū)域排污對(duì)水質(zhì)的影響進(jìn)行了分析,張樹(shù)麟等[5]對(duì)東線江蘇段治污成效進(jìn)行了評(píng)價(jià),謝剛等[6]對(duì)東線工程山東段治污采取的小流域綜合治理思路與美國(guó)流域水污染控制TMDL(total maximum daily loads)計(jì)劃進(jìn)行了對(duì)比。筆者嘗試著通過(guò)分析TMDL模式,比較我國(guó)總量控制理念與美國(guó)流域水污染控制TMDL模式的差異,結(jié)合南水北調(diào)東線治污歷程,對(duì)東線一期工程治污成效進(jìn)行分析,以期揭示10年治污變化,為其他重點(diǎn)流域水污染防治工作提供借鑒。

1 南水北調(diào)東線一期工程污染特征

1.1 結(jié)構(gòu)性污染問(wèn)題突出,呈復(fù)合型和壓縮型特點(diǎn)

南水北調(diào)東線一期工程利用京杭大運(yùn)河及其平行河道輸水和沿線湖庫(kù)作為調(diào)蓄,與周邊河流平交;工程除供水外,還兼顧防洪、排澇、航運(yùn)等多種功能。由于位處淮河流域下游和沂沭泗流域,發(fā)達(dá)國(guó)家上百年工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程中分階段出現(xiàn)的環(huán)境問(wèn)題,在該區(qū)域集中出現(xiàn),點(diǎn)、線、面與內(nèi)、外源污染交織,呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)性、復(fù)合型和壓縮型的特點(diǎn)。

據(jù)估算,在東線一期工程輸水干線COD負(fù)荷中,點(diǎn)源占66.9%,面源占32.8%,內(nèi)源和線源占0.3%;在NH3-N負(fù)荷中,點(diǎn)源占89.9%,面源占9.4%,內(nèi)源和線源占0.7%[7];其中,工程沿線造紙、發(fā)酵、化工等3個(gè)行業(yè)COD排放量占工業(yè)企業(yè)COD排放總量的80%以上。

東線一期工程治污既包括河流的治理,又涉及湖泊和濕地的保護(hù);既有治污的要求,又有恢復(fù)受損河湖生態(tài)健康的需要。治理東線污染,實(shí)現(xiàn)輸水干線“清水廊道”目標(biāo)是東線工程成功的關(guān)鍵。

1.2 治污的強(qiáng)度和時(shí)限要求決定了治污難度

根據(jù)《南水北調(diào)東線工程治污規(guī)劃》[8],2000年?yáng)|線一期工程蘇魯兩省COD入河總量34.3萬(wàn)t, NH3-N入河總量2.8萬(wàn)t,分別超出目標(biāo)要求COD、NH3-N入河控制總量6.3萬(wàn)t和0.53萬(wàn)t的4.4倍和4.3倍;黃河以南36個(gè)控制斷面中,僅1個(gè)斷面水質(zhì)達(dá)到規(guī)劃目標(biāo)要求,達(dá)標(biāo)率2.8%,有5個(gè)斷面水質(zhì)為Ⅳ類,其他30個(gè)斷面水質(zhì)均為V類或劣V類,山東段全線水質(zhì)總體為V類或劣V類(表1)。入南四湖各支流控制斷面水質(zhì)均嚴(yán)重超標(biāo),其中洸府河、城郭河、老運(yùn)河濟(jì)寧段水質(zhì)超標(biāo)最為嚴(yán)重, CODMn超標(biāo)倍數(shù)分別為29.5、23.5和12.7倍,NH3-N超標(biāo)倍數(shù)分別達(dá)到149、47.9和77.5倍。

表1 南水北調(diào)東線一期工程黃河以南段控制斷面水質(zhì)目標(biāo)

南四湖作為沿線重要調(diào)蓄湖庫(kù),涉及蘇魯豫皖4省32縣,流域面積3.17萬(wàn)km2。受地形、地勢(shì)影響,區(qū)域53條主要支流全部匯入南四湖,且無(wú)直接入海通道。由于污染嚴(yán)重,南四湖一度成為“死湖”,魚(yú)蝦絕跡。

按照規(guī)劃要求,東線一期工程通水前,全線COD入河總量須削減28.0萬(wàn)t,削減率82%;NH3-N入河總量須削減2.3萬(wàn)t,削減率81%;年削減COD和NH3-N負(fù)荷為8%;黃河以南36個(gè)控制斷面中,有31個(gè)斷面水質(zhì)要達(dá)到Ⅲ類,5個(gè)斷面水質(zhì)達(dá)到Ⅳ類。這些污染必須在通水前2012年治理好。時(shí)間之緊、難度之大,被一些專家稱為“流域治污第一難”。

2 總量控制理念與TMDL模式

2.1 總量控制理念

總量控制是我國(guó)“九五”規(guī)劃以來(lái)實(shí)施的一項(xiàng)重要的環(huán)境管理措施,是將管理的地域或空間作為一個(gè)整體,根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的環(huán)境質(zhì)量目標(biāo),確定該區(qū)域或空間一定時(shí)間內(nèi)可容納的污染物總量,繼而采取措施使得所有污染源排入該地域或空間內(nèi)的污染物總量不超過(guò)可容納的污染物總量,保證環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

總量控制的核心是容量分配,即對(duì)可利用的環(huán)境承載能力及允許排放量進(jìn)行分配,分為流域總量分配和污染源總量分配。流域總量分配是將污染物排放總量分配到獨(dú)立的行政區(qū)或分配到水系、支流、子流域、排污口的過(guò)程;污染源總量分配是將污染物排放總量分配到各污染源的過(guò)程。水質(zhì)目標(biāo)管理是“國(guó)家-流域-區(qū)域-控制單元-污染源”的多層次體系[9]。

目前,總量控制理念已成為我國(guó)水環(huán)境管理戰(zhàn)略和制定水環(huán)境規(guī)劃的指導(dǎo)思想。由于受發(fā)展階段和實(shí)踐約束,總量控制仍以點(diǎn)源控制為主。

2.2 TMDL模式

TMDL計(jì)劃由美國(guó)環(huán)保局于1972年在《清潔水法》中提出,2000年7月13日正式頒布實(shí)施。TMDL模式為最大日負(fù)荷總量,是在滿足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的條件下,水體能夠接受的某種污染物的最大日負(fù)荷量,包括點(diǎn)源和非點(diǎn)源的污染負(fù)荷,同時(shí)考慮安全臨界值和季節(jié)性變化,從而采取適當(dāng)?shù)奈廴究刂拼胧﹣?lái)保證目標(biāo)水體達(dá)到相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。其目標(biāo)是識(shí)別具體的污染區(qū)域和污染來(lái)源,并且對(duì)這些具體區(qū)域的點(diǎn)源和非點(diǎn)源污染物濃度和數(shù)量提出控制措施,從而引導(dǎo)整個(gè)流域執(zhí)行最好的管理計(jì)劃[10]。

依據(jù)該計(jì)劃可以得到以下公式：

TMDL=WLA+LA+BL+MOS式中：TMDL為最大日負(fù)荷總量;WLA為允許的現(xiàn)存和未來(lái)點(diǎn)源的污染負(fù)荷;LA為允許的現(xiàn)存和未來(lái)非點(diǎn)源的污染負(fù)荷;BL為水體自然背景負(fù)荷;MOS為安全臨界值或安全余量,是指污染物質(zhì)與受納水體水質(zhì)之間關(guān)系的不確定數(shù)量,通常通過(guò)對(duì)負(fù)荷或水質(zhì)相應(yīng)的保守性假設(shè)來(lái)計(jì)算或預(yù)留出一定比例的可分配負(fù)荷不參與負(fù)荷分配,而將其作為安全臨界值,美國(guó)環(huán)保局推薦的污染余量安全值MOS為污染負(fù)荷總量TMDL的5%～10%。

TMDL計(jì)劃將水污染控制從基于污水排放標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換到環(huán)境水標(biāo)準(zhǔn),從控制點(diǎn)源轉(zhuǎn)換到控制整個(gè)流域,安全余量是其分配的最大特點(diǎn),它的存在使得分配到各排污方的實(shí)際分配量較其他模式要小,由此帶來(lái)更為嚴(yán)格的污染物削減方案,有利于水質(zhì)達(dá)到給定標(biāo)準(zhǔn),也利于水質(zhì)的恢復(fù),并使得水體具備一定抵御突發(fā)性事件的能力[11]。

我國(guó)提出的總量控制與美國(guó)的TMDL模式在總體思路上是相似的,都是預(yù)先制定目標(biāo),然后將達(dá)到該目標(biāo)所允許的污染物最大排放量進(jìn)行分配,差距主要在于：①水質(zhì)目標(biāo)的確定,其水資源保護(hù)已由過(guò)去的單純污染源控制轉(zhuǎn)變?yōu)楦鶕?jù)水體生態(tài)健康和生態(tài)功能來(lái)決定控制污染;②非點(diǎn)源污染控制;③分配模式中的安全余量的設(shè)置[11-12]。

3 東線工程治污規(guī)劃及實(shí)施

東線工程治污規(guī)劃編制于2001—2002年,是基于總量控制理論對(duì)相應(yīng)治污方案進(jìn)行設(shè)計(jì)的,即通過(guò)實(shí)現(xiàn)輸水干線達(dá)到地表水Ⅲ類水質(zhì)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的水環(huán)境容量計(jì)算推算出受納水體的納污總量,并按突出調(diào)水工程需求原則將其分配到各污染控制區(qū)及污染源。其不同于以往規(guī)劃在于：①主要污染物總量控制首次由單一的COD指標(biāo)調(diào)整為COD和NH3-N兩項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)控制;②由“九五”規(guī)劃中的點(diǎn)源治理,調(diào)整為按東線一期工程污染特征,將南四湖、東平湖區(qū)域作為點(diǎn)、面源污染防治的重點(diǎn)區(qū)域,實(shí)施以治為主,配套截污導(dǎo)流工程、污水資源化工程和流域綜合整治工程[8];③在水環(huán)境容量的計(jì)算和分配中未考慮東線一期工程增供水量所帶來(lái)的新增環(huán)境容量,而是作為安全余量保留。

2003年規(guī)劃實(shí)施之初,為避免流域級(jí)規(guī)劃、區(qū)域級(jí)方案及項(xiàng)目實(shí)施三者脫節(jié),東線一期工程率先在全國(guó)確定了以控制單元為基礎(chǔ)的實(shí)施理念,組織蘇魯兩省分別制定并實(shí)施了41個(gè)控制單元治污實(shí)施方案(其中江蘇14個(gè),山東27個(gè)),把治污規(guī)劃中的各項(xiàng)治污措施細(xì)化對(duì)應(yīng)到具體的控制單元,將規(guī)劃“水質(zhì)、總量、項(xiàng)目、資金、責(zé)任”五位一體的治污管理目標(biāo)對(duì)應(yīng)到責(zé)任轄區(qū)和責(zé)任單位,共安排了工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、工業(yè)綜合治理、城鎮(zhèn)污水處理及再生利用、流域綜合治理和截污導(dǎo)流等5大類項(xiàng)目426項(xiàng),總投資153億元[13-14]。

“十一五”期間,以控制單元為抓手,東線工程實(shí)施了以“治”為主,“治理、截污、導(dǎo)流、回用、整治”一體化的治污措施[8],治污綜合成效基本顯現(xiàn)?！笆濉背跗?針對(duì)江蘇、山東12個(gè)不穩(wěn)定達(dá)標(biāo)和不達(dá)標(biāo)控制單元,在對(duì)其水質(zhì)目標(biāo)、容量總量、項(xiàng)目配置進(jìn)行再研究的基礎(chǔ)上,制定并實(shí)施了控制單元補(bǔ)充實(shí)施方案,采取針對(duì)性的“一河一策”措施,進(jìn)一步加強(qiáng)防控體系。治污工作相應(yīng)由工程治理轉(zhuǎn)向生態(tài)修復(fù)和綜合治理,總體上與TMDL模式相契合。

4 治污成效分析

4.1 安全余量

根據(jù)東線一期工程可研報(bào)告,東線一期工程供水時(shí)間為汛后10月至翌年5月(即非汛期調(diào)水),抽江規(guī)模500 m3/s,入南四湖下級(jí)湖200 m3/s,入東平湖100m3/s,過(guò)黃河50 m3/s,向山東半島供水50 m3/s。工程建成后,多年平均抽江水量87.68億m3,調(diào)入南四湖下級(jí)湖29.73億m3,過(guò)黃河4.42億m3,送到膠東8.83億m3。

為確保輸水干線工程水質(zhì)達(dá)到地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),治污規(guī)劃在總體設(shè)計(jì)中未將此增供水量所帶來(lái)的環(huán)境自凈能力和由此產(chǎn)生的水環(huán)境容量納入容量總量的分配,為東線通水后的水質(zhì)安全提供了安全余量,這樣既體現(xiàn)了黨中央、國(guó)務(wù)院提出的“先治污后通水”要求,又迫使沿線必須實(shí)施更嚴(yán)格的治理措施來(lái)解決沿線污染。

4.2 點(diǎn)源治理

4.2.1 工業(yè)點(diǎn)源治理

針對(duì)結(jié)構(gòu)性污染突出的特點(diǎn),“十五”期間蘇魯兩省首先對(duì)沿線重點(diǎn)污染行業(yè)實(shí)施了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,對(duì)造紙、發(fā)酵、化工等行業(yè)落后產(chǎn)能進(jìn)行了淘汰。“十一五”期間,沿線繼續(xù)加大淘汰落后產(chǎn)能的力度,山東省關(guān)閉了沿線5萬(wàn)t以下造紙草漿生產(chǎn)線,江蘇省淘汰了所有草(棉)漿化學(xué)制漿和年產(chǎn)5萬(wàn)t以下廢紙?jiān)旒?、年加?0萬(wàn)張(折牛皮標(biāo)張)以下的制革生產(chǎn)線等。同時(shí),兩省頒布實(shí)施了嚴(yán)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的造紙、紡織染整、畜禽養(yǎng)殖、垃圾填埋滲濾液等污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

2006年,山東省從實(shí)現(xiàn)東線一期工程水質(zhì)目標(biāo)出發(fā),創(chuàng)新流域管理理念,實(shí)施濃度倒逼機(jī)制,將污染物排放標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),在全國(guó)率先頒布實(shí)施了分時(shí)段、分區(qū)域嚴(yán)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的DB 37/599—2006《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,其中沿大堤向外延伸15 km的重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域所有企業(yè)執(zhí)行ρ(COD)≤60 mg/L、ρ(NH3-N)≤ 10 mg/L排放標(biāo)準(zhǔn);一般保護(hù)區(qū)分別執(zhí)行ρ(COD)≤60～100 mg/L,ρ(NH3-N)≤10 mg/L的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn); COD排放標(biāo)準(zhǔn)最高嚴(yán)于當(dāng)年國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6倍多, NH3-N排放標(biāo)準(zhǔn)最高嚴(yán)于國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7倍,此舉取消了行業(yè)污染排放“特權(quán)”,有力地促進(jìn)了工業(yè)企業(yè)進(jìn)一步實(shí)施“再提高”工程。2013年起,又執(zhí)行了更加嚴(yán)格的水環(huán)境質(zhì)量修訂標(biāo)準(zhǔn),將重點(diǎn)保護(hù)區(qū)排放濃度限值分別提高到ρ(COD)≤50 mg/L、ρ(NH3-N)≤5 mg/L,一般保護(hù)區(qū)排放濃度限值分別提高到ρ(COD)≤60mg/L、ρ(NH3-N)≤10mg/L,實(shí)現(xiàn)了行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)與地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)間的有效對(duì)接。沿線工業(yè)治污水平得到顯著加強(qiáng)。

4.2.2 城鎮(zhèn)污水處理及再生利用

為解決污水處理廠建設(shè)滯后問(wèn)題,江蘇和山東兩省在全國(guó)率先啟動(dòng)了城鎮(zhèn)污水處理機(jī)制改革,運(yùn)用市場(chǎng)機(jī)制和價(jià)格杠桿,逐步建立起開(kāi)發(fā)、競(jìng)爭(zhēng)、有序的環(huán)保市場(chǎng)。目前,調(diào)水沿線所有地市污水處理費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)均已提高到1.0～1.2元/t,同時(shí)通過(guò)企業(yè)化改革,推行BOT、TOT、合資合作等方式建設(shè)和運(yùn)營(yíng)城鎮(zhèn)污水處理廠,逐步實(shí)現(xiàn)污水處理的投資多元化、運(yùn)營(yíng)企業(yè)化和管理規(guī)范化。

2009—2012年,山東省在已建城市污水處理廠的基礎(chǔ)上,又全面啟動(dòng)了升級(jí)改造工程,將已建城市污水處理廠由原來(lái)的1級(jí)B處理升級(jí)至1級(jí)A處理,加強(qiáng)脫磷除氮功能,并要求工程沿線在2013年6月前徹底解決城鎮(zhèn)污水直排問(wèn)題。江蘇省實(shí)施了《南水北調(diào)東線工程江蘇省城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)建設(shè)實(shí)施方案(2011—2012年)》,完善管網(wǎng)收集系統(tǒng)。截至2012年,江蘇省東線工程沿線共建成城市污水處理廠44座,日處理能力達(dá)208萬(wàn)t;建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施113座,日處理能力25.65萬(wàn)t,建制鎮(zhèn)設(shè)施覆蓋率達(dá)到73%。山東省共建成污水處理廠90座,日處理能力達(dá)430萬(wàn)t,其中達(dá)到1級(jí)A處理標(biāo)準(zhǔn)的占50%;再生水日回用能力達(dá)97.9萬(wàn)t,回用率達(dá)到20%以上。2012年?yáng)|線一期工程沿線已建成的城鎮(zhèn)污水處理能力較2002年提高了10倍以上,污水處理率達(dá)到87%。

此外,根據(jù)東線工程治污規(guī)劃要求,江蘇省在工程沿線5個(gè)地市分別建設(shè)截污導(dǎo)流工程,將工業(yè)和城市污水處理廠處理達(dá)標(biāo)后的尾水經(jīng)資源化利用后,利用管道、渠道導(dǎo)入長(zhǎng)江或入海,實(shí)現(xiàn)輸水干線的“清污分流”,每年可回用中水0.94億t,導(dǎo)出1.97億t尾水,削減COD負(fù)荷3.35萬(wàn)t、NH3-N負(fù)荷0.24萬(wàn)t。

4.2.3 主要污染物入河量變化

通過(guò)嚴(yán)格的點(diǎn)源治理,東線沿線污染負(fù)荷呈明顯下降趨勢(shì),治污減排的效果十分顯著。據(jù)對(duì)東線一期工程淮河片34個(gè)控制單元近243個(gè)入河排污口主要污染物COD和NH3-N入河量10年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析顯示(圖1),“十五”期間,沿線通過(guò)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,基本遏制了主要污染物排放過(guò)快增長(zhǎng)的勢(shì)頭,2005年?yáng)|線一期工程淮河片COD入河量較2000年減少了30%左右,其中江蘇省減排效果較為顯著;由于受工程沿線總體經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)較快和粗放型經(jīng)濟(jì)影響,NH3-N入河量仍在繼續(xù)增加,但增長(zhǎng)較快的勢(shì)頭基本得到遏制。“十一五”時(shí)期,隨著國(guó)家節(jié)能減排力度的加大和東線工程治污工作的全面推進(jìn),工程沿線結(jié)構(gòu)減排、工程減排和管理減排的效益逐步顯現(xiàn),2006年?yáng)|線一期工程淮河片主要污染物入河量首次出現(xiàn)“拐點(diǎn)”(即COD和NH3-N入河量雙雙下降)后,工程沿線的COD入河量年均降幅在5.5%,NH3-N入河量年均降幅達(dá)到了10.3%;2010年?yáng)|線淮河片COD和NH3-N入河量總體達(dá)到規(guī)劃目標(biāo)要求(表2)?！笆濉睍r(shí)期的前兩年(2011和2012年),減排效果得到了進(jìn)一步鞏固,2012年COD和NH3-N入河量分別為5.28萬(wàn)t和0.38萬(wàn)t,達(dá)到規(guī)劃目標(biāo)控制范圍。

圖1 南水北調(diào)東線一期工程淮河片COD、NH3-N入河量削減率歷年變化

此外,為進(jìn)一步夯實(shí)減排效果,國(guó)家《重點(diǎn)流域水污染防治規(guī)劃(2011—2015年)》中,還將在東線一期工程沿線實(shí)施工業(yè)污染防治項(xiàng)目162項(xiàng)、城鎮(zhèn)污水處理及配套設(shè)施188項(xiàng)。

4.3 非點(diǎn)源治理

4.3.1 面源污染防控

由于駱馬湖以南段京杭運(yùn)河大堤普遍高于地面,東線面源污染防控的重點(diǎn)主要集中在調(diào)水源頭以及駱馬湖以北的南四湖、東平湖區(qū)域[7]。

江蘇省將東線工程的江都取水口劃為飲用水水源保護(hù)區(qū),建設(shè)農(nóng)業(yè)面源污染控制、引江河道與濕地保護(hù)、生態(tài)林網(wǎng)與生態(tài)廊道、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),建成生態(tài)防護(hù)林667 hm2,并在輸水沿線地區(qū)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),建設(shè)無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品、綠色食品和有機(jī)食品基地100多萬(wàn)hm2,化肥施用量較2000年減少了15%以上。省際徐州市在沿河500 m范圍內(nèi)劃定為禁養(yǎng)區(qū),嚴(yán)禁圍網(wǎng)養(yǎng)育和畜禽養(yǎng)殖,并將其境內(nèi)7個(gè)控制單元斷面上下游各3 km及河道背水坡底以內(nèi)水面和陸域劃為水質(zhì)達(dá)標(biāo)保護(hù)區(qū)。

山東省以南四湖、東平湖區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn),實(shí)施“兩減三?！?減少農(nóng)藥、減少化肥,保產(chǎn)量、保質(zhì)量、保環(huán)境),推行農(nóng)村環(huán)境集中連片整治,開(kāi)展畜禽養(yǎng)殖污染治理;在重點(diǎn)支流入干流處、河流入湖口,因地制宜建設(shè)人工濕地水質(zhì)凈化工程,實(shí)施規(guī)模化退耕還濕,建設(shè)沿河環(huán)湖大生態(tài)帶。按照治污規(guī)劃及實(shí)施方案[14],已在南四湖和東平湖區(qū)域建成流域綜合治理項(xiàng)目(人工濕地水質(zhì)凈化工程)15項(xiàng),在保證進(jìn)水濃度ρ(COD)≤40 mg/L、ρ(NH3-N)≤2 mg/L情況下,經(jīng)人工濕地凈化處理,出水可達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)要求,年削減COD為0.47萬(wàn)t,NH3-N為419t。2012年底,山東省在工程沿線建成人工濕地9 733 hm2,修復(fù)自然濕地10 867 hm2。目前,山東省正在實(shí)施《南四湖生態(tài)環(huán)境保護(hù)試點(diǎn)總體實(shí)施方案(2011—2015年)》,以進(jìn)一步控制南四湖區(qū)域面源污染。

4.3.2 線源污染防控

針對(duì)京杭運(yùn)河航運(yùn)特點(diǎn),2007年前,工程沿線結(jié)合國(guó)家船型標(biāo)準(zhǔn)化示范工程,共淘汰水泥船0.4萬(wàn)艘,拆改掛槳機(jī)船2.4萬(wàn)艘;并按照規(guī)劃及實(shí)施方案[13-14],在沿線通航的6個(gè)地市建成岸上油廢水和垃圾處理(置)設(shè)施69座,運(yùn)河徐揚(yáng)段年可削減石油類污染物294t、船舶垃圾3.89萬(wàn)t。同時(shí),全面清理取締沿線小碼頭和小堆場(chǎng),將港口、碼頭逐步退出輸水干線,實(shí)施集約化、環(huán)保型建設(shè),僅濟(jì)寧市就在梁濟(jì)運(yùn)河沿線清理、拆除小碼頭34個(gè)。

江蘇、山東兩省規(guī)定,航行于京杭運(yùn)河段的船舶,須定期送交油廢水和生活垃圾,嚴(yán)禁中等毒性及以上的危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸,并著手在船舶上強(qiáng)制性加裝生活廢水處理裝置。自2013年起,沿線開(kāi)始實(shí)施油改氣(LNG燃料)混合動(dòng)力船舶試點(diǎn),推進(jìn)綠色航運(yùn)計(jì)劃。

表2 南水北調(diào)東線一期工程淮河片主要污染物入河量萬(wàn)t

4.4 環(huán)境背景值提升

工程沿線以實(shí)現(xiàn)河湖休養(yǎng)生息為目標(biāo),實(shí)施河湖生態(tài)環(huán)境整治,逐步恢復(fù)受損河湖生態(tài)健康,提升環(huán)境自凈能力。江蘇省結(jié)合運(yùn)河城區(qū)段環(huán)境治理,搬遷污染企業(yè)和沿岸居民,建設(shè)沿河生態(tài)景觀帶。淮安市通過(guò)實(shí)施治污規(guī)劃中的截污導(dǎo)流工程,清理里運(yùn)河淤積河段24.3 km、淤泥140多萬(wàn)m3,疏浚清安河22 km。目前,蘇北運(yùn)河城區(qū)段已初步形成了生態(tài)、休閑、美觀的綠色通道和景觀隔離帶。

針對(duì)南四湖、東平湖投餌性網(wǎng)箱養(yǎng)殖污染突出問(wèn)題,2002年山東省實(shí)施了“兩湖”圍網(wǎng)、網(wǎng)箱清理行動(dòng),共清理取締投餌性圍網(wǎng)、網(wǎng)箱約2.067萬(wàn)hm2,建立凈水型增殖水域約7萬(wàn)hm2,基本實(shí)現(xiàn)湖區(qū)漁業(yè)的休養(yǎng)生息。同時(shí),利用季節(jié)性河道和閑置洼地,建設(shè)21項(xiàng)中水截蓄導(dǎo)用工程,對(duì)經(jīng)治理達(dá)標(biāo)排放的中水進(jìn)行截、蓄、導(dǎo)、用,在保證調(diào)水期中水不進(jìn)入或少進(jìn)入輸水干線的同時(shí),逐步恢復(fù)河道生態(tài)功能,年可利用中水2.1億m3,消化COD為4.49萬(wàn)t,NH3-N為 3121 t,有效改善農(nóng)灌面積13萬(wàn)hm2,實(shí)現(xiàn)了北方季節(jié)性河道常年有水的目標(biāo)。

4.5 水質(zhì)目標(biāo)分析

經(jīng)10年治理,2012年?yáng)|線治污規(guī)劃及實(shí)施方案確定的426個(gè)治污項(xiàng)目均已建成投運(yùn),實(shí)際完成投資174億元,投資完成率為113%,規(guī)劃確定的“治理、截污、導(dǎo)流、回用、整治”一體化的治污措施全面落實(shí)。

在對(duì)東線一期工程黃河以南段實(shí)測(cè)的35個(gè)規(guī)劃控制斷面(趙王河楊莊閘斷面常年斷流)歷年水質(zhì)主要指標(biāo)CODMn和NH3-N監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示(圖2),“十五”期間,結(jié)合國(guó)家重點(diǎn)流域水污染防治規(guī)劃實(shí)施和沿線的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,東線一期工程水質(zhì)有了一定程度的改善,2005年黃河以南段有15個(gè)斷面水質(zhì)達(dá)到規(guī)劃目標(biāo),達(dá)標(biāo)率為43%;“十一五”期間,隨著規(guī)劃治污項(xiàng)目的全面實(shí)施,治污措施的陸續(xù)展開(kāi),沿線水質(zhì)在前3年達(dá)標(biāo)率穩(wěn)定在60%的基礎(chǔ)上,2010年提高到74.3%;“十二五”期間前兩年(2011和2012年),補(bǔ)充治污方案的實(shí)施和“一河一策”措施的落實(shí),治污綜合效益進(jìn)一步發(fā)揮,水質(zhì)實(shí)現(xiàn)歷史性突破,2012年有31個(gè)斷面水質(zhì)年均值達(dá)到規(guī)劃目標(biāo),達(dá)標(biāo)率為88.5%,其中11月全部斷面首次達(dá)到規(guī)劃治理目標(biāo)要求,并基本趨于穩(wěn)定。2013年1—6月,沿線斷面水質(zhì)全部達(dá)到規(guī)劃目標(biāo)要求。

圖2 南水北調(diào)東線一期工程黃河以南段控制斷面歷年水質(zhì)達(dá)標(biāo)率

山東省在工程沿線經(jīng)濟(jì)保持年均17%的增長(zhǎng)情況下,水質(zhì)污染呈逐年下降的趨勢(shì)(圖3,圖4)。2012年轄區(qū)內(nèi)黃河以南段實(shí)測(cè)的21個(gè)控制斷面水質(zhì)指標(biāo)CODMn和NH3-N質(zhì)量濃度較規(guī)劃實(shí)施前2002年分別下降了74.6%和91.8%,年均下降7%～9%。

圖3 山東省南水北調(diào)東線一期工程沿線CODMn質(zhì)量濃度與GDP增減趨勢(shì)

圖4 山東省南水北調(diào)東線一期工程沿線CODMn與NH3-N質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)

治污節(jié)點(diǎn)南四湖的水質(zhì)改善明顯,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到顯著提升。2013年1—6月,湖區(qū)大捐、島東等5個(gè)國(guó)控?cái)嗝鍯ODMn和NH3-N質(zhì)量濃度均達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn),出下級(jí)湖韓莊運(yùn)河臺(tái)兒莊大橋斷面水質(zhì)為Ⅲ類。據(jù)山東省有關(guān)單位應(yīng)用水生態(tài)系統(tǒng)健康綜合指標(biāo)體系(EHCI),選用透明度、DO、Chl-a、TP、TN、NH3-N、COD、浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物等10項(xiàng)物理化學(xué)和生態(tài)指標(biāo)對(duì)2010年南四湖水生態(tài)健康評(píng)估顯示[15](圖5),南四湖健康指數(shù)總體為中等偏好,已基本恢復(fù)至20世紀(jì)80年代中期水平。

5 結(jié) 語(yǔ)

圖5 2010年南四湖水生態(tài)健康指數(shù)(EHCI)

a.南水北調(diào)東線一期工程經(jīng)過(guò)10年的污染治理與控制,形成了一套濃度控制和總量控制相結(jié)合的治污模式,在保留新增水環(huán)境容量的前提下,實(shí)施了嚴(yán)格的點(diǎn)源治理措施,初步控制了非點(diǎn)源污染,提升了環(huán)境背景,逐步恢復(fù)了受損河湖生態(tài)健康,基本構(gòu)建了點(diǎn)、線、面,內(nèi)、外源,全方位、多層面的“全防全控”污染防控體系,總體上與美國(guó)的TMDL模式相契合,探索出了一條適合南水北調(diào)東線工程實(shí)際的治污道路。

b.工程沿線通過(guò)結(jié)構(gòu)減排、工程減排和管理減排,污染治理“調(diào)結(jié)構(gòu)、控增量、減存量”取得顯著成效。2012年?yáng)|線一期工程沿線主要污染物COD和NH3-N入河量均已達(dá)到規(guī)劃確定的目標(biāo)控制范圍。

c.通過(guò)治理,東線一期工程水質(zhì)明顯改善, 2012年11月黃河以南段各控制斷面水質(zhì)首次全部達(dá)到治污規(guī)劃目標(biāo)要求,并逐步趨于穩(wěn)定,為南水北調(diào)東線一期工程通水奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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Analysis of achievements in pollution prevention and control during first stage of Eastern Route of South-to-North Water Diversion Project based on TMDL model

GUO Peng,REN Jing
(Office of the South-to-North Water Diversion Project Commission of the State Council,Beijing 100038,China)

With consideration of the experience in water pollution control during the first stage of the Eastern Route of the South-to-North Water Diversion Project(SNWDP),an overview of the achievements in water pollution control during the first stage of the Eastern Route Project is provided in this paper.The pollution characteristics and the difficulties in controlling the pollution during the first stage of the Eastern Route Project are analyzed.The concept of total amount control,accepted in China,is compared with the TMDL model adopted in the United States.During the planning and implementation of pollution control during the first stage of the Eastern Route Project,a point-line-plane,internal and external,integrated,and multi-faceted comprehensive prevention and full control system was constructed and improved on the basis of the control unit while maintaining a margin of safety. This system is in accordance with the TMDL model on the whole,and it provides a suitable method of pollution prevention and control along the Eastern Route of the SNWDP.There have been significant achievements in pollution control.In 2012,the main pollutants flowing into rivers during the first stage of the Eastern Route of the SNWDP met the planned control requirements.Since November of 2012,the water quality in the river section to the south of the Yellow River has met the planned requirements for the first time and tended to be stable afterwards, providing a solid foundation for the first stage of the Eastern Route Project in 2013.

Eastern Route of South-to-North Water Diversion Project;water pollution prevention and control;total amount control;TMDL model;pollution control achievements

X32

A

1004-6933(2014)01-0001-07

201308-09 編輯：高渭文)

10.3969/j.issn.1004-6933.2014.01.001

郭鵬(1972—),男,高級(jí)工程師,碩士,從事南水北調(diào)工程建設(shè)環(huán)境保護(hù)管理工作。E-mail：guopeng@mwr.gov.cn