杜貞棟，劉祥軍，王訓(xùn)詩，朱士成，何 君，張 游

(1.山東省海河淮河小清河流域水利管理服務(wù)中心，山東 濟南 250100；2.水發(fā)規(guī)劃設(shè)計有限公司 山東省湖泊流域管理信息化工程技術(shù)研究中心，山東 濟南 250100)

生態(tài)文明建設(shè)框架下，水環(huán)境安全在支撐保障流域高質(zhì)量發(fā)展中的重要作用將更加凸顯。作為山東省經(jīng)濟社會發(fā)展最為活躍的流域之一，山東省淮河流域河網(wǎng)水系發(fā)達，自然稟賦優(yōu)良，是魯南、魯西南地區(qū)重要的生態(tài)走廊，是南水北調(diào)東線工程重要的水源涵養(yǎng)區(qū)。近年來，受人類活動和氣候變化影響，水環(huán)境污染、水生態(tài)退化等流域水問題日益突出，嚴重威脅了流域生態(tài)系統(tǒng)健康和經(jīng)濟社會發(fā)展。在沂沭泗河生態(tài)走廊建設(shè)背景下，亟需對流域水環(huán)境現(xiàn)狀進行系統(tǒng)研判與評估。而目前學(xué)術(shù)報道多集中在南四湖流域[1-2]和沂沭河流域[3]，尚無法形成對山東省淮河流域水環(huán)境形勢的整體認知。基于此，本文通過梳理山東省第三次水資源調(diào)查評價成果、山東省水資源公報、流域各市環(huán)境監(jiān)測公報等資料，從水環(huán)境質(zhì)量、水污染排放、水生態(tài)流量等角度出發(fā)，分析流域現(xiàn)狀和水環(huán)境安全形勢，并給出可行的對策建議。

1 流域概況

山東省淮河流域系指沂、沭、泗河水系上中游，主要位于魯南及魯西南地區(qū)。如圖1所示，行政區(qū)包括菏澤、濟寧、棗莊、臨沂4市的全部和日照、淄博、泰安市的部分[4]，流域面積5.10萬km2，占全省總面積的32.6%，流域人口3560.38萬，約占全省總?cè)丝诘?6.0%，是山東省經(jīng)濟社會發(fā)展最為活躍的流域之一。流域地處南北氣候過渡帶，地貌類型多樣，河網(wǎng)水系發(fā)達，自然稟賦優(yōu)良，發(fā)展?jié)摿薮螅巧綎|省重要的商品糧棉生產(chǎn)基地和煤炭能源供應(yīng)基地，是南水北調(diào)東線工程的重要生態(tài)安全屏障和水源涵養(yǎng)區(qū)，生態(tài)區(qū)位顯著。

圖1 山東省淮河流域行政區(qū)劃圖

山東省淮河流域地處多項國家戰(zhàn)略規(guī)劃及重大工程布局的交匯區(qū)，《淮河生態(tài)經(jīng)濟帶發(fā)展規(guī)劃》《大運河文化保護傳承利用規(guī)劃》《南水北調(diào)東線二期工程規(guī)劃》等都對流域發(fā)展定位提出了明確要求，生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展無疑是流域高質(zhì)量發(fā)展的唯一出路。未來時期山東省淮河流域?qū)⒁越ㄔO(shè)流域水生態(tài)文明建設(shè)示范帶和沂沭泗河生態(tài)走廊為契機，逐步探索生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的新模式。這意味著生態(tài)資源對經(jīng)濟社會綠色發(fā)展的支撐保障能力將進一步提升，同時也對流域水生態(tài)環(huán)境提出了更高、更新要求，生態(tài)保護和環(huán)境治理將成為流域綜合治理的首要任務(wù)。

2 流域水環(huán)境安全形勢

2.1 流域整體水質(zhì)達標率偏低

根據(jù)山東省第三次水資源調(diào)查評價成果，山東省淮河流域全年期評價河流總河長2927km，約半數(shù)河段水質(zhì)評價結(jié)果為Ⅰ～Ⅲ類(50.6%)。需要警惕目前仍有11.5%的河段處于劣Ⅴ類水質(zhì)，主要超標污染物是化學(xué)需氧量、五日生化需氧量。各水資源分區(qū)的水質(zhì)統(tǒng)計結(jié)果也表現(xiàn)出了明顯的區(qū)域差異，其中，湖東區(qū)、中運河區(qū)、沂沭河區(qū)、日贛區(qū)Ⅰ～Ⅲ類河段占比超出全流域平均水平，而湖西區(qū)河流整體水質(zhì)狀況較差，逾86.5%的河段處于Ⅳ、Ⅴ類、劣Ⅴ類水平，這可能是由于湖西平原農(nóng)業(yè)活動活躍，用地類型以耕地為主，受面源污染影響較為嚴重[5]。

為進一步探究河道水質(zhì)的年內(nèi)變化情況，從全年期、汛期(6—9月)、非汛期(10月—次年5月)3個水期分別統(tǒng)計不同水質(zhì)類別占比情況。如圖2所示，以“Ⅰ～Ⅲ類水體占評價河段比例”這一指標作為判斷標準，整個流域河段在非汛期(53.0%)的水質(zhì)要明顯優(yōu)于汛期(45.7%)，這可能是由于汛期暴雨沖刷形成的地表徑流攜帶大量污染物進入河湖，短時間、高強度的污染負荷遠超河湖自凈能力，造成河湖水體質(zhì)量表現(xiàn)惡化的趨勢[5]。

圖2 山東省淮河流域水資源分區(qū)水質(zhì)評價結(jié)果

分別采用全因子法和雙因子法(COD和氨氮)對流域水功能區(qū)進行水質(zhì)達標評價。從全因子法評價結(jié)果來看，流域內(nèi)水功能區(qū)達標率為51.6%，各水資源分區(qū)達標率在36.4%(中運河區(qū))～64.0%(湖東區(qū))，達標河長占評價河長的比例在37.9%(中運河區(qū))～67.2%(日贛區(qū))，兩個評價指標表現(xiàn)出了相對一致性；同期，還采用雙因子法進行水功能區(qū)限制納污紅線主要控制指標達標評價，流域內(nèi)水功能區(qū)達標率為76.8%，各水資源分區(qū)達標率為52.9%(湖西區(qū))～91.4%(沂沭河區(qū))，達標河長占比在52.5%(湖西區(qū))～89.5%(沂沭河區(qū))?？傮w來看，山東省淮河流域水功能區(qū)水質(zhì)達標率整體偏低，汛期水質(zhì)較差。

2.2 河流污徑比高，面源污染貢獻不容忽視

隨著山東省淮河流域經(jīng)濟規(guī)模的急劇擴張，城鎮(zhèn)生活用水和工農(nóng)業(yè)用水需求急劇增加，一方面大量修建水庫和灌渠網(wǎng)，對地表水資源形成層層截留，水資源開發(fā)利用率逐漸增加，導(dǎo)致下游河流(尤其是平原河流)徑流量顯著減少；另一方面大規(guī)模再生水(經(jīng)過再生處理的污水和廢水)排入河流，構(gòu)成河川徑流的重要組成部分；二者共同作用使得河流的自然水循環(huán)過程受到?jīng)_擊，再生水源已逐步取代天然徑流，成為河流水量補給的主要來源[6]。

污徑比指污廢水排入河流量與河流凈流量之比，一般認為污徑比小于10%，方可保證河流的自凈能力[7]。分析了山東省淮河流域2010—2018年間規(guī)模以上點源入河量占當年河川徑流量的比例，如圖3所示，結(jié)果表明，流域河流污徑比介于13.53%～33.94%之間，平均污徑比達19.78%。且污徑比年際波動特征明顯，2014年污徑比最高，為33.94%。其中，規(guī)模以上點源入河量變化不大，平均值為10.2億m3(9.0億～11.58億m3)，而天然凈流量(以地表水資源量計)卻表現(xiàn)出明顯的豐枯特征，豐枯年河流來水量數(shù)值波動達3倍之多，平均值為57.3 億m3(26.7億～82.1億m3)，這使得污徑比主要受河流天然來水豐枯程度影響。

圖3 山東省淮河流域污徑比年際變化(僅考慮規(guī)模以上點源)

為考慮規(guī)模以下點源和面源污廢水影響，以2016年作典型分析，規(guī)模以上點源、規(guī)模以下點源、面源污廢水入河量分別為10.63億、3.97億、15.60億m3，污廢水入河量合計為30.21億m3，由此計算的污徑比高達55.48%，這意味著超一半的河流徑流由再生水源保障。同時對各污染物入河量進行估算，結(jié)果表明化學(xué)需氧量、氨氮、總氮、總磷污染負荷量分別為877.9、8090.5、43087.1、2275.2t，其中規(guī)模以上點源、規(guī)模以下點源和面源對污染物入河量的貢獻分別達到37.37%、12.63%、50.00%。無論從污廢水入河量還是從污染物負荷量等指標分析，農(nóng)村生活污水散排、農(nóng)業(yè)退水、暴雨徑流沖刷等面源污染對入河污染物的貢獻均已過半，后期應(yīng)當更加重視流域面源污染防控。

2.3 生態(tài)流量保障水平偏低

生態(tài)流量是維系河湖生態(tài)健康的基本要素，但山東省淮河流域河湖生態(tài)流量保障程度整體不高[8]。南水北調(diào)東線工程運行以來，長江水的有效補充使得南四湖最低生態(tài)水位得到有效保障，但流域內(nèi)重點河流的生態(tài)基流保障程度僅為73%～98%，另外還有眾多中小河流未納入生態(tài)流量考核要求，這將會對流域河湖生態(tài)環(huán)境惡化帶來潛在風險。

3 對策建議

3.1 實施最嚴格的水功能區(qū)限制納污紅線管理

山東省淮河流域納入考核的95個水功能區(qū)水質(zhì)達標率僅為51.6%，整體達標率不高，汛期水質(zhì)稍差。針對當前的流域污染現(xiàn)狀，要實施最嚴格的水功能區(qū)限制納污紅線管理。根據(jù)《第三次山東省水資源調(diào)查評價成果》排查整理山東省淮河流域范圍內(nèi)的劣Ⅴ類、Ⅴ類水體名單，及未達到其使用功能對水質(zhì)要求的水功能區(qū)名單(主要集中在湖西區(qū)、湖東區(qū)、中運河區(qū))，在系統(tǒng)掌握水質(zhì)演變特征及趨勢基礎(chǔ)上，推進關(guān)鍵區(qū)域、關(guān)鍵時段污染綜合管控工作，通過截污控污、生態(tài)修復(fù)等工程和非工程措施，使其限期達到確定的控制目標。在《山東省水功能區(qū)劃》《山東省水功能區(qū)限制納污控制指標》等前期成果基礎(chǔ)上，建議開展近10年來現(xiàn)狀水功能區(qū)與社會經(jīng)濟發(fā)展水平的適應(yīng)性評估工作，以重點管控區(qū)域為示范，優(yōu)化現(xiàn)狀水功能區(qū)布局，考慮現(xiàn)狀條件下水體自凈能力，科學(xué)核定水功能區(qū)納污能力、水質(zhì)目標等，進一步規(guī)范水資源開發(fā)利用行為，保障水體功能的有效發(fā)揮[9]。此外，還要加強流域水功能區(qū)動態(tài)監(jiān)測和管理能力，從整個流域?qū)用鎸崟r掌握各水功能區(qū)的水質(zhì)現(xiàn)狀、限制納污能力及已納污水平，以環(huán)境容量為基本指導(dǎo)，實行流域統(tǒng)籌與動態(tài)調(diào)控的管控策略，優(yōu)化各水功能區(qū)的納污能力設(shè)計[10]，逐漸導(dǎo)向邁入水環(huán)境質(zhì)量提升與水生態(tài)改善的正向循環(huán)。

3.2 繼續(xù)推進流域水污染防治

山東省淮河流域人口眾多，產(chǎn)業(yè)集聚，城鎮(zhèn)生活與工業(yè)生產(chǎn)用水需求量大，集中處理后達標排放的污廢水入河量(規(guī)模以上點源+規(guī)模以下點源)占河川徑流量比重大，超出河段自凈能力的污染負荷輸入是造成水質(zhì)惡化的重要因素。一方面應(yīng)加強源頭減排，加強重污染型行業(yè)清潔生產(chǎn)與中水資源化利用，減少源頭排放量；另一方面要強化尾水深度處理，宜采用人工濕地、生態(tài)塘等生態(tài)修復(fù)措施攔截、削減尾水污染負荷，將達標尾水對河流局部水質(zhì)的擾動影響降至最小[11]。

此外，還要注意到山東省淮河流域面源污染對河湖水環(huán)境影響貢獻已過半，在摸清流域面源污染特征規(guī)律的基礎(chǔ)上，要加強流域面源污染防治力度。通過發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)，優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)、提高化肥農(nóng)藥利用效率；加強農(nóng)村生活污水治理，因地制宜采用污染治理與資源利用相結(jié)合、工程措施與生態(tài)措施相結(jié)合、集中與分散相結(jié)合的建設(shè)模式和處理工藝，提高就地消納能力；同時在新一輪城鎮(zhèn)化建設(shè)進程中，采取城市低影響開發(fā)設(shè)計理念，推進具有海綿功能的綠色新城建設(shè)[11-12]，減輕城鎮(zhèn)建設(shè)對流域水環(huán)境水生態(tài)的不利影響。

3.3 加強重點片區(qū)南四湖流域水環(huán)境治理

南四湖是南水北調(diào)東線工程重要的調(diào)蓄湖泊與過水通道，是重要的生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)。南四湖水體水質(zhì)應(yīng)當穩(wěn)定達到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類以上標準。隨著東線二期規(guī)劃在即，輸水規(guī)模進一步擴大，輸水時段可能延長，南四湖流域?qū)⒚媾R更加嚴峻的水質(zhì)保障壓力，而現(xiàn)有治污措施和工程保障能力尚不足以支撐和應(yīng)對新的治污形勢。目前，南四湖流域面臨的主要污染包括化學(xué)需氧量、總磷和氟化物等，在“治、用、?！绷饔蚓C合治理策略下[13]，第一，要繼續(xù)加強流域控污減排力度，根據(jù)水功能區(qū)水質(zhì)目標及水環(huán)境容量總量控制倒逼重點排污企業(yè)實施源頭減排和提標改造，“以用促治”導(dǎo)向下，陸續(xù)推進城鎮(zhèn)污水、農(nóng)村污水、工業(yè)廢水資源回收利用，要將陸源污染防治牢牢控制在河道外進行；第二，要充分發(fā)揮流域16處截蓄導(dǎo)用工程效能，調(diào)水期間嚴禁污水下泄入湖，經(jīng)就地攔截、生態(tài)消納后合理導(dǎo)向工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)灌溉、景觀用水、生態(tài)補水等[14]，逐步將中水資源納入流域水資源整體配置體系；第三，考慮到攔蓄水體流動性差、水動力不足等特點，應(yīng)加強水體自凈及水力調(diào)控措施，實施截蓄導(dǎo)用工程群的生態(tài)調(diào)度，同時利用攔蓄水體開展生態(tài)環(huán)境修復(fù)與濱水景觀營造，逐步形成環(huán)南四湖大生態(tài)廊道，真正將南四湖流域打造成為清水走廊。

3.4 提升流域水生態(tài)健康水平

山東省淮河流域水資源開發(fā)利用水平較高，河道閘壩林立、渠庫化嚴重。水利設(shè)施的建設(shè)對流域水系結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生明顯干擾，導(dǎo)致河流天然凈流量大幅減少，河流的生態(tài)基流得不到充分保障。第一，要以河湖健康管理為導(dǎo)向，將流域范圍內(nèi)具有重要生態(tài)涵養(yǎng)功能的河湖納入流域生態(tài)健康監(jiān)管體系，推進水生生物及其棲息生境的常態(tài)化監(jiān)測調(diào)查[15]，定期開展重點河湖生態(tài)健康評價，加強科學(xué)管理水平；第二，要注重發(fā)揮水利工程生態(tài)效應(yīng)，以SL/T 800—2020《河湖生態(tài)系統(tǒng)保護與修復(fù)工程技術(shù)導(dǎo)則》為指導(dǎo)加強流域內(nèi)涉水工程的生態(tài)設(shè)計理念，在工程任務(wù)中明確其生態(tài)流量保障、水質(zhì)保護與改善、水體自凈能力提高、河湖生態(tài)保護與修復(fù)、水文化景觀構(gòu)建等生態(tài)任務(wù)，同步加強現(xiàn)有水利工程的生態(tài)化改造和生態(tài)調(diào)度能力，加強水生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)與運行維護水平，有序恢復(fù)河湖生態(tài)功能。

4 結(jié)語

當前，山東省淮河流域面臨著較為嚴峻的水環(huán)境安全形勢，主要問題包括水質(zhì)達標率偏低、河流徑污比高、面源污染貢獻大、生態(tài)流量保障低等；基于此，本文提出了切實可行的水環(huán)境治理對策建議，未來時期山東省淮河流域要繼續(xù)深化“治、用、?！钡牧饔蚓C合治理策略，逐漸從污染防治向生態(tài)保護轉(zhuǎn)變，嚴格實施納污紅線管理，以重點片區(qū)南四湖流域為突破口逐漸輻射到整個流域水環(huán)境系統(tǒng)整治，不斷提升流域水生態(tài)系統(tǒng)健康水平。本研究成果可為建設(shè)山東省淮河流域水生態(tài)文明示范帶、沂沭泗河生態(tài)走廊提供重要的技術(shù)支撐，也可為同類北方流域水環(huán)境綜合治理提供技術(shù)思路。