南四湖湖东滞洪区环境评价与保护研究

2022-07-30 08:35王训诗纪成林
山东水利 2022年6期
关键词:滞洪区南水北调水质

王训诗,纪成林,高 冉

(1.山东省海河淮河小清河流域水利管理服务中心,山东 济南 250100;2.枣庄市城乡水务事业发展中心,山东 枣庄 277000)

南四湖湖东滞洪区是南四湖湖东堤外地面高程1957 年洪水位以下与湖东堤堤线之间的区域,分为泗河-青山、界河-城郭河、新薛河-郗山三片区域,滞洪总面积252.69 km2,滞洪总容量3.72×108m3[1]。三片滞洪区共涉及到济宁市微山、邹城和枣庄市滕川、薛城等4 个县(市、区)共14个乡(镇)、209 个行政村。

湖东滞洪区属于淮河流域沂沭泗河水系,是淮河流域防洪重点区域。利用南四湖湖东滨湖洼地建设湖东滞洪区,临时滞蓄南四湖洪水,减轻下游中运河、骆马湖的防洪压力,确保鲁南、苏北防洪安全。该滞洪区是保证“沂沭泗河洪水东调南下工程”发挥整体效益的重要工程项目,是淮河流域防洪体系的重要组成部分[2]。

1 滞洪区存在问题

1.1 防洪问题

泗河青山段湖东堤没有完全封闭,在白马河左岸有长度660 m 的航道。现状堤防达不到湖东堤设计标准,致使湖东堤不能形成封闭,无法实现对湖东地区的有效保护;104 国道以东的解放沟堤防现状为地面,高程为35.0~35.5 m,当滞洪区启用时滞洪水位为36.49 m,滞洪区不能封闭,无法对滞洪区周边地区进行有效保护。滞洪区启用时,区内未淹没的道路主要有湖东堤、泗河、城郭河、界河、薛沙河等支流堤顶道路,路面为泥结石路或土路,这些道路雨季泥泞,难以通行,无法满足对分洪口门的及时管理和防汛抢险的要求。

1.2 安全问题

滞洪区内无安全楼、避洪台、安全台等就地避险设施,滞洪安全设施基础较差;现有道路标准低,路况差,不能满足群众及时转移的需要;无线电台基地、对讲机、报警器等极少,无法满足滞洪报警、调度的需要;湖东滞洪区为新建滞洪区,尚无专门的滞洪管理机构,滞洪区启用时无人组织调度;田间排水系统尚不健全,道路沿线桥涵建设年代久且标准较低,现状毁坏严重[3]。

2 环境现状分析

2.1 水环境现状

湖东滞洪区范围内主要河流包括泗河、白马河、界河、北沙河、城郭河、新薛河等。中小型河流较多,一般流域面积在100 km2以下,长度小于20 km,如幸福河、岗头河、辛安河等,流域界限比较清晰。因湖区地势低洼,所有河流均流向湖中。

湖东滞洪区内农业生产发达,化肥、农药及饲料等使用量较大,畜禽养殖、农田化肥和农村生活污水为区域内水体主要污染源。其中,COD、BOD5等有机污染物主要来自农村生活用水和畜禽养殖;TN、TP 等营养盐污染主要来自农田化肥、畜禽养殖和农村生活污水。

湖东滞洪区地下水主要为第四系松散层孔隙-裂隙潜水和基岩裂隙潜水,主要分布在冲积平原和湖积平原的第四系松散堆积层中。大气降水入渗和山前地下水侧向径流、地表水渗漏为主要补给来源,水位埋深受季节变化影响较大,一般埋深0.5~3 m,年变幅1~3 m。基岩裂隙水主要赋存在泰山群片麻岩的风化带及构造裂隙中。该类水接收第四系孔隙-裂隙潜水及大气降水的补给,具有浅部循环、短途排泄的特点。

2.2 土壤环境现状

据统计,湖东滞洪区的耕地面积214.36 km2,占总面积69.8%;住宅用地面积41.50 km2,占总面积13.5%。总体来看,湖东滞洪区土地利用以耕地为主,建设用地居于其次,区域内土地利用类型是受人为活动影响较大[4]。区域内林地主要为人工种植的杨树林,少量侧柏林,分布在大堤两侧、鱼塘周边和农田防护林中,构成防护林网。

2.3 社会环境现状

湖东滞洪区经济较为发达,据调查现有大中小型企业122 个,占地面积1 102 万m2,2013 年人口25.49 万,耕地面积1.47 万hm2,主要农作物有小麦、玉米、大豆、稻谷等。2013 年工农业总产值42.53 亿元,区域内交通发达。

3 湖东滞洪区环境评价

3.1 水环境评价

根据《全国重要江河湖泊水功能区划》和《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),根据《山东省水功能区划》,评价区域主要河流的水质目标均为地表水Ⅲ类标准。

2014 年6 月对湖东滞洪区内主要水体的地表水与地下水进行了现状监测。本次地表水现状监测共在6 条河流上设置8 个监测断面,监测因子包括pH、重铬酸盐指数(CODCr)、高锰酸盐指数(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、挥发酚、石油类、悬浮物、总氮(TN)、总磷(TP),共计10 项。监测频次为每天监测一次,连续监测3 d。

本次地下水现状监测共设置3 个监测点位,监测因子包括pH 、铜、铅、硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氯化物、氟化物、六价铭、矿化度、氨氮、高锤酸盐指数、总硬度、溶解性总固体及全盐量,共15 项监测因子。连续监测3 d,每天采样一次。评价采用单项组分评价。评价执行《地下水质量标准》(GB/T14848-93)Ⅲ类标准。

S1~S4 断面地表水统计分析结果见表1。由表1 可知,S1 断面CODCr、BOD5以及TN 超标率100%,均值标准指数分别为1.23、1.34 和4.49;S2断面CODCr、BOD5以及TN 超标率100%,均值标准指数分别为1.33、1.64 和6.76,最大超标倍数分别为0.38、0.68 和5.89,CODMn超标率50%。同理得S3~S8 断面CODCr、BOD5等因子的监测结果。

表1 地表水环境监测结果

小龙河和解放沟水量较少,缺少天然水源,除降雨外基本为附近所排农业废水,且生活垃圾倾倒严重。各断面水质超标可能与上游生活污水排放及农业面源污染有关。除挥发酚外,其余各因子均存在不同程度的超标现象,主要超标因子为BOD5和TN。各监测点位均不能满足地表水III 类水质要求。

地下水评价结果如表2 所示。由表2 可知,3个地下水监测点位水质均不能满足《地下水质量标准》(GB/T14848-93)Ⅲ类标准。其中氨氮超标率100%,最大超标倍数2.3;枣林的总硬度和溶解性总固体有轻微超标现象,最大超标倍数0.2;新挑河的总硬度存在轻微超标现象,最大超标倍数0.02,氟化物超标率66.7%,最大超标倍数2.41。

表2 地下水环境监测结果

3.2 土壤环境评价

2014 年6 月8 日和11 月10 日对研究区域土壤环境进行现状监测,监测时间为1 d,监测因子包括pH、Cu、Pb、Cr、Cd、As、Hg、Zn、Ni 共9 项。本次监测共设置5 个监测点位。

本次评价标准采用《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中二级标准(pH>7.5)。研究区域土壤环境监测结果见表3。从表3 中评价结果可知,研究区域土壤各项监测因子均未超出标准限值。

表3 土壤环境监测结果

4 湖东滞洪区环境影响分析

4.1 退水水质影响分析

南四湖湖东滞洪区水体以农业面源污染为主,工业点源污染主要来自5 处矿业开采企业。根据调查,5 处矿业开采点源的矿井口和工业广场均按区域最高历史洪水位超高设计,5 处工业点源所处标高均位于滞洪最高水位之上,因此滞洪运用期间,不存在洪水淹没主要工业点源情况。

滞洪运用期间,淹没区域的面源污染随洪水汇入,将造成滞洪区内蓄存水体水质下降,污染因子主要为COD 和NH3-N。退洪方式主要为利用进洪口门随湖内水位不断下降自然排水,湖东滞洪区退水入南四湖后,将在各退水支流入湖口形成小区域污染带,滞洪退水新增污染负荷短时间内将对南四湖水质造成一定的不利影响。但滞洪区退水对南四湖的水量影响范围、作用均较小,在泄洪过程中,由于下游湖区水量较大,流速较快,河道的稀释净化作用明显。随着汛期时间推移,污染带分布水域将逐步缩减,水体自净能力有效稀释污染物质浓度,水质得到改善。因此,汛期滞洪区退水新增污染负荷对南四湖虽有一定影响,但产生的污染带多集中在入湖口及湖湾小区域范围内,且随着时间推移,滞洪区退水不会对南四湖水质造成明显不利影响。

4.2 运行期对“南水北调”东线工程影响分析

根据《南水北调供用水管理条例》《南水北调东线一期工程水量调度方案(试行)》《山东省南水北调条例》等南水北调东线工程水量调度文件,“南水北调”东线工程调度原则之一为“水量调度服从防洪抗旱调度原则”,在发生区域性或流域性洪涝时,泵站、闸坝和输水河道的管理运行由防汛指挥机构实行统一调度,采取“临时限制取水、用水、排水,统一调度有关河道的水工程”等措施。因此从制度层面,湖东滞洪区滞洪运用与“南水北调”东线工程南四湖输水通道运用是统一调度的,湖东滞洪区运用不会影响“南水北调”东线工程输水安全。

4.3 社会环境影响分析

湖东滞洪区是利用湖东滨湖洼地,临时滞蓄南四湖洪水。湖东滞洪区蓄滞洪后,将淹没滞洪区内的部分土地资源,避免南四湖下游更大范围的土地遭受淹没损失,减少洪涝灾害对该区域造成的人力、物力、财力损失;避免疾病流行,保护滞洪区人民生命、财产安全;保障下游重要城市防洪安全;减少因洪水泛滥引起的一系列社会和环境问题,避免特大洪水造成的人员伤亡、社会动荡和对经济发展的严重影响。由于蓄洪运用频率为50 年一遇,启用频率低,因此不会对区域社会经济产生明显不利影响。

5 环境保护措施

5.1 “南水北调”东线干渠水质保护措施

为确保湖东滞洪区运用对“南水北调”东线水质风险最低,应严格按照《全国蓄滞洪区建设与管理规划》及山东省“南水北调”工程沿线区域水污染防治条例等相关管理要求,加强蓄滞洪区污染源控制和治理,对蓄滞洪区内现有排污企业进行整改达标,禁止新建和扩建排污不符合蓄洪区达标要求的企业和单位,限制滞洪区内农药和化肥的使用,控制农业面源污染[5]。同时应建立工程险情、汛期洪水预报体系,并应结合湖东滞洪区运用方式,制定相关应急预案,建立“南水北调”湖东滞洪区联合应急管理机构。一旦发生水质风险,及时采取相应措施进行防治,并及时通报其主管部门。加强湖东滞洪区水质监测,待水质满足“南水北调”东线水质标准后,方可开始调水,以确保“南水北调”供水质量。

5.2 污染源治理控制措施

根据淮河流域洪水发生频率和分蓄洪区泛洪规律,结合水情预报,提前做好分蓄洪区启用前水环境保护工作。在洪水发生频率高、分蓄洪区可能实施运用的年份,重点排污企业应提前停止生产或搬迁至滞洪区外,对区内工业和农业污染源进行清理,减少区内污染源及污染物存留,防止蓄洪运用时污染物的扩散。根据分蓄洪区管理要求,加强居民环境保护法制宣传,在分蓄洪区运用前,淹没区居民住户对残留污染物应及时清理、转移,自觉维护区内环境卫生。分洪结束后洪水外排,对于洪水淹没、污染的水源或蓄水池,应立即清理修复,冲洗蓄水后做一次彻底消毒。对浑浊的水源要加入硫酸铝、明矶、三氯化铁等进行处理。

加强农业面源污染治理,加大规模化养殖污染治理力度[6]。大力推行清洁养殖,严格控制畜禽养殖污染排放,合理确定养殖规模。开展畜禽及水产养殖业污染治理,调整优化养殖场布局,适度集中、规模化发展。鼓励养殖专业户污染物统一收集和治理,完善雨污分离污水收集系统,推广实施规模化畜禽养殖场有机肥和沼气生产利用。进行农村环境综合整治,推进农村分散式污水处理,减小农村面源污染。重点开展农业面源治理和控制。制定农业节水方案,加快农业灌溉系统节水改造,提高农业用水效率,减少农田径流。以农业面源污染防治核心基地为示范,扩大有机绿肥种植,控制农药、化肥污染。

6 结 语

6.1 环境评价

南四湖湖东滞洪区地表水各监测断面均不能满足III 类水质要求,除挥发酚外,其余各因子均存在不同程度的超标现象,主要超标因子为BOD5和TN;地下水3 个监测点水质均不能满足Ⅲ类标准,其中NH3-N 超标率100%,最大超标倍数2.3;土壤各项监测因子均未超出标准限值。

6.2 环境影响

滞洪运用期间,洪水不会淹没主要工业点源;滞洪区退水期间,不会对南四湖水质造成明显不利影响;湖东滞洪区滞洪运用与“南水北调”东线工程南四湖输水通道运用统一调度,不会对“南水北调”东线工程输水安全产生影响;蓄洪运用频率为50 年一遇,启用频率低,不会对区域社会经济产生明显不利影响。

6.3 保护措施

加强蓄滞洪区污染源控制和治理,确保湖东滞洪区运用对“南水北调”东线水质风险降至最低;提前做好分蓄洪区启用前水环境保护工作,在洪水发生频率高、分蓄洪区可能实施运用的年份,对区内工业和农业污染源进行清理,减少区内污染源及污染物存留,防止蓄洪运用时污染物的扩散;加大规模化养殖污染治理力度,开展畜禽及水产养殖业污染治理,进行农村环境综合整治,减小农村面源污染。

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