本刊記者 / 趙良美 楊林 實習生 / 吳蕙予
清水援京:最后的三道防線
本刊記者 / 趙良美 楊林 實習生 / 吳蕙予
南水北調是否會導致臟水入京?北京的承諾是,由34個實驗室、27個自動監測站、1臺應急移動監測車組成的水質監測系統將保障漢水入京水質與水源地“無本質區別”。

北京,大寧調壓池。
雨天的丹江口水庫,水面上騰起的霧氣給人清新的氣息。江水清澈無比,整個庫區看不到雜物,偶爾漂來幾絲棕色的浮沉物,那是落葉的腐殖。不時飛過的水鳥在努力尋找可以捕捉的魚類,它們發出的叫聲在庫區上空不斷回響。
有著“小太平洋”之稱的丹江口水庫是亞洲最大的人工淡水湖,水質連續25年穩定在地表水環境質量II類以上。湖北省十堰市副市長沈學強在陪同外來人員參觀時,經常會直接舀起一瓢水一飲而盡,以此證明丹江口水庫的水源絕對達標。
今年10月,南水北調中線工程將正式通水運行,屆時丹江口水庫將輸出10.5億立方米的漢水供應北京。水資源的短缺已讓北京付出了沉重代價,北京依托的21條主要河流目前全部斷流,過度利用地表水、大量超采地下水造成地面不均勻沉降。北京水務局的數據顯示,2013年北京全市總用水量36.4億立方米,其中地下水及應急水源地是供水主力,共計21億立方米。北上的漢水,將占到北京市用水量的近三分之一。
“在這樣的情況下,我們認為南水北調工程才是徹底決定北京水資源短缺的根本性措施。”9月15日,北京水利設計規劃研究院副院長石維新在丹江口市舉辦的專家會談上說。北京市水利設計規劃研究院專門成立了南水北調分院,負責南水北調北京段干線工程以及配套工程的規劃、設計和勘探,由石維新兼任院長。
“現在北京市民比較關心南水北調的水質是否有保障,網上也炒作說南水北調工程是最大的致癌工程。我們認為調到北京的水質是有保障的。”石維新說。
中國環境監測總站8月25日發布的2014年全國地表水水質月報(6月報)顯示,丹江口水庫水質為優,處于中營養狀態。但在總氮單獨評價時,丹江口水庫為IV類水質。
“總氮超標一直有,好多年了。”河南南陽市環境監測站高級工程師儲東方對《博客天下》說,這主要是由含氮量比較高的農藥、化肥引起的,丹江口水庫周圍以前都是農田,下雨后徑流比較大,就直接流入水庫。
“IV類水一般是污水,丹江口的水庫怎么可能是污水,把它評為IV類水我們不同意。”長江水利委員會水資源保護局前局長翁立達告訴《博客天下》,環保部長期將總氮納入評價指標,但長江水利委員會始終忽略總氮因素,認為丹江口水庫是II類水。
儲東方也表示,總氮參與到評價體系一直存在爭議。“總氮超標對人體的影響并不大,但容易引起水體富營養化,進而影響整體水質。”儲東方說,現在水庫周圍進行了移民,周邊對水質保護也比較重視,最近兩三年,總氮下降幅度比較大。
2013年6月17日和18日,央視《經濟半小時》連續兩天報道了丹江口水庫的污染情況。位于河南南陽的水庫引水渠附近,水上飯莊直接排污,大量劣V類水排入位于十堰的漢江支流神定河,這些污水最終都匯入了丹江口水庫。
“我們也在重視行動,但力度還有速度還趕不上要求。因此我們也是借這這個曝光變壓力為動力,變危機為契機做出整治。”沈學強強調,他們將按照“十二五”規劃的時間節點超前完成任務,包括污染防治、排水到期規劃。
沈學強說,現在丹江口市不僅監測污水處理廠,還監測重點污染排水的企業,每個月監測兩次,另外按轄區劃分的監測追責問責實行一票否決。
據《人民日報》報道,中線工程水源區河南、湖北、陜西各地關停污染企業1000多家,“十二五”期間又投資120億元,實施了445個新的水污染防治項目。目前庫區43個縣的污水處理廠全部建成。
“丹江口水庫庫容量特別大,自凈、稀釋能力特別強,只要不是持續的、高濃度的污水進去,對水即使有影響,影響都不是太明顯。”儲東方說,進入水庫的水100%達標也做不到,但輸出的水都達標,“這是有保障的”。在他從事丹江口水庫水質監測十多年的時間里,各項數據一直相當平穩,從來沒有突然升高或降低。這也意味著從丹江口水庫輸出的水全部達標。
中線工程的輸水形式以明渠為主,除此之外還有方涵、管涵、渡槽、隧洞、倒虹吸等。與管道相比,通過明渠到達北京的水會蒸發掉15%左右。
石維新說,當時有專家建議過管道方案,但汛期上游的水流量非常大,管子要安很多排,投資太大。而明渠線路長,保護難度比較大,存在安全隱患。
“當時規劃設計的時候,避免污水進到干渠,線路基本走的是沿線城市的上游,這是布局上總體的考慮。”石維新對《博客天下》說。
中線總干渠采取全封閉式管理,并在其兩側設置截流溝、隔離帶和防護網。中線全程與總干渠交叉的河道、公路、鐵路和管線等全部采用立交的方式,防止外水進入輸水渠道;對于高于渠道底高程的地下水則盡量外排,防止不符合飲用水標準的地下水進入總干渠。
“我個人很有信心,沿線的污染源不會進去。”石維新說。
南水北調中線北京段全長80公里,起自房山北拒馬河,終點為團城湖。跟沿線不同的是,北京段除末端885米為明渠外,其余全部為地下管涵,全線封閉管理。
石維新介紹,采用地下管涵方案是為了避免污染,因為工程要從人口密集的中心城區穿過。團城湖明渠的主要目的,則是讓市民參觀。
這并不是北京第一次從外地調水。2008年,為保證北京奧運會順利舉辦,結合南水北調中線一期工程,國務院批準提前建設南水北調中線京石段應急供水工程。工程于2008年9月正式運行,從河北崗南、黃壁莊、王快、安各莊4座水庫向北京調水,累計調水16億立方米。
“北京段工程通水運行五年多來,工程運行安全、輸水通暢,南水北調運行管理隊伍得到了鍛煉,也積累了一些經驗。”北京市南水北調辦主任孫國升今年4月29日在北京市南水北調工程巡回演講首場報告會上如是說。
孫國升同時坦承,工程的管護難度高。2011年,北京市頒布實施了《北京市南水北調工程保護辦法》,但一些違法占壓管線上方土地的現象仍然存在,個別村鎮甚至屢禁不止,工程運行安全還存在隱患。
中線工程沿線設置了多個監測點,儲東方所在的南陽市環境監測站負責陶岔渠首的監測。他們每月會進行一次實驗室檢測,每天會進行6次自動檢測,水質監測數據每隔4小時就會上傳到中國環境監測總站。
“只要它符合II類水,就是可以進京的。”北京市南水北調水環境監測中心工作人員唐亮(化名)告訴《博客天下》。

2014年6月18日,北京,工人正在安裝南水北調主干渠與郭公莊水廠連接的最后一根管道。
位于河北保定易縣的七里莊是江水進京的“前哨站”,“監測出來到關閉閘有個時間過程,發現問題、上報、研判、下達通知、關閘需要時間,根據反應時間、渠道流速特點,第一個前哨站放在這兒了。”石維新說,水從七里莊自流到拒馬河約需10小時,如果出現問題,這個時間過程足夠采取措施了。
孫國升在前述報告會上介紹,針對上游渠道可能發生的突發性污染事件,北京市專門構筑“三道防線”,并建設了相應的水質監測預警設施。第一道防線位于拒馬河,當河北來水水質出現問題時,關閉總干渠北拒馬河暗渠進口節制閘,開啟退水閘,將來水排入拒馬河內;第二道防線位于大寧調壓池,當永定河以西水質突發問題時,關閉永定河倒虹吸進口閘,將來水排入滯洪水庫或永定河;第三道防線位于團城湖調節池,當水廠取水口前水質發現問題時,停止取水,問題水不會進入自來水廠。
南水北調水質監測責任由不同部門負責,京外段監測主要由國務院南水北調辦負責;京內段干線監測,主要由北京市環保局、市南水北調辦負責。北京市南水北調水環境監測中心是北京市南水北調實施水環境管理和保護的監測機構,2011年已通過國家計量認證評審,擔負著南水北調中線北京段及北京市內配套工程的監測站網規劃設置、水質監測、分析評價、預測預報等管理工作。
監測方式分為實驗室監測、自動監測和應急監測,目前南水北調干線北京段及市內配套工程共設置了34個實驗室監測斷面、27個自動監測站和1臺應急移動監測車。
實驗室監測就是在現場取樣,然后帶回實驗室做進一步的分析。每周二上午,監測中心的工作人員都會前往北拒馬河、大寧調壓池和團城湖調節池等地取樣,之后再將檢測結果上報。
監測中心在27個自動監測站都放置了自動監測裝備,儀器會每4小時上報一次數據,“探頭放進去就自動出來,比如說電導率、硫酸鹽、溫度、pH這些常見的,放到那里就知道了。有的需要把水提取出來,放進大型儀器。”唐亮說。
“實驗室監測是最準確的,國際、國內都以實驗室的數據為準。”唐亮說,自動監測只是起預警的作用。此外,北京市南水北調工程辦公室還和國務院南水北調辦、北京環保局、水務局和自來水廠等部門建立了信息平臺,共享水質監測數據。
出現突發污染事件時就要進行應急監測,應急移動監測車上配有一部分快速檢測的儀器,現場取樣后10分鐘就可以測出結果。“京石段通水時,河北四個水庫來水,每回切換水源的時候就相當于新來了水。那會兒我們就是24小時在那兒,什么時候水質穩定了達標了,我們才撤回來。同時我們還要取樣,往實驗室送。”唐亮說。
為了解決來水和用水不匹配的問題,北京還建設了密云水庫調蓄工程儲存中線富余來水,以應對丹江口水庫連續枯水年的風險。
密云水庫調蓄工程是在團城湖調節池調水,利用九級泵站反向加壓,通過京密引水渠輸送至密云水庫,逐步將密云水庫的存水量從目前的12億方增加到20億方以上。
“近期可以對密云水庫進行一個補給,增加密云水庫的一個蓄水量,遠期南水北調來水,不能滿足北京市供水需求時,就可以通過密云水庫進行放水,恢復以前的供水格局。”南水北調來水調入密云水庫調蓄工程項目部副部長季國慶在接受央視采訪時說。
南水北調來水將通過輸水管線進入北京各自來水廠,經處理后輸送至城市供水管網,供水范圍覆蓋6000平方公里,涉及除延慶以外的15個區縣。為了避免團城湖調節池出現死水區,設計方在調節池建了3個人工島,“根據水力學的流態設計讓調節池的水全部流動、循環起來,起導流的作用。”石維新說。
2008年京石段調水初期,北京部分地區居民家庭的自來水出現了“黃水”現象。北京市水務局組織的專家小組經實驗測定發現,從河北調來的水與北京本地水的成分不同,特別是硫酸根、氯根濃度大幅增加,增強了水的腐蝕性,打破了北京供水管網中管垢的酸堿平衡狀態,造成管垢保護層被破壞,內層疏松的鐵銹溶入水中,造成自來水龍頭出現“黃水”。
受此事件的影響,2011年,北京市在丹江口水源地建設了中試基地—“微型水廠”,用丹江口水源模擬北京制水工藝。
中試基地距離丹江口水庫大壩前左岸不到200米,門禁管理嚴格,三棟藍白相間的廠房里進行著制水工藝。“北京各水廠的主要工藝,這里都進行了最真實的模擬。”北京自來水集團水質監測中心總工程師顧軍農今年接受《北京日報》采訪時說。這個基地唯一的任務就是“試水”。
在制水車旁的房間里,標有“大興”“三路居”等字樣的自來水管安放在架子上。這些是北京市自來水集團截取的在用供水管線,運到丹江口“微型水廠”后在現場進行浸泡試驗。
“剛運來的時候,所有的水管都出現了發黃現象,有輕有重。”中科院生態環境研究中心的研究生王剛亮2012年接受《北京日報》采訪時說。
據《人民日報》報道,科研人員分析發現,丹江口水庫水硫酸鹽和氯化物相對不高,其腐蝕性與北京地表水接近,但高于北京地下水。出現明顯“黃水”的管路系統在持續通水的狀況下,黃水會隨時間逐漸減弱,直至穩定,正常合格。
拉森指數(LR)是目前評價水質對鐵質管網腐蝕程度的常用方法,如果出廠水的硫酸鹽濃度在每升80毫克以下,拉森指數小于0.8,管網鐵釋放現象就能夠得到控制。“一般這個系數在0.8內就不會有問題了,當時河北水超過2,所以發生水黃現象。現在丹江口水庫的系數比較低,感覺實驗問題還不是很大。”石維新說。
北京市水務局總工程師陳鐵5月6日透露,管網適應有一定差異,管網在長期供水中已形成一定管垢模式,如果換一種水質,管垢等在短期內可能會發生一定化學變化,“不可避免地可能會在局部、短期的情況下,出現水黃的問題,可能是水管的銹脫落導致”。
北京市水務局供水處處長胡波也坦言,雖然從目前各項準備工作來看,發生大面積水黃的可能性不大,但局部、短期的水黃現象并不能完全避免。
北京市目前對沒有防腐涂層的老舊管網進行了更換,長安街沿線、幾大環路干線和主要的連接線均進行了更換。對不便于更換的地下管道,自來水集團采取了除銹噴涂技術,去掉管網中的沉積物。“截至目前,經過更換和防銹處理的管網長度達到了2200公里。”胡波說。
2008年“水黃”事件發生后,北京市自來水集團將拉森指數為0.8作為基本參數,采取了不同兌水比例的調度運行方案,統一調度安排市區各水廠的配水量,在后來多次切換水源時沒有再發生大范圍的“黃水”現象。
丹江口水庫的水進京后會跟北京本地的水以1:4的比例進行勾兌,明年再逐步擴大江水的用水用量,最終達到1∶1的比例。“之所以做出1∶4搭配比例的決定,一是汲取河北水進京時的經驗教訓,二是緣于近6年在丹江口水庫模擬實驗室連續的監測數據總結。”胡波說。
北京市南水北調配套工程采用了環路供水方案。“環形供水使得環路上的每個水廠都具有雙水源,可以通過環路將密云水庫的水或者地下水送到各個水廠。”石維新對《博客天下》說,根據國家規范要求,供水工程必須雙管供水,如果一個壞掉,另一個還可以供水,環形供水就可以變雙管為單管,一段壞掉后可以反向向水廠供水,也降低了工程造價。
當南水北調中線總干渠發生事故時或需要檢修時,借助環路供水方案,北京城市水廠的供水水源會切換為密云水庫或地下水。
2014年10月,北上的漢水將從丹江口水庫,經過15天的千里跋涉抵達北京,然后通過蛛網般的城市自來水管網進入千家萬戶。根據北京市南水北調工程建設委員會辦公室組織編寫的《北京市南水北調工程100問》,屆時水龍頭流出的,仍將是保持與水源地“無本質區別”的II類水質。


