南水北調中線工程水質安全潛在風險分析與預防

張雄坤+郭靈輝+崔明潔+趙令福+熊璇+馬守臣

摘要：南水北調中線工程戰略的實施，有效地緩解了華北地區的水資源危機。南水北調中線工程在長距離輸水過程中存在水質風險，為確保“一泓清水永續北上”，本文以南水北調中線工程焦作段為例，對總干渠流經焦作區域的農業區、礦區、市區以及其他局部地區如河流交匯處、橋梁橫跨處等可能出現水質安全風險進行分析，并根據焦作市的實際情況提出保障水質安全的應對策略。

關鍵詞：南水北調；焦作段；潛在風險分析；應對策略

1引言

南水北調中線工程是一項惠及民生的重大工程，也是緩解華北地區水資源短缺、改善水資源配置、促進華北地區并帶動全國經濟社會持續發展的戰略決策。南水北調中線工程全長1432，從長江最大支流漢江中上游的丹江口水庫引水，途徑河南、河北兩省和北京、天津兩個直轄市，分別穿越長江、淮河、黃河和海河四大流域一路北上，給華北地區帶去清冽的長江水。

水質安全是南水北調中線工程總干渠發揮輸水供水的前提，關系著我國北方地區的生態環境的安全和經濟的發展。國務院在關于落實科學發展觀，加強環境保護的決定中明確提出要將“南水北調水源地及沿線”作為水污染防治和國家飲水安全的重要部分。加強南水北調干渠水污染的風險管理，無論是保證總干渠安全輸水，還是減少水質污染帶來的損失等都具有非常重要的意義。

南水北調中線工程焦作段干渠總長76.67，跨越焦作市三縣、四區、15個鄉鎮，98個行政村。干渠穿過焦作的地段按土地利用類型大致可分為四大類一農業區、工礦區、市區以及其他局部地區如河流交匯處和橋梁橫跨處等，這幾個區域都有可能對干渠中的水質帶來污染風險。雖然有的區域有保護措施，比如在南水北調總干渠在城區段的兩側規劃建設有100寬綠化帶，但是這些措施仍遠遠不夠，要想真正達到保護干渠水質的目的，還需綜合分析，從各個方面采取措施對其進行預防。近年來很多專家對南水北調可能出現的水質污染風險進行了相關研究，并提出不少預防措施，但是他們的研究往往從具有區域性。焦作市是南水北調中線工程唯一從城市中心穿越的城市。本文以南水北調中線工程焦作段為例，對總干渠穿過焦作的農業區、礦區、市區以及河流交匯處、橋梁橫跨處可能帶來的水污染風險進行分析，并對焦作市的實際情況提出水質安全潛在風險的應對策略，對于保證南水北調水質安全具有重要戰略意義。

2潛在污染風險分析

2.1農業區潛在污染分析

農業區常發生的污染是面源污染，面源污染又叫非點源污染，是相對于點源污染而言的。按照1972年美國聯邦水污染控制法對非點源污染的解釋：非點源污染是在不確定的時間段，通過不確定的排放方式，向水體中排放不定量的污染物。農業的面源污染一般由農田大量使用化肥農藥、養殖業污水、以及農村生活污水垃圾等引起的。與點源污染不同，非點源污染具有分散性、隱蔽性、隨機性、潛伏性、累積性和模糊性等特點，因此不容易監測、難以量化，研究和防控的難度都比較大。

據統計，我國每年的化肥平均利用率僅有30%左右，這就意味著每年施肥的70%會以各種形式從農田被帶走。我國每年由農田徑流帶入水體中的氮有1500萬，占總氮排放量的51%；每年由農田徑流帶入水體中的磷占人類活動排入水體中磷的8%。如若農業區的面源污染不加以控制，當多雨季節到來之際，這些農藥、化肥以及生活污水中的污染物很有可能隨雨水以地表徑流形式的流進總干渠。當流入的量到一定程度后極易發生水體富營養化，影響正常使用。

2.2市區潛在的污染分析

焦作市是南水北調中線工程唯一從城市中心穿越的城市，總干渠城區段總長16.7，中心城區段長8.4。為了保證南水北調穿越焦作市城區段的水質安全，在南水北調總干渠在城區段的兩側規劃建設有100寬綠化帶，但是這還遠遠不夠，100寬的綠化帶阻攔地表徑流中的污染物有限。

市區段的污染主要是工業廢水和生活污水，流動形式以地表徑流和地下徑流為主。地表徑流隨溝壑流動，在一般情況下不會進入總干渠，但當出現洪澇災害時，就有可能進入干渠。根據氣象水文統計的資料，降水量主要發生在夏季，6、7月份出現洪澇的幾率很高。例如2016年的汛情為南水北調中線工程通水以來的首次大汛，沿線共發生5次大暴雨，在豫西北地區的有四次，分別為6月5日河南省鄭州市的局部大暴雨，6月23日河南省寶豐縣的局部特大暴雨，7月9日河南省新鄉市、焦作市、鶴壁市范圍內的特大暴雨，7月19日全線范圍內的特大暴雨。如果暴雨時雨水來不及排出，溝壑水滿，污染物很可能隨雨水徑流進入總干渠，污染干渠水。

2.3工礦區潛在的污染分析

焦作市是因煤礦而興起的城市，在煤礦業發展的過程中，煤炭開采和運輸也會對輸水工程帶來污染風險。此外，煤礦開采過程中外排的礦井水、洗煤水、礦區生活污水和工廠廢水也會對輸水工程帶來污染。如焦作市區周圍建有大量化工廠、水泥廠以及石料廠，且大都位于渠北部低山丘陵區，污染物很容易隨著風和雨水向干渠里擴散，從而對干渠帶來污染風險。

此外，而南水北調中線總干渠在焦作段屬于內排段，即地下水位高于渠底標高，存在著污染的地下水進入總干渠的風險。據有關研究，在污染物現狀分布的基礎上，利用建立污染物運移模型得出的數值模擬結果表明，礦區地下水中硫酸鹽污染物已經超標，在總干渠內排段處對南水北調中線總干渠兩側地下水造成了污染風險；氯離子運移12年就會到達南水北調中線總干渠處，在內排段處對總干渠兩側地下水造成污染風險；六價鉻離子現在離總干渠不足1km，在運移20年后到達南水北調總干渠處，到達時的濃度值為0.055，已經超出三類水標準限值的1.1倍。

2.4其他局部地區潛在的污染分析

焦作的其他局部地區也有很多可能影響南水北調中線總干渠水質安全的因素，下面就以河流交匯處和橋梁橫跨干渠處兩個典型的地段進行分析。

2.4.1河流交匯處

南水北調中線工程在焦作段穿越三條主要河流：先穿過黃河進入焦作境內、在沁河徐堡橋東穿越沁河、于博愛聶村穿過大沙河，其中以穿越黃河的倒虹吸最受關注。倒虹吸其實是利用連通器原理，干渠在河床底部穿過時時，進口處水位高于出口處水位，這樣就使干渠水流順利從河流南岸到達北岸。如果黃河污染物超標，污染物很有可能隨河水滲透到干渠，從而污染干渠水。endprint

2.4.2橋梁橫跨處

南水北調中線工程在焦作段穿越公路達數十條，在河流和橋梁交匯處由于車流頻繁很容易對水質帶來污染風險。此外，大型交通車輛流經橋梁時，遇到不良天氣還易發生突發性翻車事件從而對輸水水質帶來嚴重的污染風險。據統計，2002-2005年我國就發生突發性水污染3988起，平均每年約100起。突發性污染主要由化學藥物泄露、人為惡意破壞等因素引起的。如2005年11月中石油吉林省硝基苯大量泄漏造成松花江流域大面積水污染。2012年12月的山西潞安發生苯胺泄漏事故導致濁漳河水質受到污染。

3應對策略

在對南水北調穿越焦作段的農業區、礦區、市區以及河流交匯處和橋梁交匯處可能存在的污染風險進行分析的基礎上分別提出以下水污染預防措施：

3.1完善法律制度和監管體系

法律是一種行為規范，具有約束和強制效應。完善法律制度，對干渠沿線的地區加強立法，依法嚴厲查處包括農業區、市區、礦區在內的各類違法排污行為和案件，切實做到有法必依、有法可依、執法必嚴、違法必究，確保污染防治設施正常穩定運行，污染物穩定達標排放。

完善監管體系包括對地區污染的監管和干渠水質的檢測兩個方面的內容。國外很多國家為了有效遏制農業污染問題，都設立了專門機構來管理農業污染問題，而我國的農業污染的監管在環境管理中還處于薄弱環節。基于此，焦作市相關部門應當意識到這方面的不足，加強對工、農、礦業生產各個環節的監控；水質監測是水資源保護工作前線的“崗哨”和“眼睛”，是南水北調中線工程實現安全供水的基本保障之一。焦作市在設站檢測干渠水水質的基礎上，可利用遙感影像等技術對干渠水進行輔助監控，與其他地區實現水質監測數據信息共享，做到水污染的早期預警。

3.2建立生態農業

農業面源污染的本質是農業生態系統的嚴重失衡，對南水北調中線工程焦作段干渠經過的農業區建立生態農業體系，運用生態工程措施調控農業生態系統的物質循環和能量流動從而控制和消減污染物的目的，是目前較為實用的農業面源污染防治方法。焦作市農業區應在經濟、科技等方面大力支持，以確保農業區生態農業能夠成功實施，從而保證農業區不會對南水北調中線干渠水質造成污染。

3.3實行績效考核一票否決制

南水北調是民生工程，國之大計，投資和建設規模之大前所未有，對優化我國水資源時空配置、解決我國北方水資源嚴重短缺問題具有重要意義。國家在對地方進行考核時，應當把南水北調水質情況納入考核范圍內，實施南水北調水污染一票否決制。這樣地方政府就不會一味強調經濟發展，追求高速度、“GDP”，不惜以犧牲環境為代價，成為“經濟的巨人，環境的矮子”。

3.4完善城市排水系統和污水處理系統

近幾年來，我國的城市化水平高速發展，然而，城市的污水排水系統卻不盡人意，大雨之后的城市內澇現象時有發生。焦作市作為南水北調中線唯一一個經過市區的城市，焦作市政府和相關部門必須加強對其的重視，同時加強相關規劃的建設，確保在內澇時污水不進入干渠，以保證南水北調水質安全。

完善污水處理系統不僅表現在對市區污染水的處理，還應加強對農業區、礦區的污水處理。完善污水處理系統需要科技支撐，政府應加大這方面的投入，盡快解決處理廠污水輸送問題，抓緊完成各項污水輸送配套工程，保證污水處理廠的處理能力，以減少區域污水排放對輸水工程的帶來的污染風險。

3.5擴展綠化帶的規模

南水北調中線工程總干渠穿過的焦作市區段建設了100寬的綠化帶，這一措施也可以運用到農業區、礦區等。關于植被的寬度，有研究表明，3m寬的植被過慮帶對地表徑流沉積物的消減效果比較明顯，但建議植被過慮帶最小應為9m寬。植被過慮帶在10m左右對氮磷阻擋效果比較明顯；對于過慮帶植被的類型，復合植被過慮帶具有更好的污染物去除效果，可利用當地的草種與木本植物相結合的植被過慮帶對污染物進行攔截。因此，可在南水北調流經的農業區，建立10m左右植被過慮帶攔截農田面源污染。在輸水工程流經礦區地段應在干渠兩側建立生態防護林和污染物攔截措施，防止礦區污染進入干渠以保證南水北調水質安全。

3.6堅持預防與應急并重原則防范水污染

對于易發生突發性污染的地段，要堅持預防與應急并重原則防范水污染，不僅要做好突發性水污染事件的指揮應對和事后補救措施，還應該居安思危，提前做好預防工作。只有強化突發性污染前的準備工作，未雨綢繆，提前預警并制定應對方案，防患于未然，才能從整體上提高干渠水的防護水平。endprint