南水北調東線調水期間南四湖水環境面臨的風險及對策初探

孫建華 陳 飛 李 林

一、南四湖工程概況

南四湖由南陽、獨山、昭陽、微山4個湖泊組成，是我國第六大淡水湖，南北長125km，東西寬6～25km，周邊長311km，湖面面積1280km2，總庫容53.7億m3，南四湖流域面積共31200km2，其中湖西地區21400km2，湖東8500km2。

南四湖既是湖泊，同時也是南水北調東線工程輸水控制干渠，是控制性的蘇魯省界工程。第一期工程多年平均抽江水量89.37億m3；入南四湖下級湖水量為31.17億m3，入南四湖上級湖水量為19.64億m3。由于南水北調調水的關鍵是治污，因此南四湖水環境的好壞將直接影響整個調水工程效益的發揮。

南四湖是南水北調東線工程重要的輸水通道和調蓄湖泊，周邊支流眾多。2017年南四湖湖區水質為Ⅲ類，總體能夠滿足南水北調東線調水水質要求，部分支流水質較差，洸府河、洙趙新河、萬福河、城河及東魚河等部分支流水質為Ⅳ～Ⅴ類，對南四湖水質安全構成一定威脅。

二、南四湖水環境風險

1.超量排污帶來的水質風險

《南水北調東線工程治污規劃》中對輸水沿線各控制單元都提出了入河排污控制量，因此只要治污規劃提出的控制目標得以實施，則調水水質就能達到III類水標準。由于南水北調東線治污范圍大、任務重、情況復雜，因此不能完全排除實際入河排污量超出總量控制指標的可能性。

不同的超標幅度和超標范圍將會造成的污染影響程度和范圍將各不相同，這是一個動態的、多組合的影響過程，本文僅對相對極端的不利條件作出定量預測，即輸水沿線實際入河排污量與2002年入河排污量相當時的調水水質情況，詳見圖1。

預測結果表明，2002年排污水平下，大量污染物進入干線，反映在水質模擬結果上CODMn和氨氮濃度均發生嚴重超標。CODMn在進入上級湖前基本能夠滿足調水要求III類標準，上級湖后半段CODMn為IV類。氨氮變化趨勢同CODMn基本一致，南四湖前基本滿足III類標準，下級湖－上級湖為IV類，上級湖后段有V類氨氮模擬值出現。

2.不利水文條件下水利調度帶來的水質風險

在特定水文條件下，水工程的調度會對調水水質造成較大影響，其帶來的水質風險主要體現在以下幾個方面：

一是調水期遇到極端天氣狀況，超過截污導流工程3年一遇的工程設計標準，使得所有截污工程開閘放水。

二是考察南四湖湖內養魚，因調水需要，興利水位超過了南四湖周圍池塘水位，導致池塘中養魚產生的污染物向湖泊內擴散。根據《南四湖下級湖抬高蓄水位影響處理工程可行性研究報告》，南四湖中養魚池塘、河道養殖面積共10228公頃，其中下級湖魚塘圈圩10.3萬畝，上級湖魚塘圈圩5.042萬畝，總產量62388t。根據文獻資料，每公斤魚每天向水體排氨 0.57～2.00g，BOD53～5g，取中間值折算氨氮1.5g，BOD54g，南四湖因養魚塘被淹沒造成每天每平方米排放氨氮 0.025g，BOD50.067g。

三是湖內微山島鄉、南陽鎮居民的生活污水未經治理而全部直排湖體。根據文獻資料，污染物排放系數COD取65g/（人天），氨氮取4.3g/（人天）。依據微山政府數據，微山島鄉共有14370居民，南陽鎮共有30800居民，所以微山島鄉每天向南四湖排放COD 0.934t，氨氮0.062t，南陽鎮每天向南四湖排放COD2.002t，氨氮0.132t，全年排放。

四是按最不利的水量條件，即95%保證率下的調水水量計算。在風險工況的假設條件下，CODMn、氨氮空間達標率隨時間變化的模擬結果如圖2、圖3所示。

圖1 2002年排污水平水質預測圖

從以上模擬結果看，風險工況下南四湖水質的變化過程和趨勢與正常工況下基本一致。在調水期，由于遇到突發的惡劣天氣狀況，截污導流工程同時開閘排放，使得部分空間點包括出水口的CODMn，氨氮濃度升高至劣V類水平，各入湖口附近最高形成4.5～6.0km半徑污染區。CODMn指標部分時間空間達標率不足50%，而以IV類水為主，需要經過15～30天的時間，才能基本恢復至III類水水平。南陽鎮附近由于生活污水的排入，最高濃度達劣V類，空間污染半徑1.5km左右。相比之下，微山島由于人口較少，所以附近污染不是很嚴重。由于養魚受水位調整影響而形成的污染，其最高濃度出現在上級湖，個別時段會達到劣V類；下級湖污染程度相對較輕，最高濃度約為IV類。

圖2 風險條件下南四湖敏感點高錳酸鹽指數和氨氮模擬結果圖

圖3 模擬指標全湖空間達標率時間變化曲線圖

3.交通運輸水污染風險

（1）陸上交通水污染風險

據初步統計南四湖周邊加上二級壩樞紐工程共有大中型橋梁十余座，橋梁的污染包括橋梁上的污染物質通過雨水沖刷排入河中，由于污染物的量很少，所以不構成常規污染源。除此之外，橋梁上危險品、有毒有害化學品等的運輸，如遇到事故性排放進入水體，將會造成水污染事故，出現水污染事故時需要停止調水以避免污染危害，從而影響調水進行。

（2）船舶運輸水污染風險

南四湖兼顧防汛、調水、航運等工程。南四湖內船舶航運中產生的環境污染風險主要是由于可能發生的船舶運輸事故導致船舶運輸的貨物傾倒入水體產生水污染風險，特別是有毒、有害物質的傾覆和泄漏將會造成嚴重的水污染事故。

（3）航運港口碼頭水污染風險

根據調研，南四湖湖區共有100余座碼頭。碼頭主要是沿線區域運輸煤、建材、糧食面粉、化肥農藥的集散地，碼頭的污染主要來源于船舶石油類污染，港口的職工生活污染及堆場污染。現場調查表明，港口碼頭生活污水一般不直接排入輸水干線，所以主要污染源為堆場污染，風險主要有三種途徑：（1）平時堆放貨物散落進入水體；（2）碼頭堆放雜物的粉塵沉降進入水體；（3）降雨等原因形成的徑流沖刷使得污染物進入水體。

三、南四湖水環境風險防控對策

1.編制沿線湖泊養殖規劃，推廣對水體無污染的養殖技術和方法

建議有關部門在對現狀湖泊漁業養殖方式、分布合理性等進行科學研究的基礎上開展南四湖湖泊的漁業養殖規劃編制工作，對現狀養殖對水體污染貢獻進行評估，改進不合理的對水體有影響的養殖方式，推廣對水體無污染的漁業養殖技術和方法。

2.盡快落實航運功能與輸水功能的協調

國家有關部門應專題研究東線工程河道航運與輸水水質功能保護的協調問題，出臺相應的法規和方案。在東線調水運行前，要完成航道整治、水上運輸船舶污染防治工作，建設船舶含油廢水接收系統和處理系統，做好船舶、碼頭、橋梁突發性污染事故控制措施。輸水干線船舶加油站、裝卸作業港口（碼頭）、船閘等單位按要求配備船舶污染防治設備、器材，提高監測技術以準確反應石油類污染情況，提高水域船舶石油污染防范能力。盡快實施江蘇省京杭運河等航運污染綜合整治項目。

3.建立水污染事故應急措施

一是建立完善的南四湖水環境監測系統，對應急突發事件能夠第一時間起到預警作用。目前在建南四湖水資源監測工程共有44個水質監測斷面及水質自動監測站，工程建成后能夠實時對南四湖水質進行監控。同時要加強與流域機構合作，充分利用流域機構對南四湖的水質監測結果，對同一斷面要定期進行數據比對，對南四湖水資源監測工程沒有的斷面通過采用流域機構的水質數據進行預警。

二是建立應急預案制度。應急預案是針對可能的重大事故（件）或災害，為保證迅速、有序、有效地開展應急與救援行動、降低事故損失而預先制定的有關計劃或方案。為此，調水部門要根據南四湖水環境風險制定切實可行的的應急預案，建立健全責任體系和污染事故報告制度，成立應急處置隊伍，配備應急處理保障資源，明確不同水污染事件的應急處置措施等。有條件的單位應組織進行應急預案的演練（應急演練的具體形式既可以是桌面演練，也可以是實戰模擬演練），以檢查預案的科學性與可行性，及時發現應急預案的缺陷，并達到提高應急救援體系的反應能力、救援能力以及協同作戰能力的目的