1.汉江水资源利用中的有利条件
汉江流域内交通运输发达,铁路、公路、水运及航空构成了立体的交通体系。流域最迫切需要解决的问题是防治中下游洪水灾害。1956年在仙桃下游约6 km处修建了杜家台分蓄洪工程,1967年建成了丹江口水利枢纽初期工程,还先后建成石泉、安康、石门、黄龙滩、鸭河口等水利枢纽,使汉江的防洪问题得到了较大缓解。干流上在建王甫洲工程。这些工程具有防洪、发电、灌溉、航运等效益,其中丹江口工程已成为华中电力系统最重要的调峰、调频电站之一,也是今后南水北调中线工程的引水水源。目前流域内建成大中小型水库2 700余座,总库容近330×108m3。已建成固定机、电排灌站7 000余处,总装机容量66×104k W。此外在湖北境内还建有大量的沿江涵闸、泵站,具有灌溉和排涝效益,是保证沿江两岸农业生产以及乡镇供水的重要设施。
图3.2 汉江流域概况图
2.汉江水资源利用中的问题
(1)洪涝和干旱频发
由于降水时空分布不均,洪涝和干旱时常发生。20世纪50年代以来,先后发生了7次大的洪涝灾害,由于防洪标准不高,洪涝灾害威胁大,汉江中下游尚有581 km干堤没有达到设计要求,民垸分洪难以适时适量,分洪后损失大。江汉中游的岗地和低丘区,由于受到大的气候环境以及较特殊的地形结构影响,缺乏良好的蓄水条件,雨后水分很快沿坡地流失或下渗,地下水位低且量少,利用难度较大,土壤植被保水能力差,加上降水少,蒸发强,经常出现较严重的旱情,近50年来已发生7次大的旱灾,尤其是2000年,汉江中下游发生了百年罕见的旱灾,沿汉江多处打井取水,东荆河断流,损失巨大。
(2)水土流失及环境污染严重
汉江中下游地区水土流失面积约达1.2×104km2,土壤侵蚀总量为2 500~4 900 t/a,中低山和丘陵地区是水土流失的主要分布区,氮、磷等营养物质通过面源污染形式直接进入汉江。城市工业、生活污水大部分未经处理排入下游河道或汉江,造成水体严重污染,威胁着人民群众的身体健康。目前,汉江中下游的水质,主要表现为有机污染和富营养化。一些支流,如唐白河、小清河、蛮河污染较为严重,在枯水期均已超过V类水质标准。据调查,汉江及其支流成为沿岸市、县工业废水和生活污水的天然纳污河流。从趋势上看,汉江中下游污染呈加重趋势。从污染物来源看,造成汉江中下游水质污染的主要是沿岸市、县生产和生活排放的污水,非点源污染物对水质污染的影响也很大,这从丰水期水质中可见。汉江水体的营养化、汉江的四次水华都反映了汉江流域非点源污染物对汉江的水质影响,见表3.2。
表3.2 断面水质类别统计表
汉江及其支流主要污染是有机污染、TN、TP,下游及汉江支流污染尤为严重,而且污染趋势是逐年加剧。浅层地下水中除总硬度、铁、砷等的超标与原生地质环境有关外,其他如大肠杆菌、氨氮、COD及氯化物等均不同程度的超过饮用水标准,其中尤以大肠杆菌、氨氮超标最为常见,说明研究区内浅层地下水普遍地受到人为污染。在某些重要城镇以及工业集中区,中深层地下水的人为污染日趋严重,主要是工业废弃物以及生活污水污染。其中主要污染物为大肠杆菌、氨氮。酚、氰、汞、六价铬在不少地方也有检出。
在对汉江水体以及附近农田地下水的检测中,有机磷农药(除甲胺磷外)和除草剂的检出率均在72.4%~96.6%之间,尽管杀虫脒被禁止使用,但检出率仍达38%,可见汉江流域水体受到了农药的普遍污染。检出农药有敌敌畏、乐果、甲基对硫磷、对硫磷、甲胺磷、杀虫脒、甲草胺、丁草胺等。
汉江中下游污染源包括了工业污染、城市生活污水与垃圾,也包括了面源污染的部分,施肥、农药等。通过分析,汉江中下游地区,农业活动是非点源污染的最主要来源,其中化肥、农药的使用对水环境影响极大。根据1996年排污申报登记,汉江中下游流域内主要排放污染物的企业共159家,企业遍布流域所有市、县,主要涉及造纸、制药、化工、食品、酿造、纺织印染等行业,其中造纸、化工酿造行业的企业是主要的超标排放污染源,COD超标量占70%以上。
随着人口的不断增加,城市化进程加快,城镇生活污水量不断增大。1996年,汉江共接纳生活污水1.97亿m3,2000年,汉江中下游干流及支流接纳城镇生活污水2.05亿m3/a,COD、Cr量达5万吨/年,占接纳废水量的48.3%,预计2015年,汉江中下游将接纳城镇生活污水2.76亿吨,其COD,Cr产生量将达6.7万吨,这对汉江中下游水质将是很大的威胁。汉江中下游地区人们的生活中,每天产生近万吨的生活垃圾。由于对垃圾处理的认识不高,垃圾随意堆放,甚至倾倒河中,经过雨水的淋渗,造成了对地表水的污染。一些城市的垃圾处理场也只是简易的堆存场,没有防渗和防洪措施,对地下水和地表水都产生了污染。
城镇地表污染源主要是城市垃圾渗滤液对地表水的污染。湖北汉江流域每年排入汉江的生活和工业废水近6亿吨,每年入汉江的COD总量20多万吨,湖北汉江流域主要排污企业33家,年排工业废水1.32亿吨,COD为4.24万吨;年排生活污水4亿多吨,COD为16万多吨。此外,据中国环境科学研究院2000年调查,湖北沿汉江干流14个市县年产垃圾117万吨,这些生活垃圾,成了汉江流域的主要污染源。
汉江流域除襄阳市和武汉市在兴建垃圾卫生填埋场外,大多数城市对城市生活垃圾仅实行简单填埋,对渗滤液未采取任何处理措施,每当有降雨发生,垃圾渗滤液和垃圾都会对周围地表水和地下水产生较大污染。同时,许多城市在汉江岸边都设有垃圾堆场、厕所群等污染源,这些污染源的垃圾和粪、尿等污染物排入汉江对汉江水质也产生了较大污染。
据统计,1998年汉江流域耕地面积达116.86×104hm2,占全省耕地面积的35.1%,汉江流域化肥施用量(折纯量)达78.07×104t,其中氮肥52.04×104t,磷肥20.18×104t,钾肥3.90×104t,复合肥11.33×104t,化肥施用量占全省施用量的24.93%,这些物资中只有一少部分被作物吸收利用,而相当一部分进入环境,经迁移、转化,最终进入汉江而对汉江水环境产生影响。另外,水土流失以及流动污染源的影响也很大。
(3)流域内浅层地下水污染
鉴于地下水污染是流域内比较严重的环境问题之一,地下水污染脆弱性可以理解为地下水对有碍于其使用价值的人为活动的脆弱性,即抵御人为污染的能力,它受众多因素影响。
曾有学者利用DRASTIC模型评价了流域内浅层地下水的内在脆弱性,研究天然条件对污染物进入地下水的阻滞能力。DRASTIC方法考虑以下7个指标:地下水埋深、含水层净补给量、含水层介质、土壤介质、地形、包气带的影响和水力传导系数。根据研究区域的实际情况,完成了7个指标的评分,并完成了基于DRASTIC模型的浅层孔隙水内在脆弱性分区。将研究区域的地下水脆弱性划分为极低脆弱性、低脆弱性、中等脆弱性、高脆弱性、极高脆弱性5个等级。
研究结果表明:研究区域内脆弱性为中等、高、极高的区域几乎全部分布在汉江干流沿岸以及江汉平原,这与这些区域地下水埋深浅,农业发达受人类农业活动影响有关;武汉市是湖北省工农业最发达的地区,但它同时也是地下水脆弱性最高的地区。同样的情形也出现在襄阳地区,水环境保护工作势在必行;研究区内脆弱性极低区与低区的面积占总面积的37.08%,中等区的面积占21.44%,高区与极高区的面积占41.48%。(www.daowen.com)
(4)湿地生态破坏严重
汉江中下游地区河流、湖泊、水稻田及养殖水面等构成湿地景观,由于地处农业高强度开发区,历来受到围垦的影响,尤其是20世纪50—70年代,大部分湖泊湿地被围垦成农田,湿地生物的种群结构、群落和优势种群发生变化,洄游、半洄游型鱼类大量减少或丧失,湿地生态恢复困难。而区域水生态及环境的恶化,水源区的水土流失,旱灾的频繁发生等等,影响湿地系统的结构及功能,同时也带来生物多样性的下降。
2004年5—8月对汉江中游江段产漂流性卵鱼类产卵场的现状进行了调查,结果表明:与20世纪70年代相比,产漂流性卵鱼类种类减少了9种,全部为经济鱼类;汉江中游干流产卵量增加2.59倍,支流唐白河的产卵量减少76.17%;四大家鱼和其他经济鱼类分别减少89.97%和80.17%;干流王甫洲和襄阳的2个重要经济鱼类产卵场与支流唐白河12种经济鱼类的产卵场消失,而小型鱼类产卵量增加9.48倍。汉江中游经济鱼类资源呈衰退趋势。
(5)流域环境监管体制与机制缺位
水资源保护是全社会全过程控制与参与的系统工程。在湖北,水资源保护仍是政府主导的一元模式。这种单一模式的缺陷有:水资源保护责任基本集中于政府,政府不堪重负;水资源政府职能分工及协调方面存在着种种矛盾与冲突;企业和公众缺乏社会责任感;水资源保护采取自上而下的决策方式,主要依靠政府行政手段推进。
汉江中下游沿岸大部分城市存在着条块分割,“多龙管水”的现象,各部门职责交叉、权属不清,无法实现水务统一管理,也无法实现水资源的优化配置;没有专门的流域性法规,管理手段落后,在汉江水资源合理开发和利用上,体制和政策障碍问题日益突出。企业设备陈旧,工艺落后,运行管理不科学,水的重复利用率很低,万元工业产值耗水量较大,城市供水管网老化,跑、冒、滴、漏严重。与此同时,由于节水意识淡薄,居民生活用水浪费也极为严重。
②城市污水处理厂建设和运营状况不理想
一是建得慢。一些规模大的污水处理厂,容易吸引投资,而小厂则很难引进资金,许多污水处理厂半停半开甚至白白闲置。二是污水处理厂的效率较低。汉江流域是丰水地区,由于雨水污水不分流等原因,进水口的浓度不高,与北方城市相比,污水处理效率相对较低。三是管网配套建设跟不上。目前湖北已建的61个污水处理厂中有42%左右是利用BOT方式建造的,而管网建设除极个别地区外,均依赖政府出资,建设速度较慢。一些污水处理厂即使建成了,但没有与之相连接的管网。四是污水处理费征收困难。许多拥有自备水源的单位不交纳污水处理费,使得一些污水处理厂难以正常运营。
③尚未找到治理农村面源污染的有效途径
农村面源污染是以面积形式分布和排放污染物而造成水体污染的发生源,具有分散性、隐蔽性、随机性、不易监测、难以量化等特征,同时又与农业生产和农民的日常生活方式紧密结合,解决农村面源污染至今仍是一个世界性难题。湖北作为农业大省,农村面积大、农业人口多,面源污染问题严重,至今尚未找到十分有效的控制方法和途径。水资源大量浪费加剧了水资源短缺的矛盾。
湖北水资源总量为1 027.8亿立方米,只占全国的3.5%,人均水资源量1 732立方米,列全国第17位,低于全国平均值,接近国际公认的人均1 700立方米严重缺水警戒线。因此,生活中过量用水,工业生产、农业灌溉用水浪费,加剧了汉江流域水资源供应的压力。
④经济社会快速发展与水资源统一管理存在不足
湖北汉江流域承担着中国东部与西部发展的桥梁作用,是湖北汽车、石油、高新技术产业密集的经济核心地带。2013年的GDP为10 544.9亿元。“十二五”湖北汉江流域汽车制造突破百万辆,GDP将达到17 500亿元。经济、社会的快速发展要求湖北汉江流域在保证向北方供给优质水的同时,满足自身发展的需要。鄂西北是有名的旱包子,偏枯水年(P=75%)的概率高于全省。当全省P=75%时,则缺水21.98亿m3,而汉江流域将超过l0亿m3。据调查,郧西地区十年有七旱。汉江沿岸坡陡水少,仅为鄂东南的500/6。襄樊地区,汉江两岸500 m外,地下水较少。调水后下泄水量将由348亿m3下降为258亿m3,汉江干流水位将下降0.75 m,汉江中下游水环境容量,工农业用水以及生态环境将受到影响。快速的经济社会发展,要求加强流域水环境管理。目前经济社会发展与水环境管理分别由发展委、水利、环保等部门负责,这种管理体制难以形成合力,难以实现人水和谐发展。
⑤流域内经济发展不平衡加大环境压力
湖北汉江流域经济社会发展从历史文化内涵到资源等有明显优势。但是流域各市县之间,经济社会发展极不平衡。襄阳以西的大部分县市,经济基础较差,工业化水平低,农业人口超过70%。鄂西北一些山区,脱贫是当前主要任务,农业生产落后,自然生态环境脆弱,水土流失严重,退耕还林任务艰巨。在脱贫致富的过程中要保护好水源地,两者难以协调。要解决这些矛盾,要求在发展中求保护,在保护中促进发展,是湖北汉江流域经济、社会与环境发展的一项重要任务,也是流域环境管理不可逾越的难题。
⑥水利建设影响生态环境
湖北汉江流域是目前国内水利工程建设最具影响的流域之一,流域开发过程中造成的环境压力显而易见。鄂西北一些山区,由于小水电的盲目开发,以及开发过程中不重视保护,造成了生态环境问题。据调查,全省小水电152处,往往是一条小溪,建一座小水电站,造成河流脱水,水生生态环境发生重大改变,一些水生生物绝迹或正面临绝迹。盲目的水利工程建设和不适当的水利开发造成生态环境恶化。仅湖北汉江流域上游的十堰地区,水土流失面积为14 425.9 km2,土地损失达2.6亿元,肥力损失0.85亿元。在1968—1988年的20年中,丹江口水库减少库容12亿m3,超过调蓄库容的1/10。汉江流域的一些支流,如蛮河、滚河,由于不太适当的水利开发,改变了河流水环境特征。水电工程同流域工、农业和生态环境用水时常发生冲突。
⑦管理机制不科学,管理工作落实不到位
湖北省政府于2000年成立了湖北省汉江流域水污染防治领导小组,成员单位由湖北省财政、水利、交通、农林业、国土与环保等部门组成,办公室设在湖北省环保局,湖北汉江流域内各市也成立了类似的机构。但是,该机构由于组织、编制等部门未给编认可,故自成调,条条与块块分割。由于没有强有力的流域环境管理机构,因而流域环境管理机制无法建立与落实。
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