丹江口水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀及水資源可持續(xù)發(fā)展策略探討

朱艷容 吳 哲 王 峰

(長(zhǎng)江委水文局漢江水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心, 湖北襄陽(yáng) 441000)

?

丹江口水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀及水資源可持續(xù)發(fā)展策略探討

朱艷容 吳 哲 王 峰

(長(zhǎng)江委水文局漢江水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心, 湖北襄陽(yáng) 441000)

丹江口水庫(kù)作為南水北調(diào)中線工程的水源地，水質(zhì)狀況對(duì)實(shí)現(xiàn)向京津冀地區(qū)安全供水至關(guān)重要。基于庫(kù)區(qū)水質(zhì)的總體評(píng)價(jià)，從點(diǎn)源污染和非點(diǎn)源污染及內(nèi)源污染3個(gè)方面，分別論述了水質(zhì)污染的來(lái)源及成因，并針對(duì)庫(kù)區(qū)水資源利用現(xiàn)狀提出了水資源可持續(xù)發(fā)展的建議。

點(diǎn)源污染；非點(diǎn)源污染；內(nèi)源污染；水資源；可持續(xù)發(fā)展；丹江口水利樞紐

丹江口水庫(kù)是20世紀(jì)50年代末國(guó)家興建的綜合開發(fā)和治理漢江流域的大型水利樞紐工程，位于漢江中上游，包括湖北省境內(nèi)的漢江庫(kù)區(qū)和河南省境內(nèi)的丹江庫(kù)區(qū)，其淡水庫(kù)容為全亞洲最大，水庫(kù)總面積846 km2，是漢江的天然水位調(diào)節(jié)器。丹江口水庫(kù)是國(guó)家級(jí)水源地，也是南水北調(diào)中線工程的取水處，承擔(dān)著向京津冀地區(qū)提供生活、生態(tài)環(huán)境及生產(chǎn)用水的任務(wù)。

南水北調(diào)中線工程旨在對(duì)我國(guó)的淡水資源進(jìn)行再分配，以緩解北方地區(qū)水資源短缺的局面，從而促進(jìn)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展。然而，調(diào)水工程必然對(duì)漢江流域(包括丹江口水庫(kù))的水環(huán)境產(chǎn)生影響，同時(shí)也面臨著水源地水土流失、面源污染、水庫(kù)水質(zhì)安全、水資源長(zhǎng)效利用等諸多問(wèn)題和挑戰(zhàn)，因此有必要對(duì)丹江口水庫(kù)的水質(zhì)現(xiàn)狀開展深入研究，并依此制定相應(yīng)的水資源可持續(xù)發(fā)展策略。

1 庫(kù)區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)，結(jié)合長(zhǎng)江委漢江水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心對(duì)丹江口水庫(kù)及漢江中上游干支流近10 a的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，丹江口水庫(kù)整體水質(zhì)全年都在Ⅱ類飲用水以上標(biāo)準(zhǔn)，其中單項(xiàng)指標(biāo)監(jiān)測(cè)參數(shù)多為Ⅰ～Ⅱ類，并且具有硬度低、溶解氧充足等優(yōu)點(diǎn)，是南水北調(diào)中線工程理想的水源地。

然而，水庫(kù)周邊城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，特別是工業(yè)廢水的排放對(duì)匯入庫(kù)區(qū)的支流水體造成了嚴(yán)重污染，如神定河、老灌河等入庫(kù)支流因沿河工業(yè)廢水和生活污水的排入，水質(zhì)一般為Ⅳ類或Ⅴ類水。其他支流污染情況類似，水質(zhì)介于Ⅲ～Ⅳ類之間。丹江口水庫(kù)局部庫(kù)灣氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽積累現(xiàn)象嚴(yán)重，同時(shí)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)藥、化肥等非點(diǎn)源污染隨意排放，使庫(kù)區(qū)水體中氮、磷已達(dá)中營(yíng)養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)的上限，如不采取有效措施加以控制，局部庫(kù)灣水體面臨富營(yíng)養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)。庫(kù)區(qū)上游夾河、任河、天河等支流水體重金屬污染嚴(yán)重。陜鄂交界夾河南寬坪、天河照川斷面均為劣V類，超標(biāo)項(xiàng)目為總汞、總鉛、總鎘等重金屬[1]。

2 庫(kù)區(qū)及上游污染來(lái)源分析

丹江口庫(kù)區(qū)的水污染形勢(shì)已經(jīng)十分嚴(yán)峻，要有效控制水污染、保障水環(huán)境安全，首先要全面了解水體污染物的來(lái)源。流域內(nèi)產(chǎn)生的生活污水和工業(yè)廢水對(duì)水體危害較大，控制污染排放來(lái)源是流域水環(huán)境治理的根本。按照污染源的分布特征，水污染可以劃分為點(diǎn)源污染和非點(diǎn)源污染。此外，筆者認(rèn)為還應(yīng)該包括內(nèi)源污染。內(nèi)源污染防治也逐漸成為當(dāng)今水環(huán)境保護(hù)的研究熱點(diǎn)之一。

2.1 點(diǎn)源污染

丹江口庫(kù)區(qū)及上游的點(diǎn)源污染包括：生活污水污染、養(yǎng)殖業(yè)污染及水土流失污染等。

庫(kù)區(qū)周邊的一些地區(qū)將未經(jīng)處理的生活污水直接排入與各支流相通的河溝中；水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)排出的大量糞便及投餌散失的餌料，特別是未按要求進(jìn)行無(wú)害化處理的糞便；居民的生活生產(chǎn)造成的水土侵蝕，這些都對(duì)庫(kù)區(qū)水體產(chǎn)生了較大的負(fù)面影響。

研究表明，丹江口庫(kù)區(qū)點(diǎn)源污染物主要為氨、氮、COD等，其中庫(kù)區(qū)生活污水的入庫(kù)量為1.120 1×106t/a，養(yǎng)殖業(yè)污染物的入庫(kù)量為7.652×106t/a，水土流失污染物的入庫(kù)量為5.856×106t/a[2]。

2.2 非點(diǎn)源污染

非點(diǎn)源污染的形成機(jī)制主要有徑流形成過(guò)程、徑流沖刷形成土壤侵蝕的過(guò)程和泥沙及氮磷污染物進(jìn)入水體的過(guò)程。人類活動(dòng)是非點(diǎn)源污染的根本原因。一方面，我國(guó)為農(nóng)業(yè)大國(guó)，生產(chǎn)活動(dòng)中大量施用的農(nóng)藥、化肥等化學(xué)污染物只有很少的部分被農(nóng)作物吸收，大部分殘留于土壤中，并隨降雨地表徑流匯集到地表水體中。另一方面，人類為了拓展生存空間，大肆毀林造田，使土地的利用范圍發(fā)生了改變，如地表的植被覆蓋，土壤的質(zhì)地、成分、滲透、蒸發(fā)特征等，加劇了水土流失，對(duì)河流水體安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。從非點(diǎn)源污染的形成機(jī)制上看，其產(chǎn)生主要受降雨、地形、土地利用類型、耕作制度及土壤質(zhì)地的影響[3]。

丹江口庫(kù)區(qū)內(nèi)地貌類型以丘陵、崗地為主，有少量的低山。根據(jù)地形地貌的成因形態(tài)，區(qū)內(nèi)地貌屬于構(gòu)造侵蝕低山區(qū)丘陵地形。土壤侵蝕使土壤表層的有機(jī)質(zhì)層損失，同時(shí)有許多污染物進(jìn)入水體形成污染。土壤侵蝕是規(guī)模最大、危害程度最嚴(yán)重的一種非點(diǎn)源污染。

調(diào)查顯示，庫(kù)區(qū)居民在農(nóng)業(yè)耕種中很少追肥，一般以氮肥作為底肥，輔以少量的磷肥，耕作方式采用比較傳統(tǒng)的順坡耕作，沒(méi)有采用留茬、免耕等水土保持措施，在強(qiáng)降雨條件下會(huì)加劇水土流失。艾蕾的研究表明，庫(kù)區(qū)水土流失的分類等級(jí)與季節(jié)呈正相關(guān)，在6～8月為極高等級(jí)，占研究樣本百分比約為65%～80%；11月至次年3月為極低等級(jí)，占研究樣本百分比約為91%左右，其余時(shí)間為中等等級(jí)，占研究樣本百分比約為80%～85%[4]。庫(kù)區(qū)農(nóng)戶放養(yǎng)家畜，無(wú)法對(duì)其糞便進(jìn)行統(tǒng)一處理，這就為非點(diǎn)源污染的產(chǎn)生埋下了隱患。另外，許多沿線居民，尤其是從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的居民，隨意排放生活污水，長(zhǎng)期積累形成了非點(diǎn)源污染的重要來(lái)源之一。

庫(kù)區(qū)沿線有大面積的陡坡山地，櫟林主要分布于陡坡山地上。由于經(jīng)濟(jì)落后，櫟林是當(dāng)?shù)氐闹饕剂希L(zhǎng)期的亂砍亂伐造成了櫟林植被覆蓋度較低。地表植被的破壞，加劇了水土流失和土壤侵蝕，同時(shí)降雨使地表的腐敗動(dòng)植物尸體等隨地表徑流進(jìn)入水體，在某種程度上也加劇了非點(diǎn)源污染。

2.3 內(nèi)源污染

進(jìn)入湖泊中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)各種物理、化學(xué)和生物作用，逐漸沉降至湖泊底質(zhì)表層。積累在底泥表層的氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，一方面可被微生物直接攝入，進(jìn)入食物鏈，參與水生生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)；另一方面，可在一定的物理化學(xué)及環(huán)境條件下，如風(fēng)吹、波浪等擾動(dòng)，從底泥中釋放出來(lái)重新進(jìn)入水中，形成湖內(nèi)污染負(fù)荷，又稱二次污染。內(nèi)源污染是我國(guó)大多數(shù)湖泊和水庫(kù)面臨的普遍問(wèn)題，也是導(dǎo)致水質(zhì)季節(jié)性惡化的重要因素。

丹江口水庫(kù)主要為京津冀地區(qū)提供生活用水，對(duì)水質(zhì)有極高的要求，一般取水口的位置在死水位之上，取水后并沒(méi)有減少內(nèi)源負(fù)荷。另外，擔(dān)心汛后沒(méi)有足夠的水量，水庫(kù)很少開啟底孔沖淤，庫(kù)內(nèi)污染物無(wú)法沖出水庫(kù)。

研究表明，丹江口水庫(kù)的內(nèi)源污染主要為有色可溶性有機(jī)質(zhì)(CDOM)，CDOM可以作為污染物的載體，影響湖泊沉積污染物的分布，從而對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化產(chǎn)生影響[5]。在漢江支流上及支流匯入丹江口庫(kù)區(qū)的區(qū)域內(nèi)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人畜活動(dòng)較多，因而氮、磷及有機(jī)質(zhì)含量較大。

3 水資源可持續(xù)發(fā)展策略的建議

近些年來(lái)，丹江口庫(kù)區(qū)周邊地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，導(dǎo)致人類對(duì)水資源的需求增多，庫(kù)區(qū)水資源可持續(xù)發(fā)展利用狀況呈現(xiàn)先升后降的態(tài)勢(shì)。為保證向京津冀地區(qū)居民提供安全的生活用水，丹江口庫(kù)區(qū)投入了大量人力、物力、財(cái)力進(jìn)行水環(huán)境治理，一定程度上減輕了沿線人類活動(dòng)對(duì)庫(kù)區(qū)水質(zhì)的不利影響。要實(shí)現(xiàn)水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，還應(yīng)重點(diǎn)做好如下3個(gè)方面的工作。

(1) 利用各種媒介和形式，加強(qiáng)宣傳教育，使庫(kù)區(qū)居民認(rèn)識(shí)到水質(zhì)保護(hù)的重要性，并營(yíng)造濃厚的庫(kù)區(qū)水質(zhì)保護(hù)氛圍。

(2) 制定相關(guān)政策，完善水權(quán)分配、取水許可與排污許可的統(tǒng)籌管理，嚴(yán)格控制污染物排放總量。

(3) 調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，將退耕還林、植樹造林、封山育林與旅游觀光相結(jié)合，大力發(fā)展以生態(tài)旅游業(yè)為代表的第三產(chǎn)業(yè)。

面對(duì)日益嚴(yán)峻的水資源形勢(shì)，要保證南水北調(diào)中線工程的安全供水，我們應(yīng)當(dāng)貫徹落實(shí)科學(xué)的治水思路，堅(jiān)持人與自然和諧共處、人與水資源和諧發(fā)展，努力構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，高效利用水資源、優(yōu)化現(xiàn)有水資源的配置，采取更賦成效的科學(xué)管理措施，逐步緩解淡水資源危機(jī)，更好地促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

[1] 雷沛. 丹江口庫(kù)區(qū)及上游污染源解析和典型支流及庫(kù)灣水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)特征研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2012.

[2] 李慧峰，白景鋒，武兵兵. 丹江口水庫(kù)面源污染調(diào)查及治理方法探究[J].南陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào), 2014,13(9): 43-48.

[3] 張飛，塔西甫拉提·特依拜，丁建麗，等.阿克蘇河-塔里木河水系水質(zhì)污染狀況及其可持續(xù)發(fā)展策略研究[J]. 水資源與水工程學(xué)報(bào)，2013,24(2):30-37.

[4] 艾蕾.南水北調(diào)中線水源區(qū)典型流域土壤侵蝕與水環(huán)境特征研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

[5] 馮可心, 李永峰, 姜霞，等.丹江口水庫(kù)表層沉積物有色可溶性有機(jī)物空間分布特征及其來(lái)源分析[J].環(huán)境化學(xué)，2016, 35(2): 373-382.

(編輯：陳紫薇)

2016-09-15

朱艷容，女，長(zhǎng)江委水文局漢江水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，工程師.

1006-0081(2016)11-0010-02

X52

A