宝应湖生态环境质量状况及对策
2018-05-14鲍春晖辛玉婷花月
鲍春晖 辛玉婷 花月
摘要 利用宝应湖流域水环境质量监测数据和生态环境现状调查，分析了宝应湖流域存在的主要生态环境问题，通过对研究区污染源的调查，计算了区域污染物入河、入湖量及构成，并预测了2020年污染物入河量。预测结果表明，随着快速城市化进程的推进，规划范围内污染物排放量的增长主要源于生活污染源；随着国家减排力度的不断加大，工业和农业污染源排放总量将有所下降。最后提出了保障饮用水源安全、优化空间开发格局、削减污染物排放总量、加强水生态修复与保护、调整优化产业结构和强化管理能力建设等治理目标及对策。
关键词 水质；污染特征；治理对策；宝应湖
中图分类号 X524 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）21-0085-05
Abstract Based on Baoying Lake basin water environment quality monitoring data and investigation， the present situation of the ecological environment of the main ecological environment problems of Baoying Lake basin were analyzed. Through the survey of pollution sources in the study area， the quantity of pollutants into the river， into the lake and constitute was calculated， and pollutants into the river in 2020 were predicted. The prediction result showed as followed： with the increase of national emission reduction， the increase in pollutant emissions within the planning area was mainly derived from domestic pollution sources； with the increase of national emission reduction， total emissions from industrial and agricultural sources would fall. Finally， management targets and countermeasures were put forward， such as ensuring the safety of drinking water sources， optimization of space development pattern， reducing pollutant emissions， strengthening the protection of ecological restoration and water， adjusting and optimizing industrial structure and strengthening the management ability and so on.
Key words Water quality；Pollution characteristics；Countermeasures；Baoying Lake
2014年，环境保护部、发改委、财政部联合发布了《关于印发<水质较好湖泊生态环境保护总体规划（2013—2020年）>的通知》，将水面面积在50 km2以上，现状水质或目标水质好于Ⅲ类（含Ⅲ类），具有饮用水水源功能或重要生态功能的湖泊以及水面面积在20～50 km2，现状水质好于Ⅲ类（含Ⅲ类），具有饮用水水源功能的湖泊列入生态环境保护的规划范围内。宝应湖位于京杭大运河以西，是宝应县最大、最重要的湖泊，被宝应人民称之为“母亲湖”，对于保护区域生态平衡、调节区域小气候有重要作用，也是野生生物的重要栖息场所和水产养殖的重要基地，是规划中的宝应县饮用水备用水源。宝应湖是江苏省纳入国家《水质较好湖泊生态环境保护总体规划》的3个湖泊之一。近年来宝应湖滩地基本已围垦种植或围垦养殖，滩地植被芦苇、蒲草等已大多消失，出入湖口通过闸坝控制，宝应湖生态结构遭到较大破坏。湖滩消失，使湖泊丧失了缓冲地带，部分围垦种植荷藕、芡实等水生植物，大量施用化肥、农药，随水流失直接进入湖体，其茎叶腐烂又污染水体，加快了湖泊营养化进程。笔者根据宝应湖流域水环境质量监测数据和生态环境现状调查，对宝应湖流域存在的主要生态环境问题进行了分析，通过对研究区污染源的调查，研究了宝应湖流域的污染特征、构成，并提出了有效的治理目标及对策，旨在为宝应湖治理提供理论依据。
1 研究区概况与方法
1.1 宝应湖流域水系特征
宝应湖跨扬州市宝应县、淮安市金湖县，湖体位于金湖县东部，宝应县运西片，在高邮湖和白马湖之间，属浅水、封闭型湖泊，分属宝应、金湖2县管辖。宝应湖湖荡范围包括白马湖隔堤以南，大汕子隔堤以北，三河拦河坝和淮南大圩以东，汜水、安宜湖圩以西地区。2012年国家实施了南水北调东线金宝航道整治工程，金宝河作为输水通道，新建了金宝河北隔堤，将宝应湖与金宝河隔断，同时新建了大汕子枢纽工程。
目前，宝应湖仅与金湖县境内的涂沟河、东中心河等12条河道和宝应县境内的中港河、南闸河等8条入湖河道相通相连，全湖基本处于封闭状态。宝应运西地区总面积为277 km2，其中圩口面积为191.23 km2，形成了中港河、金宝航道、山阳大沟、长虹河、张港河、同心河、山陽闸河、南闸河、中心排河等排水、引水、通航骨干河网。涝水外排主要有3个路径：一是经中港河、山阳闸河入宝应湖；二是白马湖、宝应湖、运西河沿线泵站直接抽排入白马湖、宝应湖、运西河；三是南闸河以南、中心排河以东片汇水入中心排河，经宝应地龙相机排入运东里下河地区。
目前，宝应湖湖水依赖地表径流和湖面降水补给，白马湖有部分来水经阮桥闸入湖，出水主要由大汕子闸下泄入高邮湖，年入出水量为4×108 m3。泄水途径：一是通过南运西闸向里运河退水，设计流量为150 m3/s；二是通过大汕子退水闸、涂沟闸向高邮湖退水，设计流量为360 m3/s；三是通过石港抽水站向淮河入江水道翻水，设计流量为120 m3/s。近年来，湖区养鱼池不断增多，故每遇暴雨，湖水上涨迅速，且渲泄不畅，退水很慢。
宝应湖主要公益性功能为蓄水滞涝、水资源供给、生态保护等；非公益性功能为渔业、旅游等。宝应湖南部金宝航道是南水北调东线第一期工程规划输水通道，为农业用水提供水源。宝应湖内有宝应湖国家水利风景区（宝应湖国家湿地公园），面积为5.3 km2，利用得天独厚的资源优势和环境优势，规划建设湖滨生态旅游度假区。宝应县境内及金湖县境内的生态红线区域包括宝应县境內的运西自然保护区、京杭大运河（宝应县）清水通道维护区、宝应湖国家湿地公园，以及金湖县境内的宝应湖重要湿地、清水通道维护区共5处，管控区域共203.76 km2。
1.2 研究方法
1.2.1 水质数据来源。
水环境质量现状分析采用2017年对宝应湖湖体和入湖河流进行的现状水质监测，连续监测3 d，每天2次，包括18个湖体监测断面和6个主要入湖河流断面的5项监测因子，分别为高锰酸盐指数、总磷、总氮、氨氮、化学需氧量，各断面名称见表1。
1.2.2 湖体富营养状态分析方法。
湖体富营养状态分析采用2017年对宝应湖湖体的现状水质监测数据，包括10个湖体监测断面的5项监测指标，分别为透明度、叶绿素、高锰酸盐指数、总氮和总磷，按照综合营养状态指数法，评价宝应湖富营养化现状，湖泊营养状态分级标准：营养化程度（TLI）≤30，为贫营养；30 ≤50，为中营养；50 1.2.3 污染源统计及评价方法。 按照工业污染源（包括城镇污水集中处理厂）、生活污染源、农业污染源（包括农田径流污染源、畜禽养殖污染源）以及水产养殖污染源展开调查。调查年份为2016年。各污染源排放量计算方法如下： 工业污染物入河量=（工业污染物直排量+污水处理厂工业排放量）×工业污染物入河系数（1） 生活污染物入河量=（乡镇人口数×排污系数-污水处理厂处理量）×生活污染物入河系数+污水处理厂生活排放量×生活污染物入河系数 （2） 农田污染物入河量=农田面积×排污系数×农田污染物入河系数×修正系数 （3） 畜禽养殖入河量=（畜禽个体日产粪量×畜禽粪中污染物平均含量+畜禽个体日产尿量×畜禽尿中污染物平均含量）×饲养期×饲养数×入河系数 （4） 水产养殖入河量=年排水量×污染物浓度的增量×入河系数 （5） 工业污染源数据采用普查数据，结合各地区环境统计、统计年鉴以及各相关部门资料；生活污染源数据主要根据实际居住人口调查及统计年鉴而得；农业污染源数据来源主要依据规划范围所涉及的各行政区统计年鉴进行计算；污染物产排当量和入河系数参照《全国水环境容量核定技术指南》确定。 2 结果与分析 2.1 水环境质量问题分析 由图1可知，宝应湖湖体部分水质超国家地表水 Ⅲ 类水标准，湖内污染物主要超标因子为总氮和总磷。宝应湖主要入湖河流除氨氮和总磷指数外，均不能稳定达到地表水环境 Ⅲ 类水水质要求，以总氮和化学需氧量污染为主，其中总氮污染最为严重，半数河流总氮指标在Ⅳ类以上。 2.2 湖体富营养状态分析 2017年宝应湖综合营养状态指数全湖平均值为37.427，处于中营养化状态。10个监测断面中综合营养状态指数最大的是大汕子河（淮湖站附近）（41.669），最小的是大土墩子（34.739），10个监测断面均处于中营养化状态。 2.3 生态环境现状 宝应湖动植物资源丰富，栖息有多种国家级及省级保护动物，生态环境良好[1-3]。宝应湖湿地植被资源十分丰富，据调查，主要湿地植被群系有18种，主要湿地植被类型包括挺水植物型、漂浮植物型、浮叶植物型和沉水植物型。挺水植物型包括芦苇群系、菰群系、水蓼群系、香蒲群系、慈姑群系、莎草群系；漂浮植物型包括槐叶萍群系、满江红群系、浮萍群系；浮叶植物型包括莲群系、空心莲子草群系、荇菜群系、芡实群系、菱群系；沉水植物型包括金鱼藻群系、黑藻群系、苦草群系、狐尾藻群系。 宝应湖湖泊及周边过渡带植被类型丰富，为野生动物提供了丰富多样的栖息场所，分布有浮游动物、鱼类、两栖动物、爬行类、鸟类等多种野生动物，其中包括国家级保护动物多种及省级保护动物多种。宝应湖浮游动物共计4大类35科159属，包括原生动物、轮虫、枝角类、桡足类等，出现种类最多的科为臂尾轮虫属，优势种有原生动物的钟形虫、降缩虫、急游虫、中华似铃虫等；轮虫中的萼花轮虫、螺形龟甲轮虫、矩形龟中轮虫、曲腿龟田轮虫等；枝角类的短尾秀体蚤、长肢秀体溞、长刺溞等；桡足类的指状许水溞、球状许水溞、中华窄腹水溞等。鱼类8目16科46属64种，其中以鲤科为主，共计37种。主要经济鱼类有鲤、鲫、鳊、鲂、湖鲚、银鱼、蒙古红粧、翘嘴红粧、红鳍粧、草、青、鲢、鳙、鳜、鲶、乌鳢、赤眼鳟等。两栖类动物共有11种，有虎纹蛙、黑斑侧蛙、金线侧蛙、乌龟、鳖等，其中黑斑侧蛙和金线侧蛙为省级保护动物。爬行类主要有五锦蛇、黑眉锦蛇、赤练蛇、棕黑锦蛇、乌梢蛇、翠青蛇、蝮蛇等，其中翠青蛇、乌梢蛇、短尾蝮蛇为江苏省重点保护物种。鸟类14目40科167种，占全省鸟类种数（428种）的1/3以上，主要有青头潜鸭、红头潜鸭、獐鸡、鸳鸯、鸿雁、丹顶鹤、大天鹅、斑鸠、红嘴鸥、苍鹭、草鹭、牛背鹭、黄嘴白鹭、东方白鹳、大鸨、戴胜、普通翠鸟、冠鱼狗、青脚鹬、小勺鹬、花田鸡、白眉鸭等。野生鸟类有100多种，其中东方白鹳、大鸨、丹顶鹤等为国家 Ⅰ 级保护动物。底栖动物有38种，其中软体动物20种，主要有螺、蚬、蚌等经济种；环节动物5种，主要为颤蚓；节肢动物13种，主要有河蟹、日本沼虾、秀丽白虾、中华小长臂虾等经济种。哺乳动物22种，主要有黄鼬、猪獾、刺猬、狗獾、兔、田鼠等，其中黄鼬、猪獾为省级保护动物。
2.4 研究区污染特征分析
2.4.1 宝应湖区域范围内废水量大。研究区内工业企业接管污水量约180万t/a，均为山阳镇城西工业园区内企业，污水接入宝应县城西污水处理厂。
2.4.2 人口密度高，生活污水集中处理率低。规划范围内共有城镇人口4.77万，城镇生活污水产生量208.76万t/a；共有农村人口12.53万，农村生活污水产生量366.01万t/a。金湖县范围内城镇生活污水接管率在45%～79%，农村生活污水接管率在10%～12%；宝应湖农场城镇及农村生活污水接管率均为0；宝应县范围内仅山阳镇城镇生活污水接管率为50%，其余2镇为0，农村生活污水接管率在8%～11%。
2.4.3 种植业污染控制力度不够。农业面源污染物入河量由种植业、畜禽养殖业、水产养殖业合计得到，种植的化肥流失和養殖业废弃物排放也是最主要的农业污染源[4]，农业面源中，化学需氧量、氨氮、总氮、总磷污染物，以种植业所占比例最大，占比分别为63.19%、64.54%、72.38%、61.58%。种植业污染源分散，空间差异大， 且受气象等不可控制的因素影响，难以治理，而畜禽粪便综合利用和处理率又较低，化肥、农药的流失，养殖污水渗入或排入河道都增加了水体的氮、磷污染负荷。
2.4.4 运输船舶对宝应湖的交通及水域环境造成的影响较小，可忽略不计。
2.5 区域污染物入河、入湖量及构成
2.5.1 入河量。研究区内化学需氧量入河量合计5 832.15 t/a，氨氮入河量合计1 291.58 t/a，总氮入河量合计3 085.32 t/a，总磷入河量合计259.84 t/a。区内污染物排放量中化学需氧量、氨氮、总氮和总磷最主要来源于农业污染，分别占82.28%、89.33%、93.92%和96.05%（图2）。
2.5.2 入湖量。
研究区内化学需氧量入湖量合计3 186.28 t/a，氨氮入湖量合计707.39 t/a，总氮入湖量合计1 578.38 t/a，总磷入湖量合计128.18 t/a。区内污染物排放量中化学需氧量、氨氮、总氮和总磷最主要来源于农业污染，分别占73.65%、84.15%、90.30%和93.92%（图3）。
2.6 区域污染物排放总量预测
随着快速城市化进程的推进，规划范围内污染物排放量的增长主要源于生活污染源；另一方面，随着国家减排力度的不断加大，工业和农业污染源排放总量将有所下降。因此，该规划2017年污染物的增长速率取2%、2018—2020年增长减半的速率为1%进行测算。预测基准年为2016年，预测结果见表2。
根据测算结果，要从根本上改善规划范围河流水环境质量，必须采取有效措施，大幅提高污染物削减能力，确保完成规划范围河流的近、远期整治规划目标。
3 研究区湖泊生态环境主要问题
3.1 湖泊水质恶化，污染防治能力不足
宝应湖主要污染因子为总氮和总磷，湖体氮磷污染突出，总氮、总磷指标总体不能达到Ⅲ类水质标准。主要原因有以下几点：①生活污染基础设施薄弱，沿湖各乡镇部分地区管网配套尚未到位，农村生活污水集中处理率不高，且污水处理厂尚未配套脱氮除磷的工艺。②农业面源污染缺乏控制，畜禽养殖场布局分散，难以管理，养殖废水最终通过农田、河流汇水进入宝应湖；水产养殖业围网养殖密度大，大量使用饵料、添加剂，尚未大范围发展生态养殖；种植业化肥使用强度大，生态农业及生物农药尚未得到大力推广。③工业污染治理不足，沿湖周围乡镇企业存在规模小、布局分散、未入园区的问题，工业废水接管处理率不高，工业污染源治理能力不足。
3.2 过度开发利用水资源，生态系统失衡
①周边各类污染源面广且种类较多，且湖内养殖造成的湖内污染导致整个湖体的水质逐渐恶化。此外，随着近几年宝应湖国家湿地公园度假村等观光景点的建立，极大地刺激了周边住宿业和餐饮业的发展，其排放的废水也给湖泊的水质改善造成了压力。②水、土资源开发利用过度。宝应湖大片湖区均用来围网养殖，水资源的过度开发利用破坏了大量湿地生态物种，破坏了周边的生态系统平衡。由于金宝河北隔堤的建设，宝应湖成为封闭型湖泊，湖泊营养物长期积淀于湖内，加速了湖泊富营养化。另外，由于湖体面积缩水，原有滩地变成了旱地，导致湖泊自净能力下降和湖泊生态系统失衡。
3.3 生态环境破坏严重，生态系统功能退化
①水利调蓄，阻碍生态恢复。自2011年南水北调大汕子枢纽工程建设后[5]，宝应湖与金宝航道水体交换减少，成为封闭型湖泊。湖泊生态结构由湖堤、湖滩、浅水区、深水区、出入湖口及河流等构成。宝应湖滩地基本已围垦种植或围垦养殖，生态结构遭到较大破坏，污染源入湖，加快了湖泊营养化进程。②养殖密度过高，破坏湿地生态系统。水产养殖场面积占整个宝应湖湿地总面积的80%左右，由于过度开发，各种生物原有的栖息场所已受到严重威胁，优良的生态环境已遭到严重破坏。③大面积湖滩退湖成陆，滞洪排涝能力下降。宝应湖部分湖滩被围垦或辟为鱼池，退湖成陆，湖体面积不断缩小，整个湖区滞洪排涝能力大大下降。
3.4 体制存在弊端，管理滞后
①各职能部门间缺乏协调性。宝应湖横跨扬州宝应县和淮安金湖县，境内区域分属两地职能部门管辖。在两辖区内，湖泊的水体和相应的水利工程由水利部门负责，湖产和畜禽养殖由农牧部门分管，渔业和水产养殖由渔业管理部门负责，而湖泊的综合防治又由环保局统一管理。各职能部门间的全面协调管理的机构尚未明确和建立，导致统一管理难以实施。②水质缺乏监控。宝应湖的现状监测以水质为主，缺乏对生态系统的水生动、植物等生态指标的日常监测。
4 研究区水环境综合治理目标及对策
治理湖泊污染，恢复水环境质量是十分重要且复杂的问题，涉及农业、工业、航运等多种水功能。湖泊治理达标是一个由近期至远期逐步实现的过程。根据宝应湖的实际情况，主要应从以下几个方面考虑[6-7]。
4.1 综合治理控制目标 根据《水质较好湖泊生态环境保护总体规划（2013—2020年）》中要求，近期至2018年，氨氮达标率保持在100%，维持Ⅲ类标准，超标污染物化学需氧量、总磷、总氮达标率分别不低于90%、50%、50%；重点生态功能区生态服务功能进一步完善；流域周边基本形成生态产业体系，经济良性循环。
远期至2020年，氨氮、化学需氧量达标率保持在100%，总磷和总氮达标率不低于80%；退化湖滨湿地及重点沟壑侵蚀区均得以重新构建、修复或控制，特有生物栖息地保护得到加强；湖体营养程度为中度营养化，湖滨自然岸线率不低于全线的85%。
4.2 减少污染物的输入 排入湖区的污水量超过了研究区的水环境承载能力，是水质恶化的根本原因[8]。由于污染源头控制是根本，为达到水环境保护的目标，需实施入湖污染物包括沿岸工业点源、生活污染、农业面源污染物以及沿岸入河污染物量的控制。①工业点源方面。要进一步调整产业结构和工业布局，抓紧工业点源的提标改造，加强中水回用工程建设，提高工业废水集中处理率，推进清洁生产审核、促进循环经济建设。②生活方面。要加强城镇生活污水处理厂脱氮除磷设施建设，积极建设推广农村污水治理设施，有计划地实施旅游活动，加强宣传教育减少旅游污染。③农业面源方面。要引导和鼓励農民使用测土配方施肥、生物防治和精准农业等技术，推广使用生物农药或高效、低毒、低残留农药，划分畜禽养殖禁养区，清理整顿围网养殖。对沿湖乡镇区所有生活垃圾、农田废弃物、养殖业废弃物、农产品加工业废弃物、生活污水处理系统废弃物、环湖湿地系统废弃物等实现资源化回收利用。另外，还需加强码头和交通运输的污染控制。
4.3 加强湖泊生态修复 对湖泊或入湖河流重污染区域，实施重污染底泥环保疏浚。实施生态拦截与净化，尽可能恢复河流水生植被及健康的水生态系统，构建立体的生态修复体系。加强对各入湖河口、岸线的治理，加大宝应湖区域入湖河道的整治力度，制订实施河道生态修复计划。
4.4 构建保护与预防体系 根据《江苏省宝应湖保护规划》，将宝应湖划定核心区、缓冲区和开发控制利用区3类生态功能区。通过组建专门的规划区环境保护工作领导小组，建立健全政府负总责、部门齐抓共管、环保统一监管、财政逐步保障、公众参与的工作机制，建立健全环境保护目标责任制、环境保护问责制、行政责任追究制，提高各级决策部门执行环境政策的协调性，建立健全法规条例、科学决策、科技支撑、生态补偿等各项生态保护机制，建立起一整套行之有效的规划区生态环境长效管理和协调机制。
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