南水北调东线调水期间南四湖水环境面临的风险及对策初探

孙建华 陈 飞 李 林

一、南四湖工程概况

南四湖由南阳、独山、昭阳、微山4个湖泊组成，是我国第六大淡水湖，南北长125km，东西宽6～25km，周边长311km，湖面面积1280km2，总库容53.7亿m3，南四湖流域面积共31200km2，其中湖西地区21400km2，湖东8500km2。

南四湖既是湖泊，同时也是南水北调东线工程输水控制干渠，是控制性的苏鲁省界工程。第一期工程多年平均抽江水量89.37亿m3；入南四湖下级湖水量为31.17亿m3，入南四湖上级湖水量为19.64亿m3。由于南水北调调水的关键是治污，因此南四湖水环境的好坏将直接影响整个调水工程效益的发挥。

南四湖是南水北调东线工程重要的输水通道和调蓄湖泊，周边支流众多。2017年南四湖湖区水质为Ⅲ类，总体能够满足南水北调东线调水水质要求，部分支流水质较差，洸府河、洙赵新河、万福河、城河及东鱼河等部分支流水质为Ⅳ～Ⅴ类，对南四湖水质安全构成一定威胁。

二、南四湖水环境风险

1.超量排污带来的水质风险

《南水北调东线工程治污规划》中对输水沿线各控制单元都提出了入河排污控制量，因此只要治污规划提出的控制目标得以实施，则调水水质就能达到III类水标准。由于南水北调东线治污范围大、任务重、情况复杂，因此不能完全排除实际入河排污量超出总量控制指标的可能性。

不同的超标幅度和超标范围将会造成的污染影响程度和范围将各不相同，这是一个动态的、多组合的影响过程，本文仅对相对极端的不利条件作出定量预测，即输水沿线实际入河排污量与2002年入河排污量相当时的调水水质情况，详见图1。

预测结果表明，2002年排污水平下，大量污染物进入干线，反映在水质模拟结果上CODMn和氨氮浓度均发生严重超标。CODMn在进入上级湖前基本能够满足调水要求III类标准，上级湖后半段CODMn为IV类。氨氮变化趋势同CODMn基本一致，南四湖前基本满足III类标准，下级湖－上级湖为IV类，上级湖后段有V类氨氮模拟值出现。

2.不利水文条件下水利调度带来的水质风险

在特定水文条件下，水工程的调度会对调水水质造成较大影响，其带来的水质风险主要体现在以下几个方面：

一是调水期遇到极端天气状况，超过截污导流工程3年一遇的工程设计标准，使得所有截污工程开闸放水。

二是考察南四湖湖内养鱼，因调水需要，兴利水位超过了南四湖周围池塘水位，导致池塘中养鱼产生的污染物向湖泊内扩散。根据《南四湖下级湖抬高蓄水位影响处理工程可行性研究报告》，南四湖中养鱼池塘、河道养殖面积共10228公顷，其中下级湖鱼塘圈圩10.3万亩，上级湖鱼塘圈圩5.042万亩，总产量62388t。根据文献资料，每公斤鱼每天向水体排氨 0.57～2.00g，BOD53～5g，取中间值折算氨氮1.5g，BOD54g，南四湖因养鱼塘被淹没造成每天每平方米排放氨氮 0.025g，BOD50.067g。

三是湖内微山岛乡、南阳镇居民的生活污水未经治理而全部直排湖体。根据文献资料，污染物排放系数COD取65g/（人天），氨氮取4.3g/（人天）。依据微山政府数据，微山岛乡共有14370居民，南阳镇共有30800居民，所以微山岛乡每天向南四湖排放COD 0.934t，氨氮0.062t，南阳镇每天向南四湖排放COD2.002t，氨氮0.132t，全年排放。

四是按最不利的水量条件，即95%保证率下的调水水量计算。在风险工况的假设条件下，CODMn、氨氮空间达标率随时间变化的模拟结果如图2、图3所示。

图1 2002年排污水平水质预测图

从以上模拟结果看，风险工况下南四湖水质的变化过程和趋势与正常工况下基本一致。在调水期，由于遇到突发的恶劣天气状况，截污导流工程同时开闸排放，使得部分空间点包括出水口的CODMn，氨氮浓度升高至劣V类水平，各入湖口附近最高形成4.5～6.0km半径污染区。CODMn指标部分时间空间达标率不足50%，而以IV类水为主，需要经过15～30天的时间，才能基本恢复至III类水水平。南阳镇附近由于生活污水的排入，最高浓度达劣V类，空间污染半径1.5km左右。相比之下，微山岛由于人口较少，所以附近污染不是很严重。由于养鱼受水位调整影响而形成的污染，其最高浓度出现在上级湖，个别时段会达到劣V类；下级湖污染程度相对较轻，最高浓度约为IV类。

图2 风险条件下南四湖敏感点高锰酸盐指数和氨氮模拟结果图

图3 模拟指标全湖空间达标率时间变化曲线图

3.交通运输水污染风险

（1）陆上交通水污染风险

据初步统计南四湖周边加上二级坝枢纽工程共有大中型桥梁十余座，桥梁的污染包括桥梁上的污染物质通过雨水冲刷排入河中，由于污染物的量很少，所以不构成常规污染源。除此之外，桥梁上危险品、有毒有害化学品等的运输，如遇到事故性排放进入水体，将会造成水污染事故，出现水污染事故时需要停止调水以避免污染危害，从而影响调水进行。

（2）船舶运输水污染风险

南四湖兼顾防汛、调水、航运等工程。南四湖内船舶航运中产生的环境污染风险主要是由于可能发生的船舶运输事故导致船舶运输的货物倾倒入水体产生水污染风险，特别是有毒、有害物质的倾覆和泄漏将会造成严重的水污染事故。

（3）航运港口码头水污染风险

根据调研，南四湖湖区共有100余座码头。码头主要是沿线区域运输煤、建材、粮食面粉、化肥农药的集散地，码头的污染主要来源于船舶石油类污染，港口的职工生活污染及堆场污染。现场调查表明，港口码头生活污水一般不直接排入输水干线，所以主要污染源为堆场污染，风险主要有三种途径：（1）平时堆放货物散落进入水体；（2）码头堆放杂物的粉尘沉降进入水体；（3）降雨等原因形成的径流冲刷使得污染物进入水体。

三、南四湖水环境风险防控对策

1.编制沿线湖泊养殖规划，推广对水体无污染的养殖技术和方法

建议有关部门在对现状湖泊渔业养殖方式、分布合理性等进行科学研究的基础上开展南四湖湖泊的渔业养殖规划编制工作，对现状养殖对水体污染贡献进行评估，改进不合理的对水体有影响的养殖方式，推广对水体无污染的渔业养殖技术和方法。

2.尽快落实航运功能与输水功能的协调

国家有关部门应专题研究东线工程河道航运与输水水质功能保护的协调问题，出台相应的法规和方案。在东线调水运行前，要完成航道整治、水上运输船舶污染防治工作，建设船舶含油废水接收系统和处理系统，做好船舶、码头、桥梁突发性污染事故控制措施。输水干线船舶加油站、装卸作业港口（码头）、船闸等单位按要求配备船舶污染防治设备、器材，提高监测技术以准确反应石油类污染情况，提高水域船舶石油污染防范能力。尽快实施江苏省京杭运河等航运污染综合整治项目。

3.建立水污染事故应急措施

一是建立完善的南四湖水环境监测系统，对应急突发事件能够第一时间起到预警作用。目前在建南四湖水资源监测工程共有44个水质监测断面及水质自动监测站，工程建成后能够实时对南四湖水质进行监控。同时要加强与流域机构合作，充分利用流域机构对南四湖的水质监测结果，对同一断面要定期进行数据比对，对南四湖水资源监测工程没有的断面通过采用流域机构的水质数据进行预警。

二是建立应急预案制度。应急预案是针对可能的重大事故（件）或灾害，为保证迅速、有序、有效地开展应急与救援行动、降低事故损失而预先制定的有关计划或方案。为此，调水部门要根据南四湖水环境风险制定切实可行的的应急预案，建立健全责任体系和污染事故报告制度，成立应急处置队伍，配备应急处理保障资源，明确不同水污染事件的应急处置措施等。有条件的单位应组织进行应急预案的演练（应急演练的具体形式既可以是桌面演练，也可以是实战模拟演练），以检查预案的科学性与可行性，及时发现应急预案的缺陷，并达到提高应急救援体系的反应能力、救援能力以及协同作战能力的目的