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三峡工程运行后洞庭湖区饮用水的宁静现状及影响因素分析
发布时间:2022-10-06 01:41
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本文摘要:饮用水是区域生物赖以生存的基础和命脉,饮用水水质优劣关系到人民群众的身体康健和社会经济稳定生长。据世界卫生组织统计,全世界80%的疾病是由不宁静的水和恶劣的情况卫生条件造成的。国务院2014年4月14日正式批复《洞庭湖生态经济区计划》,洞庭湖区区域生长正式上升为国家战略,洞庭湖区水宁静重要性更为突出,因此,研究饮用水宁静对洞庭湖生态经济区生长具有重要意义。洞庭湖区是由通道型湖泊洞庭湖冲积而形成的淤积平原,在湖区快速城镇化影响下,水宁静问题日趋严重。

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饮用水是区域生物赖以生存的基础和命脉,饮用水水质优劣关系到人民群众的身体康健和社会经济稳定生长。据世界卫生组织统计,全世界80%的疾病是由不宁静的水和恶劣的情况卫生条件造成的。国务院2014年4月14日正式批复《洞庭湖生态经济区计划》,洞庭湖区区域生长正式上升为国家战略,洞庭湖区水宁静重要性更为突出,因此,研究饮用水宁静对洞庭湖生态经济区生长具有重要意义。洞庭湖区是由通道型湖泊洞庭湖冲积而形成的淤积平原,在湖区快速城镇化影响下,水宁静问题日趋严重。

随着湖区工农业生长和工业规模不停扩大,人口增加、都会需水量增大、工农业污水排放量增加,湖区水污染加剧;同时三峡工程蓄水运行,荆江三口入湖水量锐减,加重了湖区的缺水形势,洞庭湖自净能力进一步削弱。湖区饮用水宁静问题已对湖区社会经济可连续生长带来严峻的挑战,成为亟待研究息争决的问题。洞庭湖区饮用水宁静现状及存在问题洞庭湖履历了沧海桑田的变化,近100多年来在自然和人类运动的双重作用下,洞庭湖湖泊面积不停萎缩,从1825 年的6000 km2淘汰到2002 年的3082 km2。

由于人为运动的加剧,工业废水、生活污水的排放和农药化肥侵蚀等因素,已造成了湖区住民难喝上放心水的尴尬局势。近年来,随着洞庭湖钉螺孳生,血吸虫病危害加剧,生物多样性下降,湖区鱼类年捕捞量比20世纪50年月初期下降50%,洞庭湖区干旱缺水问题日趋凸显,2005—2012年湖南省通过农村饮水宁静工程共解决洞庭湖区38 个县市区504.85 万人的饮水难题问题,但湖区部门地域仍有350.3万人的饮水宁静问题需要解决,占全省人口比例达24.5%。

实地观察发现,位于三口河系的南县、华容、安乡等地干旱缺水问题较为突出,仍然有一部门群众还在饮用被污染的地表水和重金属严重超标的地下水,导致结石等种种疾病高发,群众解决饮水宁静的要求十分强烈。“50年月淘米洗菜,60年月洗衣浇灌,70年月水质变坏,80年月鱼虾断代,90年月身心受害,2000年以来形成沿湖污染带。”这几句民谣道出了湖区农民心中的隐痛。

水污染严重,人畜饮水宁静受到威胁农村饮水宁静直接关系到人民群众的身体康健和生命宁静,张光贵等的研究讲明,湖区集中供水水源地中的水库型饮用水水质较好,河流型饮用水次之,地下水水质最差,存在着矿物含量超标、血吸虫肆虐、化学污染严重等问题。现在,湖区不到30%的住民到达了宁静饮用水尺度,39%的住民通过浅易的手摇式压阀井设施取用浅层地下水,凌驾30%的住民直接饮用河湖沟港内的地表水,不切合国家宁静饮用水尺度。

华容县城有10多万住民,近些年饮水一直存在难题,首先是华容河封堵之后,闸坝前淤积严重,长江水无法进入,而河槽集水大肠杆菌等均超标。另外,深度达30 m的井水也是受污染的地表水下渗形成,也不能饮用。1)地表水水质污染严重。

20 世纪80 年月初期,洞庭湖未泛起III类以下水质,1998年洞庭湖湖泊整体水质良好,是环湖区城镇和农村住民生发生活的重要水源,21世纪以后,湖区造纸、化肥、化工等企业遍布,工业生产污水随意排入洞庭湖,加上沿湖城镇及农村住民生活污水的增多,洞庭湖逐渐泛起富营养化加剧、水体大肠菌群超标、水质变差等污染问题。凭据统计,湖区规模以上排污口年排放污水量和COD(化学需氧量)划分到达66384万t和172291 t。2005年,V类及劣V类水质河长占到监测河长的16.86%,西洞庭湖水质,汛期和非汛期均为IV类。

特别是2003年三峡水库开始蓄水运行,入湖水量急剧淘汰,洞庭湖平均换水周期延长至21.4d,导致湖泊自净能力下降,水质污染恶化趋势加速。2014年,洞庭湖各监测断面V类以上水质达78.6%,N、P污染严重。

三峡水库蓄水运行对长江干流的水沙量的调治作用显著,洞庭湖入湖水沙量锐减、水位降低等导致洞庭湖提前退出汛期,洞庭湖的N、P、5d生化需氧量(BOD5)污染物浓度相应就会升高,间接的为洞庭湖富营养化制造了条件。通过盘算洞庭湖主要富营养指标综合营养状态指数ΣTLI ,洞庭湖ΣTLI 指数呈逐年上升趋势(图1)。

1991—2007 年,洞庭湖ΣTLI 指数一直在30~50 之间颠簸变化,说明洞庭湖始终处于中营养状态;2008—2010年洞庭湖ΣTLI 指数开始凌驾50,洞庭湖泛起轻度富营养状态。图1 洞庭湖ΣTLI 指数年变化趋势2)地下水也受到污染。罗孟君等的观察效果讲明,湖区近50%的农村疏散性饮用水直接来自地下水,但随着水质恶化,农村住民作为饮用水源的浅层地下水也受到污染,不再适合饮用。地下水的污染泉源主要包罗工业废水、农业化肥农药污染和生活污水等。

湖区造纸、化肥和工矿企业较多,工业企业发生的废水和废渣直接排入洞庭湖,另外,洞庭湖作为中国重要的商品粮、棉等生产基地,农业生产中过分的使用化肥、农药等,通过地表渗透至地下含水层。凭据检测,湖区井水中的Pb和Cr等重金属严重超标,含量分为到达0.15~0.58 mg/L 和0.001~0.26 mg/L,《生活饮用水卫生尺度》(GB 5749—2006)划定的限值。通过对洞庭湖地下水的采样分析,湖区浅层地下水含有的主要污染物有Fe、Mn、PH值、NH3-N、亚硝酸盐、硝酸盐氮、铍、CODcr等污染,不及格地下水占湖区地下水总量的比例到达34.59%(表1),湖区地下水污染形势较严峻。表1 洞庭湖区地下水质分级统计通过上文的分析,洞庭湖湖泊水体和地下水均已遭受较严重污染,为湖区都会和农村供水宁静带来严峻挑战,特别是农村饮水宁静的威胁尤为显着。

入湖水量锐减,威胁饮用水宁静自20世纪70年月开始,荆江三口入湖水量就显着淘汰,特别是三峡水库运行以来,洞庭湖水情发生了显著变化,尤其是荆江三口入湖水量锐减,2002—2011年城陵矶出湖水量和年平均水位呈逐年下降趋势(图2)。随着下荆江裁弯、葛洲坝兴建和三峡水库的蓄水运行,三口分流总量呈递减趋势。三峡工程运行前,三口分流总量为987×108m3/a,而三峡水库运行期2003—2011年,三口分流总量已下降为475×108m3/a,缩减幅度达52%;荆江三口的总分流比由下荆江裁弯前的32.0%下降为三峡运行初期的12.0%。

受来水量淘汰的影响,荆江三口洪道及三口口门河段逐年淤积萎缩,致枯水期除松滋口的新江口常年保持少量分流进入洞庭湖外,其他口门(沙道观、管家铺、康家岗、弥陀寺)连年断流(图3),且三口断流天数呈增加趋势,近年来三口断流时间每年都保持在5—6月左右,藕池河西支康家岗站断流天数由2002 年之前的241 d 增加到2003—2010年的260 d;2006年藕池河西支断流天数达336 d,刷新了历史断流天数记载。纵然松滋口常年保持不停流,但宜昌站流量在5000~10000m3/s的情况下,其西支枯季流量仅为10m3/s左右。断流天数不停增加,严重影响了湖区饮水宁静。

图2 荆江三口各站和城陵矶年径流量趋势图3 荆江三口各站断流天数趋势2008年9月以来受荆江三口断流的影响,城陵矶水位仅22.02 m。洞庭湖水位下降,导致湘江与洞庭湖的水流比降增大,湘江入湖水流速度加速,湘江泛起了稀有的枯水期,泛起历史稀有低水位,长沙仅25.17 m。

据统计,在三峡水库蓄水运行的9年中,平均每年造成湖区住民饮水难题人口达108.3×104人,2006、2008和2009年枯水期,洞庭湖超低水位连续3个多月。特别是2009年10月,洞庭湖湖泊面积仅为538 km2,2009年11月19日,城陵矶水位下降至20.76 m,比多年平均值下降2.78 m,湖泊蓄水量约为6亿m3,危及湖区住民生活用水,也造发展株潭都会群较长时间取水难题的局势。湖区降水连续偏少,加剧了湖区的旱情20世纪以来,洞庭湖区体现出了越来越显着的干旱少雨气候特征。

图4为洞庭湖区1960—2008年历年降水量曲线与年降水量距平效果,可以看出,20世纪60—80年月中期湖区年降水量值在多年降水量均值上下颠簸,年际变化较为平缓,从20世纪80年月后期至90年月中期,年降水量出现出以年均0.31 mm/a的速度增长。21世纪以来,湖区降水量体现出了偏枯状态,近10 年来降水量减小趋势较为显著,淘汰幅度达25.6mm/a。凭据湖南省防汛抗旱指挥部办公室降雨资料显示,2011年以来,湖南省降雨均连续异常偏少,湖区发生了春夏连旱的严重灾情。停止2011年5月29日,全省平均降雨301 mm,较历年同期(621 mm)偏少52%。

特别是自2011年4月1日入汛以来,全省平均降水166 mm,与历史同期均值(382mm)相比淘汰了57%,是1910年至今同期降水最少年。汛期干旱,江河湖泊水位连续下降,气温却连续升高,导致洞庭湖区春旱严重,严重影响了农耕作业和住民饮水宁静。据政府网站资料统计,全省共有县级以上受旱都会达87个,有33个都会到达重旱品级,有10个都会更是到达特旱品级。

全省因干旱导致的饮水难题人口达111万人、牲畜达42万头,仅益阳、岳阳、常德三市有182×104亩农田春耕和44.94万人生活饮水受到影响,部门县区旱情十分严重。图4 洞庭湖流域年降水量变化趋势(1960—2008年)岳阳华容县塌西湖、下西湖等内湖基本处于干枯状态,山塘水库蓄水率不到38%,42×104亩早稻田无法翻耕,11.8×104亩秧田无法完成浇灌,县城住民主要饮用水源华容河水位降至27.2 m,比取水保证水位低0.1 m。湘阴县外河水位连续偏低,湘江城关站水位仅23.6 m,比去年同期低近3 m,外河水位全部低于底闸水位,无法开闸放水浇灌。

改水事情步履维艰湖区农村饮水宁静问题引起各级政府的高度重视,将农村饮水宁静问题纳入构建社会主义和谐社会的民心工程。新农村建设启动后,投放大量资金用于集中供水工程和其他改水工程的建设。可是农村改水事情任务重,涉及面广,还受下层干部对改水事情不够重视、部门群众思想自筹资金缺乏主动性、政府改水资金投入不足等诸多的因素制约,改水事情希望缓慢。三峡工程运行对洞庭湖区饮用水宁静的影响三峡工程运行对下泄水量的影响三峡水库蓄水运行后,每年10月开始蓄水,下泄流量比多年平均流量淘汰7890 m3/s,枯水期1—3月流量增加1170~1760m3/s,4 月流量淘汰370 m3/s,5 月流量增加3760 m3/s,洪水期6—9月流量变化不大。

凭据多年月均流量统计,宜昌站10月的月平均流量为18134 m3/s,而三峡水库蓄水运行后的宜昌站流量淘汰至10800 m3/s;11月从三峡运行前的9885 m3/s淘汰至三峡运行后的9300 m3/s(图5)。宜昌站1—6月三峡运行后的下泄流量大于三峡运行前的流量,三峡出库流量均凌驾5500 m3/s。受下泄流量淘汰的影响,荆江三口在三峡工程运行前(1951—2002 年)分流总量为987×108 m3/a,而三峡水库运行期2003—2011年,由三口进入洞庭湖的径流量已下降为475×108m3/a,缩减幅度达52%;荆江三口的总分流比由下荆江裁弯前的32.0%下降为三峡运行初期的12.0%。

图5 三峡水库运行前后宜昌站多年月平均流量历程凭据三口四水1951—2011年入湖水量资料统计,湘、资、沅、澧四水年均入湖总水量为1655×108m3,占出湖总水量的57.8%,荆江松滋、太平、藕池三口年均入湖总水量为912×108 m3,占出湖总水量的31.9%。由此可见,洞庭湖来水以四水来水为主,三口来水为辅。凭据统计,洞庭湖入湖总水量在逐年下降,其中四水来水量变化不显着,三口入湖水量的下降是导致洞庭湖来水量淘汰的直接原因。三峡工程运行前,三口分流总量为987×108m3/a,而三峡水库运行期2003—2011年,由三口进入洞庭湖的径流量已下降为475×108m3/a,缩减幅度达52%;荆江三口的总分流比由下荆江裁弯前的31.2%下降为三峡运行初期的12.2%(表2)。

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其中,藕池口在三口分流量和分流比中衰减速度最快,1951—1966 年其多年平均分流量为690×108 m3,2003—2011年其多年平均分流量仅为104×108 m3,淘汰586×108 m3,减小幅度达84.9%;相应的分流比则由15.3%下降为2.7%。这一显着变化与2003年三峡水库的蓄水运用有直接关系。表2 宜昌站、荆江三口分时段径流量、分流比统计三峡工程运行对洞庭湖地下水的影响三峡水库运行后,洞庭湖入湖水量显着淘汰,洞庭湖区地下潜水位相应下降,特别是枯水期地下水位下降更为显著。

凭据湖南省地质情况监测总站对洞庭湖东岸7个观察点获取的1998—2008年地下水逐日动态观察数据(图6)可以看出,2003年三峡水库蓄水运行以后,荆江三口入洞庭湖的水量显著淘汰,导致洞庭湖地域潜水位下降,尤其是枯水期水位下降显着。图6 岳阳市湖滨监测点地下水位变化趋势三峡工程运行对洞庭湖水质的影响三峡水库蓄水运用后,受入湖水沙量锐减的影响,只管洞庭湖区接纳措施举行水污染治理,关停了环湖不达标造纸企业,洞庭湖枯水期湖区水情况恶化和水质污染问题逐渐显现,洞庭湖区治理水污染的形势依然严峻。

总氮、总磷和高锰酸盐指数是影响洞庭湖水质的主要指标,三者浓度在三峡工程运行后上升趋势很是显著。图7(a)、(b)、(c)划分是1991—2011年TP、TN、CODMn浓度的变化情况,20世纪90年月中期以后,湖泊TN、TP严重超标,且呈显著上升趋势,加剧了洞庭湖水情况的恶化。TN指标除1992、1998和2001年为III类水质尺度外,全湖TN浓度在1993—2006年一直维持在IV类水质尺度,相对较为稳定。

而2007—2011年间TN浓度有显著变化,水质进一步恶化为V 类水质尺度。TN浓度在2010年上升到峰值(浓度为1.95 mg/L),洞庭湖氮污染逐年加重,可以看出三峡工程建设后洞庭湖的TN浓度上升趋势很是显著。图7 洞庭湖TN、TP、CODMn浓度变化趋势而TP 浓度除1997 年为IV 类水质尺度外,在1991—1999年均为III类水质尺度,2000—2003年三峡水库蓄水运行前除2000年外均为IV类水质尺度,三峡水库蓄水运行后,洞庭湖TP浓度上升到IV~V类水质间颠簸变化,可以看出洞庭湖磷污染依然很突出。

20世纪90年月初,洞庭湖平均换水周期为4.7d,污染物扩散顺畅,洞庭湖CODMn浓度很低,水质指标在I类和II类之间。1998年后CODMn浓度开始上升,2003年三峡水库开始蓄水运行,入湖水量急剧淘汰,洞庭湖平均换水周期延长至21.4d,导致湖泊自净能力下降,水质污染恶化趋势加速。2007年到达峰值后稍有下降,但仍维持在较高水平,基本维持在IV类水质尺度。

水质的改善主要得益于2007年洞庭湖开始的综合整治行动,省环保厅共整治和关停了234家排放不达标的造纸企业,直接入湖的污染物淘汰,湖水中的CODMn、BOD5、CODCr等有机物浓度均显著淘汰,特别是2009年降到近年来最低值,但到2010年又呈上升趋势。洞庭湖区饮用水宁静治理措施健全法例制度,优化水资源设置,确保供水宁静科学合理设置水资源,充实发挥四水流域大型水库的团结调理作用,为枯水期的洞庭湖增补水源;制定洞庭湖流域综合治理与整治的执法法例,为水资源综合使用、统一调理与调配提供制度基础;联合湖区重点工程建设,加速洞庭湖水情况治理,兴建平原水库,辅之调水工程建设,优先解决湖区350万人饮水宁静问题。凭据洞庭湖流域水资源计划,接纳工程措施与非工程措施相联合,为解决洞庭湖饮用水供需矛盾做出孝敬。

增强对水资源的掩护,取水与治污相联合湖区工农业生产废水和生活污水的随意排放导致洞庭湖水质呈显着的恶化趋势,加上三峡工程蓄水造成三口入湖水量的锐减,湖泊自净能力削弱,为湖区住民的饮用水宁静造成威胁。针对洞庭湖水质性缺水问题,首先相关部门对水源地开展定期的水质检测,构建饮水宁静监测网络;其次,疏挖三口洪道,加大入湖水量,提高湖泊水体自净能力,逐步改善湖泊水质;第三,加速新(扩)建一批污水处置惩罚厂,加速提高农村地域的污水处置惩罚率;据统计,湖区仍有排污口1451处,占全省35%。最后加洪流资源掩护的宣传力度,造就湖区住民的水资源掩护和饮水宁静意识,勉励民众对水资源污染企业和小我私家举行监视和举报。

加大饮用水工程建设投资力度,增强饮用水宁静治理一是加大对湖区饮用水工程建设投资力度。重视《洞庭湖区供水专项计划》的体例,将其纳入环洞庭湖生态经济圈建设总体计划框架,对饮水宁静问题突出的纯湖区优先摆设投资计划。二是建设城乡供水宁静保障体系,提高水资源科学合理使用水平,确保城乡饮用水宁静。三是集中供水与疏散供水方式双管齐下。

由于农村住民点呈疏散结构,湖区除部门乡镇有条件集中供水外,其余不具备集中供水条件。湖区应借鉴安乡县新农村示范片区宁静饮水工程的乐成履历,接纳疏散式供水方式。结 论 近百年来,洞庭湖履历了沧海桑田的变化,湖泊面积和容积与1949 年相比淘汰了50%以上。

受工业废水、生活污水和农药化肥等对洞庭湖的污染,导致湖区的水质性缺水形势越来越严重。随着洞庭湖钉螺孳生,血吸虫病危害加剧,生物多样性下降,湖区鱼类年捕捞量比20世纪50年月初期下降50%,洞庭湖区干旱缺水问题日趋凸显,2005—2012年湖南省通过农村饮水宁静工程共解决洞庭湖区38个县市区504.85万人的饮水难题问题,但湖区仍有部门地域城乡群众饮水宁静问题突出,需要解决饮水宁静的人口已达350.3 万人,占全省的24.5%。通过实地观察发现,位于三口河系的南县、华容、安乡等地干旱缺水问题较为突出,被污染的地下水重金属严重超标,解决群众的饮用水宁静问题迫在眉睫。本研究讲明:1)洞庭湖地表水和地下水受到严重污染,人畜饮水宁静受到威胁,同时荆江三口入湖水量锐减,湖区降水连续偏少也加剧了湖区的旱情,饮用水宁静受到严重威胁,另外,湖区改水事情步履维艰是农村饮水难题的现实情况。

2)三峡工程运行后,每年10月开始蓄水,下泄流量比多年平均流量淘汰7890 m3/s,枯水期1—3月流量增加1170~1760 m3/s,4月流量淘汰370 m3/s,5月流量增加3760 m3/s,洪水期6—9月流量变化不大。荆江三口入洞庭湖的水量显著淘汰,导致洞庭湖地域潜水位下降,尤其是枯水期水位下降显着。

3)为保障湖区饮用水宁静,应优化水资源设置,增强水资源掩护,做到取水与治污相联合,加大湖区饮用水工程建设力度,增强饮用水宁静的治理。(责任编辑 祝叶华)基金项目:湖南省社会科学基金项目(16YBQ022);湖南省自然科学基金项目(2017JJ3056);湖南省社会科学结果评审委员会课题(XSP18YBC064);中国科学院开放基金项目(WL2016A001)参考文献(略) 作者简介:胡光伟,湖南工业大学都会与情况学院,讲师,研究偏向为湖泊水资源与水情况。注:本文揭晓于《科技导报》2018 年第12 期,敬请关注。


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