南水北调中线干线工程水污染及防洪预警研究

王利宁 徐宝丰 潘圣卿 高善英

摘要：从长江最大的支流汉江的中上游到丹江口水库，一整条路段都被称之为南水北调的中线工程。2014年12月，南水北调中线工程已经正式通水，整体南水北调中线工程长度为1433公里。整个输水干渠跨过河南、河北、北京和天津4个省份，并在之后涉及包括平顶山、鹤壁、许昌、焦新乡和十几个城市。南水北调中线干线工程的建立在最大程度解决了大家水资源短缺的问题，甚至为沿线十几座大中型城市提供了生活用水和工业用水。但南水北调中线干线工程中的水污染和防洪预警工作一直都是大家比较关心的。本文主要就南水北调中线干线工程水污染及防洪预警工程进行全方位的研究。

Abstract： From the upper reaches of Hanjiang River， the largest tributary of the Yangtze River， to the Danjiangkou Reservoir， all the section is called the Midline Project of the South-to-North Water Transfer Project. In December 2014， the middle route of the South-to-North Water Diversion Project was officially open to water and the overall length of the South-to-North Water Diversion Middle Route project was 1，433 kilometers. The entire water mains spans four provinces of Henan， Hebei， Beijing and Tianjin， and later involves Pingdingshan， Hebi， Xuchang， Jiaoxin Township and more than a dozen cities. The establishment of the South-to-North Water Diversion Middle Route Project has solved the problem of water shortage for everyone， and even provided domestic and industrial water for more than a dozen large and medium-sized cities along the route. However， the water pollution and flood warning work in the South-to-North Water Diversion Project's middle route project has always been of concern to everyone. This article focuses on a comprehensive study of the water pollution and flood warning works of the South-to-North Water Transfer Project.

關键词：南水北调；中线干线；水污染防治；防洪预警

Key words： South-to-North Water Transfer；middle route；water pollution prevention and control；flood warning

中图分类号：X52；TV68 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）25-0084-03

0 引言

随着世界水资源分布不均的问题变得越来越严重，长距离输水工程的规模也在变得越来越大，南水北调中线干线工程也属于非常典型的长距离输水工程。但如果输水工程中的水污染事件没有被很好的处理，那么将会造成非常严重的后果。但是南水北调中线干线工程中的水污染事件本身就存在着诸多不确定的因素[1]。本文主要就南水北调中线干线工程水污染及防洪预警事件进行全面的研究。

1 南水北调中线干线工程水污染及防洪预警研究中出现的问题

1.1 对于南水北调工程中的水质缺乏有效的研究

目前，国内外学者对饮用水源的水质安全和突发水污染事件的情况进行了大量的研究，但是针对南水北调工程这一类工程的水质研究安全的资料却非常少。到目前为止，水质安全仍然是影响南水北调工程实际效益发挥的关键因素。但是在南水北调工程建设的过程中，频繁发生的水污染事件却对水质的安全构成了非常严重的威胁，为了更好地应对突发的水污染事件，各大中城市都相应地制定出了相应的适合行政管理的应急预案，并在此基础上采用了各种有效的防治措施，从而最大限度地减少水污染带来的危害。

南水北调工程是一项庞大的跨流域的调水工程，沟通了包括长江、淮河、黄河和海河的四大水系。南水北调工程本身内部存在着诸多不确定的因素，水质也存在着较大的风险。但是国内目前很多针对南水北调工程沿线的水质研究还缺乏针对性的研究，并在最终缺乏相应的应急控制措施。因此，在南水北调工程中开展相应的水质研究和建立突发的控制体系显得迫在眉睫。

1.2 卫星遥感系统无法在无资料地区进行全方位的实际研究

在对南水北调中线干线工程防洪预警制度研究的过程中，将雷达测雨技术运用于水文领域已经有了很长一段历史。而将卫星遥感技术运用于降水信息检测技术这一块几乎等于空白。而随着时代的发展，将遥感技术运用于南水北调中的防洪预警领域的研究已经有了一段历史。而从实际操作的过程来看，通过将卫星遥感技术运用于整体降水的过程中仍然是最佳的途径，这能够提高各流域防洪预警的能力。

2 南水北调中线干线工程污染事件潜在的风险

2.1 桥梁交叉运输交通事故中引起的有毒物质渗漏

整个南水北调的中线干线在运输的过程中穿越了多座大中城市，而在运输的过程中也会遭遇到多数的交叉建筑物和桥梁。但是在南水北调工程遭遇到总干渠通水之后，那么危险货物的跨渠运输将会成为不可避免的事实。在进行水运的过程中一般都会遭遇到类似压缩气体、易燃液体、易燃固体和其他类型的危险品和腐蚀品。因此，在运输的过程中自然会因为引起了交通事故而造成化学品的泄漏，最终造成水污染。

2.2 工业废水的超标排放

在南水北调工程进行的过程中，工业污染源分布一直都非常广泛，废水中的污染物浓度一直都很高，这是威胁水环境安全的头号杀手。虽然在南水北调输水渠建设的过程中已经被灌注了诸多努力，但是随着产业结构不断被调整，越来越多的工业企业将废水排入污水中，使得整体水质的污染将变得越来越严重[2]。很多企业为了不断地降低生产的成本，仍然在生产的过程中存在着偷排的行为，最终导致南水北调工程污水排放的情况变得越来越严重。

2.3 垃圾填埋造成的污水渗漏

随着人民生活水平和城市化进程的不断加快，城市垃圾的数量也在不断地增多。而在南水北调工程段中的扬州、淮安、宿迁和徐州等多个省市一共有超过17座垃圾填埋场，每天都会产生近千吨垃圾，而如果这些垃圾不小心渗透到排放的渠道中时，那么就会对水质产生非常重大的影响。如果正好排水工程处于汛期的话，这些渗出的垃圾通常会和洪水直接相连，最终产生大量的污水，造成水污染事故。

3 历史上的污染事件

淮安在南水北调工程中占据着非常重要的地位。而淮安市本身位于淮河中下游，其境内水质的安全性会在很大程度上引发水污染事件。自从上世纪80年代开始，在我国的淮河流域就一直发生污染事件，最严重的一次污染事件持续的时间超过了68天，河道污染超过了500公里，直接造成了超过两个亿的经济损失。造成这样事故的根本原因就是淮河上游的暴雨使得水位超过了洪水的限制水位，在开闸泄洪的过程中，积蓄已久的2亿立方米的工业废水和生活污水就这样排放出去，在经过蚌埠闸之后进入到了洪泽湖，最终形成了一条约为160公里的污水带。此次污染形成的污水带使得污水没有办法在短时间内更好地完成自净的功能。而一直到2004年时，我国的淮河又发生了第二次水污染事件。

京杭大运河在流经淮安市区的时候分成了主要两大支流，一支通常被称作为大运河，另外一个也被习惯称为里运河。由于大运河在流经淮安地区时的经济相对比较发达，而且本身也存在着较多的污染源，沿线工厂的数量也很多。在淮安市大中型化工企业主要集中在西安路、化工路和北京路一带，它们将直接威胁着运河中水质的安全。淮安的石化企业一直都在很大程度上影响着水质的安全，一旦发生意外事故和污染事故，那么将会对河流产生很大程度的污染。发生在2005年的松花江重大水污染事件将产生包括苯、苯胺和硝基等一系列的有机污染物，并在最后流入松花江，从而最终引发重大的水污染事故。

4 污染事件应急措施

4.1 合理开放闸口

根据南水北调工程中历史上两次水污染事件可以看出，为了在南水北调工程正式开工和通水之后不再发生类似的突发性的污染事件，那么就尤其需要充分利用各类的预报工具和信息在淮河中的沙颖河和涡河都到达顶峰前，合理地开启相应的闸口，这样才能够有利于将已经积聚的污水及时地进行下泻。而当所有的污水都经过闸门之后，更加应该合理地调节位于蚌埠闸口的大小，让上游的水不断地往下流，以便能够更好地发挥污水本身的自净能力。

4.2 减少引水流量

利用输水干渠中现有的储水量来延长供水的时间，从而减小整个渠道水位的降落幅度，从而为事发路段的污水处理赢得充足的时间。一直要等到上游受污染的水体被净化且水质达标之后再重新开启闸门，从而使得输水干渠上游和下游的水流重新被贯通。

4.3 选择合适的手段来治理污染

在治理南水北调工程产生的水污染过程中，通常采用自净的方法是不能够全方位地治理污染的，此时就不得不采取额外的手段和措施。在治理的过程中，尤其需要根據铜、镉、镍和其他不同种类的重金属的物质来采用包括沉淀、吸附、中和、氧化、分解和其他各种类型的手段来降低污染物的浓度，最终将污染物转化为真正无害稳定的物质，最终污水就能够得以在最大程度上被净化，污染带蔓延的趋势就能够被终止。

4.4 应急监测和补救

如果在南水北调工程的任何一段水域发生水污染事件，那么就尤其应该在24小时之内对水体和内部的污染物进行动态监测，并借此随时掌握污染物的数量、浓度和波及的范围，之后再有效地了解污染的浓度和治理的效果。而正是因为在水污染发生之后，连正常的供水系统也会给生态环境带来很大的影响，因此尤其需要采用有效的方法来进行防治。必要的时候完全可以采用启用备用水源、备用救援物资和其他方法来弥补水资源的短缺。

5 防洪预警机制

在南水北调中线干线工程防洪的过程中，利用卫星来进行全方位的定位是最常用的方法。因为整体卫星资料的分辨率极高，覆盖的范围也很广，因此是对降水区域进行遥感的有效工具，而红外和可见光也成为了监测降水是经常会使用到的一种方法，我国现在在南水北调工程中建立预警机制的过程中主要是通过运用2D卫星的方式来建立防洪预警和预报系统的，这也为我国做好洪水预警预报工作打下了良好的基础。

因为整体南水北调干线工程水系非常发达，整体有超过600条河流的交叉，并且整体的中线和所有的河流交叉都非常容易受到洪水的冲击。如果整体中线受到特大洪水的冲击的话会使得整体工程都受到很大的影响，从而使得整个工程都被迫中断。这600多条河流多数都不存在水文资料的支持，而且在设计的过程中都存在着较大的差异。资料的缺乏使得防洪预警机制不能够被很好地建立。

从中国气象科学数据共享的网络上可以获得包括汉中、西峡、商县、石泉、万源和其他18个站点的气象分布图，之后再充分运用单站点降雨量精度评价的方法来进行评价。

在运用单站点进行降雨量精度评价的过程中，主要可以采用距离平方倒数法和双线性二次插值法来进行评价，之后都能够取得好的效果。

而在实践中也充分证明了，如果能够将卫星遥感降雨信息更好地运用于南水北调中线总干渠的地域，并通过有效地观测中小流域的洪水，之后再进行预警，这种防洪预警机制是有一定的可行性的[4]。

6 结束语

综上所述，本文先通过对南水北调的工程进行全面系统的介绍，之后再对南水北调中线干线工程污染事件潜在的风险进行分析，最后再讲述防治污染事件的具体措施和如何更好地建立相关的防洪预警机制，希望能够给南水北调中线干线工程水污染及防洪预警机制的研究提供更多的参考性意见。

参考文献：

[1]周小同，杨莉，刘小清，等.长江流域江苏段饮用水水源地水质安全评价与分析[J].科教文汇（上旬刊），2012（3）：102-106.

[2]张子凡，任建武，郝元.基于GIS组件的南京环境污染事故应急监测地理信息系统[J].环境监测管理与技术，2013（3）：23-26.

[3]孙振世.浅谈我国突发性环境污染事故应急反应体系的建设[J].中国环境管理，2013（2）：28-33.

[4]李建通，杨维生.提高最优插值法测量区域降水量精度的探讨[J].大气科学，2011（3）：263-269.