刘 骞,王 维,罗 彬,王 康
(1. 四川省环境政策研究与规划院,成都 610041; 2. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉 430072)
引 言
岷江流域发源于阿坝州松潘县岷山南麓郎架岭[1],自北向南流至都江堰,都江堰引水工程迎江分后,流经成都、眉山、乐山、宜宾等市,在宜宾汇入长江[2]。作为四川省长江上游重要的生态屏障,岷江干流全长760km,流域面积干流4.54万km2,占全省幅员面积的9%,流域水资源充沛,多年平均径流总量约950亿m3,流域人口约1 700万人,经济贡献量(GDP)达1.3万亿,对全省水资源涵养和水生态环境安全有着极其重要的战略地位,因此,岷江水环境质量对四川省的经济发展具有重要意义。然而,岷江流域水资源承载力在时间上表现出较强的递变性,在空间上表现出较强的不均衡性[3],面临局部河段生态环境退化、局部城市河段水污染严重、水生生物多样性减少等问题[4],基准年2014年岷江流域国、省考优良水体比例仅为38.10%,劣V类水体比例为38.10%,流域生态安全格局面临挑战。
岷江流域水环境症结亟需逐步根治,四川省以国务院2015年4月颁布的《水污染防治行动方案》为纲领性文件,为细化任务、落实责任,四川省于2015年12月制定了《<水十条>四川省工作方案》,要求到2020年岷江流域纳入国家考核的监测断面水质优良(达到或优于Ⅲ类)比例达到81.61%,干流及一级支流基本消除劣Ⅴ类水体。
即将步入“十三五”收官之年,回顾梳理阶段性成果,研判《<水十条>四川省工作方案》工作成效及正确性,故以岷江干支流、上下游及重要控制断面水质优良率、主要污染物浓度、排放量及变化情况为评估对象,核算主要污染物减排措施实施效果,包括城镇生活、农业农村、工业企业等在内的多项污染防治措施。从“人为减排”和“水资源变化”等角度分析地表水水质变化形势及成因。对标2020年考核目标,解析岷江流域重点、难点问题,指出水质进一步改善宏观建议对策,对打好岷江流域污染防治攻坚战、成效保卫战,实现岷江长治久清有着重要意义。
岷江流域(不含大渡河、青衣江)国家考核断面共11个,四川省考核断面10个,涉及阿坝州、成都市、眉山市、乐山市、宜宾市5个地市(州),各断面以2014年水质作为参照基准,详见表1。
表1 岷江流域考核断面及年度水质目标Tab.1 Assessent sections of Minjiang River Basin and annual water quality objectives
续表1
本文数据来源于国家水质自动监管平台2015~2018年月度污染指标浓度数据,评价方法依据《地表水环境质量评价方法》(试行),包括pH、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、石油类、挥发酚、汞、铅、化学需氧量、总磷、铜、锌、氟化物、硒、砷、镉、六价铬、氰化物、阴离子表面活性剂和硫化物共21个因子。
水质等级标准里各监测因子的标准值参考2002年发布实施的《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)[5]。超标倍数、断面超标率及污染指标变化率如公式(1)、(2)、(3)所示。
超标倍数=
(1)
断面超标率=
(2)
污染指标变化=
(3)
2.1.1 国、省考断面水质改善效果分析
岷江流域国、省考断面水质类别及主要污染物变化情况如图1所示,评估年(2018年)岷江流域(不含青衣江、大渡河)21个国、省考断面主要污染物氨氮、总磷、化学需氧量平均浓度为0.50 mg/L、0.16 mg/L、13.59 mg/L,较基准年,分别下降53.26%、47.16%、14.48%。21个国、省考断面中达到或好于Ⅲ类水质的断面13个,占比61.90%,较基准年(2014年)增加5个,提高23.8%,全面达到2018年考核目标(38.10%),超过2020年国家考核目标(57.14%)4.76个百分点;丧失使用功能(劣Ⅴ类)断面2个(二江寺、体泉河口),占比9.52%,较基准年减少6个,下降28.58%,优于考核目标。
分国、省考断面来看,岷江流域11个国考断面均达到2018年度考核目标,水质优良断面9个,占比81.8%,较基准年2014年增加5个断面,提高45.44%;劣V类水质断面1个,占比9.1%,较2014年基准年减少2个,降低18.18%。除二江寺断面以外,其余断面均提前达到2020年水质考核目标。截止评估年,岷江流域国考断面优良率居四川省十大流域第9,优于沱江流域(62.5%),低于涪江流域(83.3%)。较基准年,岷江国考断面氨氮、总磷、化学需氧量平均浓度为0.54mg/L、0.13mg/L、12.35mg/L,分别下降31%、51%、10%。
岷江流域10个省考断面,均完成2018年考核目标,评估年达到或好于优良水质断面4个,占比40 %与基准年持平,劣V类水质断面1个,占比10 %,较基准年减少4个,降低40%。其中老南河大桥、桥江桥、思蒙河口、茫溪大桥4个断面完成消劣。除桥江桥、体泉河口、佳乡黄龙桥外,均提前达到2020年考核目标。较基准年,省考断面氨氮、总磷、COD平均浓度为0.45mg/L、0.21mg/L、14.96mg/L,分别改善67%、44%、18%。
2.1.2 岷江干流水质变化分析
岷江流域干流水质类别及主要污染物变化情况如图2所示,自2014年以来,岷江流域干流主要污染物氨氮、总磷、化学需氧量平均浓度持续四年下降,优良水质比例由37.50%上升为100%,劣V类水质比例下降12.50%,整体达到或好于Ⅲ类水质。评估年2018年干流氨氮、总磷、化学需氧量平均浓度为0.21mg/L、0.1mg/L、8.80mg/L,较2014年下降39.94%、55.12%、27.78%。
图1 岷江流域国、省考断面水质类别及主要污染物变化情况Fig.1 Water quality categories and major pollutant changes in national and provincial test sections of Minjiang River Basin
岷江干流中游段氨氮平均浓度改善明显,彭山岷江大桥和眉山市出境断面悦来渡口累计氨氮浓度下降0.85mg/L,下降幅度52.80%,为干流整体氨氮浓度下降贡献75.89%;中下游段总磷浓度消减幅度明显,成都出境断面至岷江出境断面(岳店子下-凉姜沟)总磷平均浓度下降0.19mg/L,下降幅度57.58%,为干流总磷消减贡献93.99%;中上游段(阿坝州-成都市)COD变化明显,渭门桥-岳店子下COD平均浓度下降47.50%,由2014年12.95mg/L下降至2018年的6.80mg/L,为干流整体COD浓度下降贡献90.88%。部分下游断面水质出现反弹,较2014年,月波断面氨氮浓度上升53%、两河口断面COD浓度上升61%,出境断面凉姜沟氨氮浓度上升106%,COD浓度上升41%。
图2 岷江流域干流水质类别及主要污染物变化情况Fig.2 Water quality categories and major pollutant changes of Main stream of Minjiang River Basin
图3 岷江流域干流水质沿程分布变化Fig.3 Distribution of water quality along the main stream of the Minjiang River Basin
从干流总体水质变化来看,自成都起中下游改善幅度明显,如图3所示。
2.1.3 岷江支流水质变化分析
2018年,支流优良水质比例保持在38.46%,污染物浓度总体下降,劣V类水体比例由53.85%下降至15.38%,Ⅳ类水质支流5个,占比38.46%。
岷江各支流氨氮平均浓度由2014的1.51mg/L下降至2018年的0.68mg/L,下降幅度21.86%,总磷平均浓度由0.36mg/L下降至0.20mg/L,下降幅度33.15%,COD平均浓度由18.18mg/L下降至16.55mg/L,下降7.16%。氨氮浓度改善幅度最大3条支流分别为体泉河、茫溪河和府河,分别下降84.48%、83.49%、63.50%,对岷江支流改善贡献率达到51.37%、17.71%和8.73%;总磷浓度改善幅度最大的3条支流分别是体泉河、茫溪河、江安河,分别下降63.71%、54.15%、53.84%,对岷江支流总磷浓度改善贡献率达到36.32%、16.85%和15.49%,支流水质的改善使得汇入干流断面岳店子下、悦来渡口水质得到好转,与干流水质分析结果一致。
截止2018年,13条支流中有5条支流为Ⅳ类水质,分别是府河、新津南河、思蒙河、越溪河和茫溪河,江安河与体泉河为劣Ⅴ类水质,总磷仍然作为支流首要污染物,污染负荷较大、浓度较高的区段均集中在成都市与眉山市。不达标支流主要污染物及超标倍数如表2所示。
表2 岷江不达标支流主要污染物及超标倍数Tab.2 Main pollutants and over-standard multiples of non-compliant tributaries of Minjiang River
2.2.1 生态流量增大缓解压力
受近年来降雨量增加影响,2014~2018年岷江流域主要城市年降水总量、地表水资源量呈总体上升趋势,如图4所示,2018年阿坝州、成都市、眉山市、乐山市、宜宾市降水总量分别为715.88亿m3、216亿m3、119.71亿m3、235.6亿m3、158.88亿m3,较2014年增加7%、65%、32%、38%、12%[6]。
图4 岷江流域主要城市年降水总量和主要站点径流量Fig.4 Annual precipitation in major cities and runoff at major sites of the Minjiang River Basin
2018年岷江流域主要水文站点径流量如图4所示,镇江关、彭山四站、五通桥站、高场站径流量为58.36 m3/s、573.82 m3/s、2 613.99 m3/s、3 014.64m3/s,较2014年分别增加7.28%、37.61%、5.83%和13.76%,径流量增加使得水环境承载力提高,水体自净能力提升,主要污染物浓度有所下降[7]。
2.2.2 污染减排对水质变化的影响
2015~2018年间岷江流域各项措施对主要污染物减排情况如图5所示。其中,城镇生活污染减排:不考虑排放量增量的情况下,评估期2016~2018年间岷江流域化学需氧量、氨氮和总磷的总减排量分别为22.55万t、2.93万t和0.74万t。岷江流域城镇生活污水COD减排16.85万t,氨氮减排2.44万t,总磷减排0.71万t,占总减排量74.74%、83.22%和95.39%,生活源污染减排是岷江流域水污染物减排的主要发力点。
图5 岷江流域2015~2018年主要污染物减排量Fig.5 Major pollutant emission reductions of the Minjiang River Basin in 2015~2018
工业污染减排:工业及园区污染防治、“十小”企业取缔措施也推动了减排工作有效开展, COD减排2.39万t,氨氮减排0.12万t,总磷减排0.029万t,严把工业污染,规范整治超过2000家“小企业”,肃清了市场环境。
农业农村污染减排—累计完成农村环境综合整治项目1 712个,整治关停畜禽养殖7 623家。农村污水与畜禽养殖减排COD1.56万t,减排氨氮0.13万t,全省2018年农用化肥使用量235.21万t,较2014年降低5.99%,间接减少农药化肥通过地表径流进入河流,缓解了总磷等污染;持续开展高效节水灌溉、农业水价综合改革等,特别是农业水价综合改革,基本实现了农业用水从“按亩收费”到“计量收费”的转变。
2.3.1 生活污水收集水平不齐,污水处理缺乏运行保障
岷江流域各城市不同程度存在城乡污水管网系统设计不合理,雨污分流不彻底,污水管网配套建设滞后,部分污水管网存在带压、破损、病害等问题,造成城乡污水未得到有效收集[8],污染物进水浓度较低,截止2018年,岷江流域目前共建有232座乡镇污水处理设施,处理规模308.30万t/d,123座污水处理厂氨氮浓度低于25mg/L,163座污水处理厂总磷浓度低于3.5mg/L,致使污水处理效率不高。
处理负荷率超过100%有26家,处理规模162.6万t/d,占总处理规模的52.74%,导致污水可能溢流。运维管理不到位、基层技术支撑力量薄弱,部分已建乡镇污水处理设施未能正常运行或运行状况不佳。
2.3.2 水资源时空分布不均匀,中游水环境承载力超载
岷江流域水资源时空分布不均,水资源存在配置性缺水、工程性缺水、区域性缺水、资源性缺水、水质型缺水等问题,城区河道内生态环境用水得不到保障,水体自净能力进一步弱化。岷江中游水资源供给量有限,而中游社会经济快速发展导致各类用水量逐年增加,2018年成都市1 633万人,人均水资源仅为600m3左右,仅占长江流域平均水平的1/4。两者形成的水资源供求“剪刀差”正逐年增大,水量调配能力有限,生态环境用水匮乏,区域内水环境承载能力已经达到或接近上限[9-10]。
本文评估了“十三五”中期2018年岷江流域水环境质量改善情况及年度目标完成情况,分析水质变化原因,揭示了水质进一步改善的压力。
3.1 “十三五”期间,岷江流域水质改善成效显著,21个国、省考断面优良率分别为81.8%和40%,主要污染物下降幅度明显,均达到2018年度考核目标,有望提前全面达到2020年考核目标。
3.2 岷江干流优良水质比例由37.50%上升为100%,13条支流中有5条支流为Ⅳ类水质,2条支流水质为劣Ⅴ类,总磷仍然作为支流首要污染物,超标支流多集中在岷江流域成都-眉山段。
3.3 岷江流域生态流量增加,阿坝州、成都市、眉山市、乐山市、宜宾市降水总量较2014年增加7%、65%、32%、38%、12%,干流镇江关、彭山四站、五通桥站、高场站径流量较2014年分别增加7.28%、37.61%、5.83%和13.76%,径流量增加使得水环境承载力提高,水体自净能力提升,降低了污染物浓度;而通过多种方式控制城镇生活污染、工业污染、农业农村污染使得主要污染物浓度进一步降低。
3.4 现阶段,岷江流域水环境进一步改善的压力,一是生活污水收集处理水平有待提升,部分污水处理厂污染物进水浓度较低、处理负荷率较高;二是岷江流域径流量时空分布不均匀,区域性缺水、资源性缺水问题显现,局部经济发展与水资源不匹配。
对于岷江流域存在的问题,一是持续保障各项工作围绕《<水十条>四川省工作方案》年度考核目标展开,确保水环境质量改善工作打提前量,对污染企业、个人不放松;二是重点做好“控源、截污、纳管”,因地制宜,科学布局,加紧补齐已建乡镇污水处理设施配套管网短板,提升生活污水处理厂脱氮除磷能力;三是在岷江流域强力推动节水型社会建设,以水定需、量水而行,抑制不合理用水需求,合理制定岷江上游水量分配方案,合理调整流域内城市发展规模及产业结构,促进流域内人口、经济发展等与水资源供给相匹配;四是推进岷江流域“三水统筹”系统治理,尤其针对岷江流域水质不稳定、不达标的支流,结合水资源调蓄、再生水综合利用、河湖缓冲带及生态廊道建设、水生生物群落重构等手段提升河湖水生态环境质量的稳定性;五是结合岷江流域河长制、湖长制工作,协调住建、水利等各部门形成治污、管理合力,多渠道协作解决环境污染问题。