山东省淮河流域水环境安全形势及对策

杜贞栋，刘祥军，王训诗，朱士成，何 君，张 游

(1.山东省海河淮河小清河流域水利管理服务中心，山东 济南 250100；2.水发规划设计有限公司 山东省湖泊流域管理信息化工程技术研究中心，山东 济南 250100)

生态文明建设框架下，水环境安全在支撑保障流域高质量发展中的重要作用将更加凸显。作为山东省经济社会发展最为活跃的流域之一，山东省淮河流域河网水系发达，自然禀赋优良，是鲁南、鲁西南地区重要的生态走廊，是南水北调东线工程重要的水源涵养区。近年来，受人类活动和气候变化影响，水环境污染、水生态退化等流域水问题日益突出，严重威胁了流域生态系统健康和经济社会发展。在沂沭泗河生态走廊建设背景下，亟需对流域水环境现状进行系统研判与评估。而目前学术报道多集中在南四湖流域[1-2]和沂沭河流域[3]，尚无法形成对山东省淮河流域水环境形势的整体认知。基于此，本文通过梳理山东省第三次水资源调查评价成果、山东省水资源公报、流域各市环境监测公报等资料，从水环境质量、水污染排放、水生态流量等角度出发，分析流域现状和水环境安全形势，并给出可行的对策建议。

1 流域概况

山东省淮河流域系指沂、沭、泗河水系上中游，主要位于鲁南及鲁西南地区。如图1所示，行政区包括菏泽、济宁、枣庄、临沂4市的全部和日照、淄博、泰安市的部分[4]，流域面积5.10万km2，占全省总面积的32.6%，流域人口3560.38万，约占全省总人口的36.0%，是山东省经济社会发展最为活跃的流域之一。流域地处南北气候过渡带，地貌类型多样，河网水系发达，自然禀赋优良，发展潜力巨大，是山东省重要的商品粮棉生产基地和煤炭能源供应基地，是南水北调东线工程的重要生态安全屏障和水源涵养区，生态区位显著。

图1 山东省淮河流域行政区划图

山东省淮河流域地处多项国家战略规划及重大工程布局的交汇区，《淮河生态经济带发展规划》《大运河文化保护传承利用规划》《南水北调东线二期工程规划》等都对流域发展定位提出了明确要求，生态经济协调发展无疑是流域高质量发展的唯一出路。未来时期山东省淮河流域将以建设流域水生态文明建设示范带和沂沭泗河生态走廊为契机，逐步探索生态经济协调发展的新模式。这意味着生态资源对经济社会绿色发展的支撑保障能力将进一步提升，同时也对流域水生态环境提出了更高、更新要求，生态保护和环境治理将成为流域综合治理的首要任务。

2 流域水环境安全形势

2.1 流域整体水质达标率偏低

根据山东省第三次水资源调查评价成果，山东省淮河流域全年期评价河流总河长2927km，约半数河段水质评价结果为Ⅰ～Ⅲ类(50.6%)。需要警惕目前仍有11.5%的河段处于劣Ⅴ类水质，主要超标污染物是化学需氧量、五日生化需氧量。各水资源分区的水质统计结果也表现出了明显的区域差异，其中，湖东区、中运河区、沂沭河区、日赣区Ⅰ～Ⅲ类河段占比超出全流域平均水平，而湖西区河流整体水质状况较差，逾86.5%的河段处于Ⅳ、Ⅴ类、劣Ⅴ类水平，这可能是由于湖西平原农业活动活跃，用地类型以耕地为主，受面源污染影响较为严重[5]。

为进一步探究河道水质的年内变化情况，从全年期、汛期(6—9月)、非汛期(10月—次年5月)3个水期分别统计不同水质类别占比情况。如图2所示，以“Ⅰ～Ⅲ类水体占评价河段比例”这一指标作为判断标准，整个流域河段在非汛期(53.0%)的水质要明显优于汛期(45.7%)，这可能是由于汛期暴雨冲刷形成的地表径流携带大量污染物进入河湖，短时间、高强度的污染负荷远超河湖自净能力，造成河湖水体质量表现恶化的趋势[5]。

图2 山东省淮河流域水资源分区水质评价结果

分别采用全因子法和双因子法(COD和氨氮)对流域水功能区进行水质达标评价。从全因子法评价结果来看，流域内水功能区达标率为51.6%，各水资源分区达标率在36.4%(中运河区)～64.0%(湖东区)，达标河长占评价河长的比例在37.9%(中运河区)～67.2%(日赣区)，两个评价指标表现出了相对一致性；同期，还采用双因子法进行水功能区限制纳污红线主要控制指标达标评价，流域内水功能区达标率为76.8%，各水资源分区达标率为52.9%(湖西区)～91.4%(沂沭河区)，达标河长占比在52.5%(湖西区)～89.5%(沂沭河区)。总体来看，山东省淮河流域水功能区水质达标率整体偏低，汛期水质较差。

2.2 河流污径比高，面源污染贡献不容忽视

随着山东省淮河流域经济规模的急剧扩张，城镇生活用水和工农业用水需求急剧增加，一方面大量修建水库和灌渠网，对地表水资源形成层层截留，水资源开发利用率逐渐增加，导致下游河流(尤其是平原河流)径流量显著减少；另一方面大规模再生水(经过再生处理的污水和废水)排入河流，构成河川径流的重要组成部分；二者共同作用使得河流的自然水循环过程受到冲击，再生水源已逐步取代天然径流，成为河流水量补给的主要来源[6]。

污径比指污废水排入河流量与河流净流量之比，一般认为污径比小于10%，方可保证河流的自净能力[7]。分析了山东省淮河流域2010—2018年间规模以上点源入河量占当年河川径流量的比例，如图3所示，结果表明，流域河流污径比介于13.53%～33.94%之间，平均污径比达19.78%。且污径比年际波动特征明显，2014年污径比最高，为33.94%。其中，规模以上点源入河量变化不大，平均值为10.2亿m3(9.0亿～11.58亿m3)，而天然净流量(以地表水资源量计)却表现出明显的丰枯特征，丰枯年河流来水量数值波动达3倍之多，平均值为57.3 亿m3(26.7亿～82.1亿m3)，这使得污径比主要受河流天然来水丰枯程度影响。

图3 山东省淮河流域污径比年际变化(仅考虑规模以上点源)

为考虑规模以下点源和面源污废水影响，以2016年作典型分析，规模以上点源、规模以下点源、面源污废水入河量分别为10.63亿、3.97亿、15.60亿m3，污废水入河量合计为30.21亿m3，由此计算的污径比高达55.48%，这意味着超一半的河流径流由再生水源保障。同时对各污染物入河量进行估算，结果表明化学需氧量、氨氮、总氮、总磷污染负荷量分别为877.9、8090.5、43087.1、2275.2t，其中规模以上点源、规模以下点源和面源对污染物入河量的贡献分别达到37.37%、12.63%、50.00%。无论从污废水入河量还是从污染物负荷量等指标分析，农村生活污水散排、农业退水、暴雨径流冲刷等面源污染对入河污染物的贡献均已过半，后期应当更加重视流域面源污染防控。

2.3 生态流量保障水平偏低

生态流量是维系河湖生态健康的基本要素，但山东省淮河流域河湖生态流量保障程度整体不高[8]。南水北调东线工程运行以来，长江水的有效补充使得南四湖最低生态水位得到有效保障，但流域内重点河流的生态基流保障程度仅为73%～98%，另外还有众多中小河流未纳入生态流量考核要求，这将会对流域河湖生态环境恶化带来潜在风险。

3 对策建议

3.1 实施最严格的水功能区限制纳污红线管理

山东省淮河流域纳入考核的95个水功能区水质达标率仅为51.6%，整体达标率不高，汛期水质稍差。针对当前的流域污染现状，要实施最严格的水功能区限制纳污红线管理。根据《第三次山东省水资源调查评价成果》排查整理山东省淮河流域范围内的劣Ⅴ类、Ⅴ类水体名单，及未达到其使用功能对水质要求的水功能区名单(主要集中在湖西区、湖东区、中运河区)，在系统掌握水质演变特征及趋势基础上，推进关键区域、关键时段污染综合管控工作，通过截污控污、生态修复等工程和非工程措施，使其限期达到确定的控制目标。在《山东省水功能区划》《山东省水功能区限制纳污控制指标》等前期成果基础上，建议开展近10年来现状水功能区与社会经济发展水平的适应性评估工作，以重点管控区域为示范，优化现状水功能区布局，考虑现状条件下水体自净能力，科学核定水功能区纳污能力、水质目标等，进一步规范水资源开发利用行为，保障水体功能的有效发挥[9]。此外，还要加强流域水功能区动态监测和管理能力，从整个流域层面实时掌握各水功能区的水质现状、限制纳污能力及已纳污水平，以环境容量为基本指导，实行流域统筹与动态调控的管控策略，优化各水功能区的纳污能力设计[10]，逐渐导向迈入水环境质量提升与水生态改善的正向循环。

3.2 继续推进流域水污染防治

山东省淮河流域人口众多，产业集聚，城镇生活与工业生产用水需求量大，集中处理后达标排放的污废水入河量(规模以上点源+规模以下点源)占河川径流量比重大，超出河段自净能力的污染负荷输入是造成水质恶化的重要因素。一方面应加强源头减排，加强重污染型行业清洁生产与中水资源化利用，减少源头排放量；另一方面要强化尾水深度处理，宜采用人工湿地、生态塘等生态修复措施拦截、削减尾水污染负荷，将达标尾水对河流局部水质的扰动影响降至最小[11]。

此外，还要注意到山东省淮河流域面源污染对河湖水环境影响贡献已过半，在摸清流域面源污染特征规律的基础上，要加强流域面源污染防治力度。通过发展绿色农业，优化种植结构、提高化肥农药利用效率；加强农村生活污水治理，因地制宜采用污染治理与资源利用相结合、工程措施与生态措施相结合、集中与分散相结合的建设模式和处理工艺，提高就地消纳能力；同时在新一轮城镇化建设进程中，采取城市低影响开发设计理念，推进具有海绵功能的绿色新城建设[11-12]，减轻城镇建设对流域水环境水生态的不利影响。

3.3 加强重点片区南四湖流域水环境治理

南四湖是南水北调东线工程重要的调蓄湖泊与过水通道，是重要的生态环境敏感区。南四湖水体水质应当稳定达到地表水环境质量Ⅲ类以上标准。随着东线二期规划在即，输水规模进一步扩大，输水时段可能延长，南四湖流域将面临更加严峻的水质保障压力，而现有治污措施和工程保障能力尚不足以支撑和应对新的治污形势。目前，南四湖流域面临的主要污染包括化学需氧量、总磷和氟化物等，在“治、用、保”流域综合治理策略下[13]，第一，要继续加强流域控污减排力度，根据水功能区水质目标及水环境容量总量控制倒逼重点排污企业实施源头减排和提标改造，“以用促治”导向下，陆续推进城镇污水、农村污水、工业废水资源回收利用，要将陆源污染防治牢牢控制在河道外进行；第二，要充分发挥流域16处截蓄导用工程效能，调水期间严禁污水下泄入湖，经就地拦截、生态消纳后合理导向工业用水、农业灌溉、景观用水、生态补水等[14]，逐步将中水资源纳入流域水资源整体配置体系；第三，考虑到拦蓄水体流动性差、水动力不足等特点，应加强水体自净及水力调控措施，实施截蓄导用工程群的生态调度，同时利用拦蓄水体开展生态环境修复与滨水景观营造，逐步形成环南四湖大生态廊道，真正将南四湖流域打造成为清水走廊。

3.4 提升流域水生态健康水平

山东省淮河流域水资源开发利用水平较高，河道闸坝林立、渠库化严重。水利设施的建设对流域水系结构和功能产生明显干扰，导致河流天然净流量大幅减少，河流的生态基流得不到充分保障。第一，要以河湖健康管理为导向，将流域范围内具有重要生态涵养功能的河湖纳入流域生态健康监管体系，推进水生生物及其栖息生境的常态化监测调查[15]，定期开展重点河湖生态健康评价，加强科学管理水平；第二，要注重发挥水利工程生态效应，以SL/T 800—2020《河湖生态系统保护与修复工程技术导则》为指导加强流域内涉水工程的生态设计理念，在工程任务中明确其生态流量保障、水质保护与改善、水体自净能力提高、河湖生态保护与修复、水文化景观构建等生态任务，同步加强现有水利工程的生态化改造和生态调度能力，加强水生态修复工程建设与运行维护水平，有序恢复河湖生态功能。

4 结语

当前，山东省淮河流域面临着较为严峻的水环境安全形势，主要问题包括水质达标率偏低、河流径污比高、面源污染贡献大、生态流量保障低等；基于此，本文提出了切实可行的水环境治理对策建议，未来时期山东省淮河流域要继续深化“治、用、保”的流域综合治理策略，逐渐从污染防治向生态保护转变，严格实施纳污红线管理，以重点片区南四湖流域为突破口逐渐辐射到整个流域水环境系统整治，不断提升流域水生态系统健康水平。本研究成果可为建设山东省淮河流域水生态文明示范带、沂沭泗河生态走廊提供重要的技术支撑，也可为同类北方流域水环境综合治理提供技术思路。