崔秀平,侯思琰,姚文良,韩伟
(1.海河水利委员会水资源保护科学研究所,天津 300170;2.永定河流域投资有限公司廊坊分公司,河北 廊坊 065000)
南水北调工程是国家重大战略性基础设施。2021年5月14日,习近平总书记主持召开推进南水北调后续工程高质量发展座谈会,明确指出南水北调后续工程建设要“严守水环境质量底线,必须坚持先治污后通水、先环保后用水的原则,消除调水区和工程沿线劣质化水环境,严格遵守执行水环境质量‘只能更好、不能变坏’的基本要求”。目前,南水北调东线后续工程正在积极推进,黄河以北输水干线规划线路现有河湖包括小运河、七一河、六五河、大屯水库、清凉江、江江河、清江渠、惠民渠、惠江渠、玉泉庄渠、南运河、好汉坟渠、黑龙港河、幸福河、马厂减河和马圈引河。南水北调东线工程输水关键在水质,而针对现有河道污染源分布情况未曾有系统研究报道。基于此,本文分段对河道污染情况进行了调查分析,并提出相应的污染防治措施,以期为一期工程的治污管理提供支撑,为东线后续工程选线提供参考。
东线后续工程黄河以北规划输水线路利用现有河道可分为四段:①一期已有线路包括小运河、七一河、六五河、大屯水库;②清凉江—入南运河段包括清凉江、江江河、清江渠、惠民渠、惠江渠、玉泉庄渠;③南运河及绕城段包括南运河、好汉坟渠、黑龙港河、幸福渠;④九宣闸以北包括马厂减河和马圈引河。污染源调查包括直排点源和周边面源。
图1为一期输水河道小运河、七一河、六五河和大屯水库污染源概化图。由图1可以看出,小运河倒虹吸穿越徒骇河、马颊河,原占用赵王河、周公河河段新建渠道做到全立交。故小运河污染源主要是阳谷、江北水城旅游度假区和金堤河灌溉尾水和涝水;七一河河段右岸未征地无堤,汛期涝水和农田退水会对河道水质产生影响;六五河除右岸汛期涝水及农田退水影响外,一期截污导流工程按年输水4个月进行设计,夏津县、武城县、平原县中水分别蓄存在青年河和城北改碱沟及支渠、辛庄沟、利民河东支及支渠以及马碱竖河内,非输水季节进入六五河。东线后续工程若输水期延长,将存在中水无处可存、无河可蓄问题。
图1 一期已有输水河道污染源概化
清凉江现有联接支渠均有旁开闸控制,正常情况下可保证输水期间支渠污水不排入清凉江。枣强县大营和故城县营东污水处理厂尾水分别进入营南干渠和辛堤干渠,渠道虽与清凉江相连,但均相距10 km以上。因当地水资源紧缺,大部分沟渠水均用于灌溉、景观等,在沿途流经的河道下渗和蒸发的作用下,未汇入清凉江即已经干涸,且有闸坝控制,故清凉江污染源主要为汛期雨水冲刷面源随支渠涝水进入河道。
江江河、清江渠、惠民渠、惠江渠、玉泉庄渠非引黄输水期各河道多为干涸状态。惠民渠承接了故城夏庄污水处理厂和留置庙镇污水处理厂尾水,上述污水处理厂位于输水河段上游,且各自排污口距离惠民渠较远,尾水在沿途流经的河道下渗和蒸发的作用下,基本不能到达惠民渠即已干涸,故此段基本为农业面源影响。清江渠至入南运河输水河道污染源概化,如图2所示。
图2 清江渠至入南运河输水河道污染源概化
南运河为半地上河,相连支渠为单向引水渠道。污染源主要为南运河污水处理厂尾水,华能德州电厂一、二、三期直接排污口以及南周庄村、东王家村疑似排污口。南运河沧州绕城段的主要河道好汉坟渠、黑龙港河和幸福渠无直排点源,周边农业面源会随着涝水排入河道。南运河及绕城段输水河道污染源概化,如图3所示。
图3 南运河及绕城段输水河道污染源概化
2.3.1 南运河污水处理厂尾水
南运河污水处理厂尾水去向包括岔河和南运河,出水水质指标氟化物满足《流域水污染物综合排放标准 第4部分:海河流域》(DB37/3416.4-2018)的要求,其他指标满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的要求。
排入岔河的尾水由污水处理厂自建闸控制;排入南运河的尾水首先通过环岛湿地净化,再流入二屯镇农灌渠,进南运河之前有两道闸控制。第一道闸为德州环保部门建设,环保部门监测水质满足要求时才可以向南运河排水;第二道闸是二屯镇政府自建闸,在第三店断面处,该闸是镇政府用以保证二屯镇灌溉用水,灌溉水量足时才开启闸,尾水经泵站提水排入南运河。
2019年排入南运河废水量为98.82万t,COD、氨氮、总磷、总氮入河排放量分别为19.75、0.11、0.17、1.57 t。
2.3.2 华能德州电厂排污口
华能德州电厂一、二、三期排污口于2017年获得德州市环境保护局颁发的排污许可证,在南运河排污口为该厂的合法排污口。经德州市污水管网改造,三期排水可纳入截污管网。南运河调水期间,该厂控制一、二期污水至三期,通过减少一、二期排水量做到不向南运河排污水。
2020年4 月,该厂平均每日产生废水多于2 900 m3,废水间断排入南运河。2020年7月,该厂实施节水与废水治理改造项目,项目投产后具备每日回收处理12 000 m3污水的能力,可消化掉一、二、三期的污水,届时不再向南运河排污。
2.3.3 南周庄村、东王家村疑似排污口
经调研查勘,南周庄村有取水口,村里自建扬水站从南运河抽水至南周庄村大坑,为当地村民灌溉所用,村内涝水排入惠民渠,南运河上无排污口;东王家村支渠被封堵,渠内水不进入南运河。
九宣闸以北现有河道主要为马厂减河和马圈引河。经查勘,马厂减河和马圈引河多断流,河道内有水也为死水或排涝水。河道两岸堤防较高,没有污水排入,污染源主要为农业面源污染。
结合现状调研查勘结果,针对各河段污染源分布情况,分别采取有针对性的污染防治措施。
此段污染源主要为灌溉尾水、涝水和农田退水,河道所在城市夏津、武城、临清可实施灌排影响处理工程、边界沟工程解决上述水污染问题,同时结合水生态环境保护“十四五”规划解决农业农村面源污染问题。
针对一期截污导流能力不足问题,可新建节制闸拦蓄中水并新建提水泵站等中水回用配套建筑物。同时,结合夏津市政雨污分流改造项目,将现状六五河城区段河道内污水管线迁移出河道范围,拆除原河道内污水管道。
此段主要为周边农业面源污染,应加大面源污染治理力度。实施农村生活污水集中收集处理,减少化肥农药使用量和利用率;科学划定畜禽禁养区、限养区,妥善处理养殖污废水,减少面源污染物入河量。
南运河直排点源排污口包括南运河污水处理厂尾水排污口,华能德州电厂一、二期排污口和三期排污口。南运河污水处理厂尾水排污口应实施封堵,尾水改排至岔河,引黄输水期间该排污口严格停排且尾水入岔河,故实施封堵不存在技术问题。华能德州电厂实施节水与废水治理改造后不再向南运河排污。
该段应严格控制面源污染。控制农业用水总量,大力发展节水农业,提高农业灌溉水有效利用系数;减少化肥和农药使用量,实施化肥、农药零增长行动,以产业结构调整为带动;加强畜禽粪便、农作物秸秆、农膜基本资源化利用,大力推进农业废弃物的回收利用。依据各城市水生态环境保护“十四五”规划,解决农业农村面源污染问题。
严格管理马厂减河、马圈引河的扬水泵站,可控制汛期雨水夹带农业面源入河,新建泵站或闸将雨水排入独流减河。
推进南水北调东线后续工程高质量发展,须坚决守住安全底线,确保东线后续工程供水安全和水质安全。借鉴东线一期治污经验,构建后续工程水环境保护体系,加强水源保护和管理,实施输水线路隔离防护、截污导流工程提升改造、输水河湖周边水环境整治、人工湿地建设等工程,加强输水水质动态监控与预警,制定突发水污染事件应急预案等,确保供水安全。
针对黄河以北输水干线所在区域、流域污染治理现状及工程主要受水区水环境保护要求,应编制和实施东线后续工程治污规划,提出输水沿线区域污染综合治理、污水处理回用与风险防控措施,明确实施计划和实施责任主体,确保后续工程水质安全。