上游水資源危機(jī)特點(diǎn)及水環(huán)境恢復(fù)對(duì)策范文

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摘要：結(jié)合汾河上游水資源數(shù)據(jù)資料的收集整理，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法對(duì)汾河上游水資源危機(jī)的現(xiàn)狀及其成因進(jìn)行了分析，分析結(jié)果表明：汾河上游水資源存在水質(zhì)型缺水和水量型缺水并存的特點(diǎn)。提出了水資源和水環(huán)境恢復(fù)對(duì)策：控制水資源使用量、轉(zhuǎn)變開發(fā)方式、加強(qiáng)污染控制和檢測(cè)，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是解決其水資源及水環(huán)境危機(jī)的重要途徑。

關(guān)鍵詞：水資源危機(jī)；恢復(fù)策略；汾河上游

1資源地概述

汾河是山西天然徑流量最大的河流，流域面積約占山西省面積的1／4，其中上游部分7705km2，占整個(gè)流域面積的1／5，汾河流域的生態(tài)屏障，太原市的主要水源涵養(yǎng)區(qū)。區(qū)域內(nèi)的古交市是山西省重要的主焦煤生產(chǎn)基地，嵐縣的袁家村鐵礦是目前亞洲范圍內(nèi)規(guī)模較大的鐵礦生產(chǎn)區(qū)。因此，汾河上游的水資源及水環(huán)境狀況對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要意義。建國(guó)以來，特別是20世紀(jì)80年代以來，隨著全國(guó)能源重化工基地的建設(shè)和礦產(chǎn)資源的高強(qiáng)度開發(fā)，汾河上游已經(jīng)成為全省可持續(xù)發(fā)展能力極低和貧困人口分布最集中的區(qū)域之一。旱澇災(zāi)害、水土流失、水環(huán)境污染、生態(tài)環(huán)境破壞等危機(jī)的出現(xiàn)，不僅對(duì)上游區(qū)域造成威脅，更是危害到整個(gè)汾河流域的生態(tài)安全。

2汾河上游水資源危機(jī)概況

2．1汾河上游水量減少趨勢(shì)顯著

汾河流域?qū)侔敫珊怠霛駶?rùn)氣候的過渡地區(qū)，干旱指數(shù)在2．0～2．5之間，引文干旱發(fā)生頻繁，干旱年份河川流量一般也劇烈衰減。汾河水庫位于汾河干流，是其最大控制性大型水庫，距離太原市83km，太原和晉中的主要供水水源。據(jù)該水庫水文站實(shí)測(cè)，1960～2004年的45年中有5年降水量少于300mm，最少的1972年為213．5mm（表1），只有多年平均年降水量522．67mm的40．8％。該年來水量1．37億m3，只達(dá)多年平均年來水量3．316億m3的41．3％（山西省汾河水庫管理局，2005年6月）。通過對(duì)該水庫水文站1954～2004年51年系列的徑流量分析得出，其多年平均徑流量為3．496×108m3。應(yīng)用肯德爾秩次相關(guān)法分析這51年系列的水文數(shù)據(jù)顯示，徑流總量總體呈下降趨勢(shì)。隨著全球極端氣候的頻繁出現(xiàn)，預(yù)計(jì)汾河上游水資源短缺狀況將加劇［1］。汾河上游內(nèi)生產(chǎn)區(qū)主要為農(nóng)區(qū)、牧區(qū)和林區(qū)，并無規(guī)模以上工礦企業(yè)，且沒有灌區(qū)和中型水庫的有效灌溉面積達(dá)到萬畝以上。寧武、靜樂、婁煩、嵐縣4縣20世紀(jì)90年代有效灌溉面積約6367hm2，估計(jì)每年實(shí)灌溉面積僅5000～5500hm2，年用水約2000～3000×104m3，只及年徑流的7％左右，因此其增減變化對(duì)年徑流的影響更小。1996年農(nóng)業(yè)人口比1983年減少了1．79％，由此估計(jì)城鎮(zhèn)居民生活用水對(duì)年徑流變化影響也很小。排除工礦、灌溉及生活用水的因素之后，值得注意的是煤炭開采對(duì)地下水出流—即泉水的影響，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前水庫上游4縣年產(chǎn)煤炭764×104t、焦炭73．6×104t，合計(jì)837．6×104t。而在1970年以前，由于當(dāng)時(shí)的政策所限，小煤礦的產(chǎn)量幾乎為零。還需進(jìn)一步研究加以證實(shí)。

2．2水量減少加劇了水質(zhì)惡化結(jié)合

歷年監(jiān)測(cè)結(jié)果看，盡管汾河水庫水質(zhì)較好，大部分為Ⅱ類、Ⅲ類水，但汾河上游干流和支流污染形勢(shì)嚴(yán)峻，水環(huán)境持續(xù)惡化，特別是寨上斷面以下。2015年太原市呼延水廠檢測(cè)結(jié)果表明，引黃水氨氮增高。水利部門組織對(duì)汾河上游的檢測(cè)結(jié)果也顯示，不達(dá)標(biāo)水質(zhì)占到60％。城鎮(zhèn)生活和工業(yè)污水未經(jīng)相關(guān)處理排放和生活垃圾、農(nóng)藥化肥是造成水污染的主要原因。主要污染來源是城鎮(zhèn)生活，其次為煤炭、電力、冶金和化工等。造成汾河上游水環(huán)境迅速變壞的重要因素有：污水排放量的增長(zhǎng)、河川徑流量減少甚至斷流。例如位于上、中游分界處的蘭村水文站，自1961年6月上游汾河水庫竣工蓄水后，最小月平均流量的平均值減少了41．43％，多年來大多數(shù)時(shí)段處于河干狀態(tài)，其下游河水已缺乏最起碼的自凈能力。河流水資源的開發(fā)利用存在一個(gè)合理的閾值，國(guó)際上公認(rèn)的地表水合理開發(fā)率為30％，根據(jù)估算山西省各主要河流水資源的允許開發(fā)利用率是39％左右。其余部分用來維持河流系統(tǒng)生態(tài)、環(huán)境功能發(fā)揮的需要。長(zhǎng)期超限用水，不僅直接導(dǎo)致河流水資源數(shù)量減少，地下水補(bǔ)給不足，河流生態(tài)系統(tǒng)退化，物種多樣性降低；還間接影響到河流的自凈能力，加重了原有的水環(huán)境污染［2］。據(jù)估測(cè)，當(dāng)汾河水庫以下河水流量為河水流量達(dá)到15m3／s時(shí)，古交鋼鐵廠以上屬尚清潔級(jí)。影響河流水質(zhì)的主要污染物是酚，它在整個(gè)河段起作用；其次是氰，它在古鋼以下河段起作用。如將酚、氰全部得到治理，在Q＝0．5m3／s的情況下，全部河段均可達(dá)到清潔級(jí)或尚清潔級(jí)。由于酚、氰具有降解作用，即使污水處理廠按二級(jí)處理，即酚、氰不加治理，只要保證河水流量Q＞0．5m3／s，則上蘭村斷面河水的水質(zhì)不會(huì)劣于尚清潔級(jí)。引文由此可見，流量大小對(duì)水質(zhì)好壞起著十分關(guān)鍵的作用。由于氣候變化等自然因素以及長(zhǎng)期以來人類對(duì)水資源的無節(jié)制開發(fā)，汾河上游的水資源危機(jī)呈現(xiàn)出水質(zhì)型缺水與水量型缺水共存的特點(diǎn)，且相互影響、促進(jìn)。水資源數(shù)量缺口增大，水文情勢(shì)不容樂觀。

3汾河上游水資源和水環(huán)境恢復(fù)對(duì)策

通過數(shù)據(jù)分析得出，汾河上游水危機(jī)的特點(diǎn)為：水質(zhì)型缺水、水環(huán)境惡化和水量型缺水。河流水資源是國(guó)際公認(rèn)的地區(qū)水資源的表征，在水循環(huán)過程中與地下水、大氣水和土壤水密切聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)換。汾河上游地處黃土高原，地貌特征千溝萬壑，地表河流雖眾多，但多為季節(jié)性河流，水資源開發(fā)利用程度懸殊。其水平衡的突出特點(diǎn)是，一旦地表水在短時(shí)期內(nèi)被大量開發(fā)，勢(shì)必會(huì)影響地下水的資源量。因此在水資源和水環(huán)境恢復(fù)策略的采取上不同于其他地區(qū)，應(yīng)首先從地表水資源的恢復(fù)入手，控制河流水資源利用率，預(yù)留足夠的生態(tài)環(huán)境用水。具體做法可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。

3．1控制河流水資源使用量，轉(zhuǎn)變水資源開發(fā)方式

作為太原都市圈的主要水源地，汾河上游水資源與水環(huán)境質(zhì)量是制約與脅迫當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展的重大瓶頸之一，由于水資源開發(fā)方式長(zhǎng)期落后，導(dǎo)致水環(huán)境情況與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水環(huán)境的需求之間存在顯著矛盾。水資源的開發(fā)利用方式和程度，對(duì)所在區(qū)域的生態(tài)環(huán)境具有重要影響。目前汾河上游水資源的開發(fā)利用率已經(jīng)超過了其合理的閾值，通過節(jié)水和治污等措施來緩解水資源開發(fā)利用程度。長(zhǎng)期以來對(duì)汾河上游水資源的過度開發(fā)利用，造成河流自凈能力降低，影響地下水補(bǔ)給，同時(shí)由于水資源的過度利用造成的河水污染對(duì)沿河兩岸的地下水形成了間接污染。水資源的永續(xù)利用和其開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展是汾河上游水資源可持續(xù)開發(fā)利用的重要方式。這就要求在開發(fā)過程中：首先，傳統(tǒng)的水資源開發(fā)模式必須改變，河川徑流的開發(fā)利用率不能超過允許的最大限度，以維持良好的生態(tài)環(huán)境。汾河上游，應(yīng)至少預(yù)留60％～65％的生態(tài)環(huán)境需水量用來滿足河流系統(tǒng)沖沙、排鹽、稀釋降解污染物、維持河流生態(tài)系統(tǒng)的平衡。第二，在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)做到水資源消耗量的負(fù)增長(zhǎng)，朝著恢復(fù)徑流良性循環(huán)的方向前進(jìn)，逐步把總用水量壓低到允許限度以下，然后再保持零增長(zhǎng)狀態(tài)［5］。以日本和美國(guó)兩個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家為例，兩國(guó)的總提水量，都已經(jīng)做到了零增長(zhǎng)，而且美國(guó)自1980年以來每年增加人口150～200萬人，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也以3％左右的速度增長(zhǎng)，這就表明：水資源的合理利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間并無根本矛盾，問題的關(guān)鍵在于開發(fā)利用率必須不能超過了最大限度。

3．2加強(qiáng)污染控制和監(jiān)測(cè)，研究污水資源化的科學(xué)途徑

在汾河上游干流和各主要支流進(jìn)一步完善監(jiān)測(cè)體系，加強(qiáng)對(duì)污染物排放敏感區(qū)域重點(diǎn)排放口的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，優(yōu)化監(jiān)測(cè)站網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)施多次動(dòng)態(tài)自動(dòng)化監(jiān)控，反映水質(zhì)在時(shí)間和空間的動(dòng)態(tài)演變規(guī)律，為科學(xué)有效的治污提供依據(jù)。尤其是對(duì)一些新的污染源頭必須加大其監(jiān)督與管理力度（如在2006年汾河上游干支流26個(gè)排污口的監(jiān)測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)的嵐縣金龍化工廠，其氨氮、氟化物、化學(xué)需氧量、陰離子表面活性劑、石油類、銅嚴(yán)重超標(biāo)。最大超標(biāo)物為氨氮的166．3倍，由于離汾河水庫較近，河流單依賴自凈作用很難消除對(duì)汾河水庫的影響）。同時(shí)，提升執(zhí)法力度，進(jìn)行流域合理規(guī)劃，控制河流污染物排放量。落實(shí)環(huán)保法律法規(guī)，對(duì)于違法企業(yè)進(jìn)行處理。保護(hù)汾河流域上游水源，確保中下游城鎮(zhèn)居民飲用水安全。污水作為一種可利用的資源，對(duì)其進(jìn)行資源化是水環(huán)境修復(fù)的重要措施。污水利用也是應(yīng)對(duì)水環(huán)境危機(jī)的方式之一。目前，太原每天向汾河排放54萬t污水，占全太原市污水排放量的85．7％，如能盡量加以處理回用，一方面可以大大降低河流以及土壤的污染，保護(hù)河流兩岸生態(tài)環(huán)境，另一方面能夠增加中水（再生水），用于農(nóng)業(yè)灌溉和城市生活用水（以色列有些廢污水經(jīng)處理后，甚至可以飲用）。目前汾河上游寧武、嵐縣、靜樂、婁煩均有污水處理廠規(guī)劃建設(shè)，政府應(yīng)加強(qiáng)資金和技術(shù)支持，確保其正常運(yùn)營(yíng)。

3．3發(fā)展環(huán)境友好型流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展模式

調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，研究以水環(huán)境承載力為基礎(chǔ)的環(huán)境友好型流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展模式。針對(duì)水環(huán)境恢復(fù)為目的進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，在汾河上游這一水資源缺乏的地區(qū)停止興建高耗水、高水污染企業(yè)（如火電站、洗煤廠和煉焦廠等）。同時(shí)，以水環(huán)境承載力研究為基礎(chǔ)，應(yīng)用循環(huán)經(jīng)濟(jì)、資源節(jié)約型和環(huán)境友好型理念，研究有利于汾河上游水環(huán)境質(zhì)量改善的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改造與優(yōu)化布局方案，提出適度的人口規(guī)模和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展速度；研究倡導(dǎo)建設(shè)環(huán)境友好型的水環(huán)境質(zhì)量改善為目的的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展調(diào)控方案；研究建立一套適合汾河上游實(shí)際情況的行之有效的產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入、技術(shù)選擇與升級(jí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)技術(shù)方法，使其符合“低投入、低消耗、低排放和高效益”要求；研究建立健全以水環(huán)境保護(hù)為核心的政績(jī)考核制度和公眾參與制度，促進(jìn)科學(xué)用水意識(shí)普及，改變生活方式，升級(jí)、轉(zhuǎn)型區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展低耗水企業(yè)（如煤層氣開采、液化、煤煉技術(shù)油等），這種結(jié)構(gòu)性的轉(zhuǎn)變需要較長(zhǎng)時(shí)間的過渡期，應(yīng)盡快抓緊決策，否則將面臨更加被動(dòng)的局面。

參考文獻(xiàn)：

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［5］趙淑貞，任伯平．關(guān)于淡水資源的可持續(xù)開發(fā)模式［J］．技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理研究，1996（6）：23～25.

作者：劉小兵；王云飛 單位：太原師范學(xué)院