苏鲁豫皖接壤地区的环境特征及水环境问题,本文主要内容关键词为:水环境论文,特征论文,环境论文,地区论文,苏鲁豫皖论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
苏鲁豫皖接壤地区位于淮河流域东北部,行政上包括江苏省徐州和连云港,山东省日照、临沂、枣庄和济宁,河南省商丘,安徽省淮北和宿县,共计9地(市)53个县(市)。总面积7.73×10[4]km[2], 人口4660×10[4]人(1990年底)。 本区是我国传统的农业区和重要的能源基地,受自然演变和不合理人为作用影响,环境问题和环境灾害种类多、危害大,已成为影响区域社会经济可持续发展的重要制约因素。
1 区域环境特征
1.1 自然环境受人为干扰严重
本区是中华民族的主流发祥地和农业文明的主要发源地之一,农业开发历史悠久,历代战乱不断,随之而来的是森林破坏、水土流失、土地用养失衡。尤其是1194年~1855年的黄河夺淮入海,更使本区农业生产条件恶化,水旱灾害频繁,生态环境遭受重大破坏。通过本世纪50年代以来的大力兴修水利、增加基础设施和改革经济体制,区域经济有了较大发展,并随着以煤炭、电力、煤焦化工、建材等为主的高能耗工业体系的建立以及以农副产品加工为主的乡镇企业的盲目发展,又出现了相当严重的环境污染。人口的急剧增加,加大了对水土资源和其他资源的需求,1990年全区人口密度602人/km[2],达到或超过苏鲁豫皖四省的平均数。本区的土地承载量已接近饱和,环境负荷越来越大。
1.2 地形水系受黄泛影响深刻
苏鲁豫皖接壤地区有多种地貌类型,可分为鲁中南低山丘陵区、淮海丘陵平原区和黄淮平原区三个区域(图1,表1)。低山丘陵分布于北部和东部,地势自北向南降低。主要部分沂蒙山区受“X”断裂分割,地形破碎,尤其受北西向构造控制,形成由隆起断块山地与凹陷地堑式河谷相间排列的地形格局,水土流失较为严重。本区西部和南部为广阔的黄淮平原,地势由西向东逐渐降低,民权县西部地面高程达70m, 砀山附近为40m,骆马湖周围为20m,灌云县沿海低至2m~3m,东西向平均地面坡度0.15‰左右[1]。平原成因类型以黄泛平原为主。 黄河改道不仅使淮河口向东推进约80km,而且大量的泥沙随着频繁决堤泛滥而重塑了淮河下游平原地形,重大改造了本区水系,使沂沭泗诸河由淮河支流变成独流入海河流,形成了南四湖和骆马湖,扩大了洪泽湖。黄河多次泛滥形成的大面积砂质平原,多风沙危害。商丘废黄河大堤南侧的东西向带状背河洼地,盐碱危害重。南四湖沿岸以及浍、沱、濉三河下游和新沂河沿岸,地势低平,汛期易发生洪涝灾害。
图1 苏鲁豫皖接壤地区的地貌分区与水系
Fig.1 The geomorphological division and water system
表1 苏鲁豫皖接壤地区景观要素概况
Tab.1 The elements of landform
区域所辖地区 面积 地质 地貌
鲁中临沂、日照和枣庄太、元古界花岗
以低山丘陵为
南低全部,济宁和淄博 3.58
片麻岩、古生界
主,并有山前
山丘二市部分,赣榆县 ×10[4]灰岩和砂页岩 台地剥蚀平原
陵区北部 km[2]
河谷平原等
宿县地区和淮北
太、元古界花岗 以剥蚀丘陵、
淮海市部分,徐州市东
1.02 片麻岩,古生界 黄土岗地、淮
丘陵部各县,连云港市 ×10[4]灰岩和砂页岩, 河冲积平原
平原各县,临沭县东南km[2]燕山期花岗岩为主, 少量
区
低山和海积
平原
徐州市丰沛二县
全新统冲积物黄泛平原为
黄 和睢宁县; 济宁市 3.13和上更新统黄主, 新汴河
淮 大运河以西各县; ×10[4] 土 以南为淮河
平 商丘地区全部; 淮 km[2] 冲积平原,
原 北市和宿县地区
另有洪积平
区 大部 原、河间平
原和黄土岗
地
区域年气温 年降水 土壤 植被
褐土、棕壤 落叶阔叶
鲁中13℃700mm
和潮土,土 林,针叶
南低~ ~ 层5cm~ 林,植被差
陵丘14℃900mm
30cm
褐土、棕壤
落叶阔叶
淮海13℃800mm
和紫色土,
林、针叶林
丘陵~ ~ 土层5cm 和栽培植
平原14℃930mm
~30cm
被,植被较
区
好
沙土、潮 栽培植被
黄 土、盐碱 和落叶阔
淮 13℃700mm
土、砂姜黑
叶林,植被
平 ~ ~ 土和水稻 差
原 15℃910mm
土,土层深
区 厚
1.3 暖温带半湿润区景观
本区地处我国南北气候过渡带,属暖温带半湿润季风气候区。夏季受热带气团控制,炎热多雨;冬季受极地气团控制,寒冷干燥。年平均气温13℃~15℃,由北向南、由沿海向内陆递增(表1)。全区1月气温都在0℃以下,7月气温25℃~27℃,≥10℃积温4000℃~5000℃,无霜期200天~220天,热量条件能满足农作物一年两熟的需要。 年降水量605mm~929mm,自东向西减少,赣榆最高,梁山最低。7月降水量最大,1月最小,多雨年降水量一般是少雨年的3倍~4倍。 多年平均干燥指数1.1~1.9,自东向西增大,反映本区半湿润气候特点[1]。 地带性植被为落叶阔叶-针叶混交林,现有植被均为人工次生林,原始森林已无残存。林木覆盖率不高,如沂蒙山区仅12%,淮北市14%,商丘地区5.5%。地带性土壤为褐土和棕壤(表1)。 沂蒙山区多为粗骨性褐土和棕壤,土层浅薄多夹碎石,蓄水保肥能力差。黄泛平原多为黄潮土,除少数粘质土和壤质土外,多数质地疏松,肥力不高,其间还分布有盐化潮土和盐碱土。
1.4 环境问题和环境灾害多
本区主要环境问题和环境灾害有:水旱灾害、水土流失、河湖水库淤积、风沙危害、土壤盐碱化、大气污染、水体污染、煤矿地面塌陷和煤矸石占地等。与水环境有关的主要有水旱灾害和水体污染等(表2 )。从自然条件看,区域环境本身存在诸多不利因素,生态系统较为脆弱。例如,气候比较干燥,降水的年际变化和季节变化大,历史上黄河多次改道改变了平原地区的自然环境,容易发生水旱灾害。从人为因素看,一是工业和能源基地的建设,“三废”排放量不断增加,水质恶化和煤矿地面塌陷等问题日益严重;二是由于四省接壤的特定条件造成了区域环境管理上的困难,如上下游水资源调度和污水排放难以妥善协调,对减轻水旱灾害和防治环境污染非常不利。
表2 苏鲁豫皖接壤地区的主要环境问题
Tab.2 The main environmental problems
区域 以自然过程为主的环境问题以人为过程为主的环境问题
鲁中南低 1.旱灾,山前平原区水灾
1.部分河流( 中游) 水体污染
山丘陵区 2.低山丘陵区的水土流失
2.兖滕煤矿地面塌陷和煤矸石
3.水库淤积 占地
1.旱灾,河流下游洪涝灾害 1.城市和工矿区大气污染
淮海丘陵 2.丘陵区水土流失 2.奎河、临潼河等水体污染
平原区3.河道、湖泊和水库淤积
3.徐淮煤矿地面塌陷和煤矸石
占地
1.北部多旱灾,南部水旱兼发1.城镇和工矿区大气污染
黄淮平原 2.废黄河滩地和决口扇风沙危2.涡、浍、 濉河和南四湖等
区 害水体污染
3.土壤盐碱化
2 水环境主要问题
水环境是维系生态系统和经济发展的关键条件。本区水环境问题尤以水旱灾害和水体污染最为突出。水旱灾害具有明显的阶段性,黄河夺淮以前较少,以后增加,16世纪以后更加频繁,特大涝灾和旱灾呈现100年左右的主周期性变化。水体污染则是近20年来随着乡镇工业兴起及工业废水排放量迅速增加所致。
2.1 洪涝灾害频繁
本区历史上就是一个洪涝灾害频繁发生的地区。沂沭泗流域12世纪以前共发生水灾56次,约合20年一次;12世纪、13世纪共9次,约10 年一次;14世纪、15世纪开始增多,共45次,约5年一次;而16世纪~19世纪共202次,约2年一次(图2)。建国以后,随着水利工程的建设,水灾明显减少,仅于1957年、1963年、1974年和1993年发生过4次,约10年一次。宿县地区涝年约为2年一遇,大涝年出现的机率为5年~15年一遇。豫东平原因河道浅平,排涝标准不高,涝年约为2年~3年一遇,季节性的夏涝可达3年二遇,永城县的夏涝频率可达4年三遇。据沂沭泗流域管理局资料,该流域在1949年~1984年间,年平均水灾成灾面积52×10[4]hm[2],其中1957年水灾成灾面积达182×10[4]hm[2],1963年达199×10[4]hm[2];1949年~1991年间由水灾造成的死亡人数年均66人。灾情的总趋势是:死亡人数逐年减少,而经济损失急剧增加,如1993年沂河流域虽为5年一遇水情,但苏鲁两省受灾耕地258×10[4]hm[2],受灾人口2766×10[4]人,直接经济损失达105.6×10[8]元。
图2 沂沭泗流域历史水灾次数
Fig.2 The time of flood disaster in history in Yi-Shu- Sibasin
本区的水灾有自然成因,也有人为成因。当降雨量过于集中,上游径流迅速增大时往往造成中下游地区水灾,1974年8 月沂沭河下游的水灾就是这样形成的。当时上中游出现日雨量250mm~300mm的特大暴雨,临沂站流量达到1.06×10[4]m[3]/s。南四湖地区由于该湖出口狭小和湖内阻水严重,洪水不能及时下泄,两侧平原低地常发生严重水灾,如1957年水灾就是如此。河堤决口、漫溢和水库垮坝也是常见的水灾成因。本区由于防洪除涝标准不高,沂沭河、南四湖、骆马湖等仅能防御10年一遇洪水,大部分中小河流除涝泄水能力仅达3年一遇, 河堤决溢与垮坝的威胁依然存在。1974年沂沭河大水,沭河自莒县柳青河口至临沂市场河长50km,两岸堤防决溢68处,曾给莒县、莒南、临沂和临沭造成严重灾害;沂河上游及支流河道决溢,洪水曾淹没了5个煤矿和2个冶金矿,一些粮库也遭损失。
2.2 干旱缺水严重
本区的旱灾严重,据临沂资料[2],1470年~1979年的509年中,有80年旱年,106年偏旱年,且常会出现春夏连旱、 夏秋连旱或连年干旱的情况(图3)。1988年~1990年连年干旱, 曾造成南四湖上级湖干涸。1949年~1991年平均每年干旱成灾面积35×10[4]hm[2],其中1966年99×10[4]hm[2],1977年100×10[4]hm[2]〔1〕。梁济运河两侧和南四湖地区因水源日趋不足,水稻面积已比70年代减少一半。宿县地区干旱年约3年~5年一遇。商丘地区干旱年平均2年~3年一遇,季节性干旱几乎年年发生。
图3 沂沭泗流域临沂市500年旱涝灾害变化曲线
Fig.3 The curve of drought and flood disaster in 500 years in Linyi
本区当地水资源有限、过境水量不稳定以及需水量增长速度较快等因素导致经常性的干旱缺水,是旱灾发生频率较高的根本原因。本区产水模数和与淮河流域及全国相近,但由于人口稠密,人均占有当地水资源总量只有淮河流域平均水平的73%、全国的20%(表3)。 而外来水补给十分贫乏,引黄水和淮水虽可解燃眉之急,但近年来二河干流径流量逐年减少,加上水质不断恶化,使本区面临无水可引的境地。多数地区过境水量变化与本地径流一致,缺乏互补性。 如徐州市过境水量达75×10[8]m[3],是本地径流量的3倍以上,但由于来水年内和年际变化与本地径流的变化同步,一般年份的利用率只能达到25%;沂沭河6 月~9月来水占88.5%,其余8个月的枯水期来水仅占11.5%[4], 河道时常断流,难以稳定利用。
表3 四省接壤地区的水资源与有关地区的对比
Tab.3 Water resources in the area and the comparison with the velevant area
地区名称产水模数(×10[4]m[3]/km[2])
四省接壤地区 30.5
淮河流域 31.7
全 国[3] 29.5
地区名称水资源总量(×10[8]m[3])
四省接壤地区235.64
淮河流域854.54
全 国[3] 28124.40
地区名称人均占有量(m[3]
四省接壤地区
495
淮河流域
681
全 国[3] 2481
2.3 水体污染突出
近年来,许多地方、部门和企业不能认真执行环境保护基本国策及有关产业政策,盲目大量发展污染严重的小型造纸、制革、化肥等企业,导致大量污废水排入河湖,使水体普遍受到严重污染。至1994年淮河流域内小造纸厂发展到几千家,安徽省仅一个镇就有小皮革厂500家,宿县地区有个乡就有小造纸厂50多个。1988年徐州市因小造纸厂废水污染而发生的较大事故有5次,直接经济损失约50×10[4]元以上,赔偿1.98×10[4]元[5]。1995年8月国务院颁发的《淮河流域水污染防治暂行条例》明确规定禁止小造纸厂上马。但是,有些地区就是顶风而上,如微山湖畔西南隅的大屯镇和湖屯乡当年年底还是新建了7家小造纸厂,1996年初虽已对其强行查封,但以后又多次启封再干。淮河中上游地区还有一些重污染企业,在1996年6月份限期关停并转之前加班生产,将大量污废水下泄,致使蚌埠市的自来水不能饮用。此外,在兖藤、徐淮等矿区的采、洗煤及煤矸石占地,也不同程度地导致附近及下游水源(包括地下水)的污染。
本区主要河流现状废污水接纳量中,工业废水占85%。1994年全区主要河流与湖泊接纳的废污水总量近10×10[8]t,接纳有害物质总量85.2×10[4]t。其中沂河分别为1.1×10[8]t和4.6×10[4]t,沭河为0.8×10[8]t和6.5×10[4]t,南四湖区为4.1×10[8]t和44.5×10[4]t,洪泽湖区为1.7×10[8]t和8.7×10[4]t。
本区水体污染呈发展趋势。1981年主要污染物平均值的Ⅲ级水质标准超标率为37.7%,1986年上升至48.2%;年平均值不符合饮用、渔业、农灌水质标准的河段占总监测河段数,分别由1981年的38.7%、28.8%、1.0%上升到1986年的43.5%、34.5%、11.5%。据1994年调查,淮河流域约50%的河段已失去使用价值,较大的污染事故高达160多起,7月的大面积污染曾形成长达70km长的污染带, 致使洪泽湖地区百万人饮水发生困难,工农业生产和人民生活受到严重威胁。
1994年和1995 年《淮河流域省界河段水质公报》中本区被监测的19个河段的水质情况如下:冬季(12月~2月)枯水期,有15个河段超过国家地面水质Ⅴ级评价标准。东沙河和奎河等河流污染尤为严重。其中,挥发酚和高锰酸盐指数东沙河分别超过地面水质Ⅲ级标准的60.2倍和32.7倍,奎河分别超标28倍和20倍。惠济河氨氮超标19倍,大沙河氨氮超标13倍,包河氨氮和高锰酸盐指数分别超标11倍和12倍,白马河挥发酚超标17倍。沱河、东邳苍分洪道、新沭河、新濉河都有一些要素超标5倍~10倍,武河、西邳苍分洪道、中运河、新汴河等超标1倍~5倍,沙沟河超标不到1倍。沂河和张疃河达到Ⅲ级标准, 沭河水质能达到Ⅱ级标准。夏季(6月~8月)丰水期,径流量占全年的60%左右,许多河流水质有所好转,如新汴河、新濉河和淮河段由Ⅴ级水质转为Ⅲ级水质,武河、邳苍分洪道、中运河、白马河等河水质由超Ⅴ级变为Ⅲ级和Ⅳ级;其他河流水质无明显变化。
河道污染致使沿河地带的地下水水质下降。徐州市大部分井水总硬度超过了饮用水标准,奎河两岸2/3水井检出汞;淮北和宿县沿纳污河道的地下水受到污染,奎濉河沿岸井水已不能饮用;商丘地区浅层地下水水质不好,中层也咸涩不能饮用。
3 水环境整治对策
3.1 完善适应跨地区水环境整治的管理机制
(1)建立流域与区域相结合的管理模式。 对于地处四省接壤的本区来说,由于行政分割明显,管理和执法的难度大,建立流域与区域相结合的管理模式尤为重要,这是区域水环境整治目标能否实现的关键对策之一。由于水环境整治涉及到地区与地区、上游与下游、部门与部门的关系,故应切实加强淮河水利委员会及其下属机构与各级地方政府在水资源和水环境管理方面的作用。流域管理机构要重点考虑整个流域大局,进行水资源分配、排污控制和行政执法,负责处理河流上下游、边界河段的水污染纠纷和污染事故等。这类问题不是某一地区或部门所能解决的,需要流域管理机构出面协调。通过全流域的合理调节,避免枯水季节上游截流使下游无水可用,而丰水季节上游大量泄洪使下游的灾害加重;也可避免或减轻上游污水对下游的影响,缓解省际和地区间的矛盾。而一些具体事情的管理,如污染源治理、污染物总量控制以及排污收费等,可由地方政府配合流域管理机构实施。
(2)水资源保护需要水利、环保等部门的密切配合。1983 年水利部和国家环保局决定,对流域水资源保护机构实行双重领导。无论是把水作为一个环境要素加以保护,还是作为资源加以保护,目标是相同的,两部门的相互支持和配合有利于流域水环境和水资源保护工作的开展。
3.2 将水环境整治纳入各级政府的社会经济发展计划
(1)提高对水环境整治重要性的认识,改变只重视经济效益, 而忽视社会效益和环境影响的做法。如目前环保投资比例普遍较低,近几年山东、江苏等省安排的环保治理投资,仅占国民生产总值的0.2 %~0.3%,还不足全国平均水平的1/2[6]。据估计,要达到治理目标,淮河流域需治理基建投资80×10[8]元~100×10[8]元,约占同期国民生产总值0.8%[7]。应通过适当提高用于污染治理的费用在排污费和水资源费中的比例等手段,开辟多种资金渠道,确保环保投资的落实。
(2 )将水环境整治纳入国家和地方基本建设与技术改造的计划中。多方筹集资金,加快城镇污水处理厂的建设,使其尽早发挥效益。目前淮河流域的废水处理率约为33.1%,在建和已建的污水处理厂仅3 个,目前各地均有建设污水处理厂的规划。徐州计划在2000年前建成日处理15×10[4]t和25×10[4]t两个污水处理厂,使大运河水质达到三级标准,城区污水处理率达到70%~75%;连云港2000年建大浦污水处理厂,以改善市区纳污河流的水质;山东省计划在2000年以前建成济宁、临沂、曲阜、兖州、邹城、枣庄、鱼台、藤州、薛城、宁阳等10座污水集中处理工程[8];商丘市计划在包河边建污水处理厂,一期工程日处理能力8×10[4]t,二期工程15×10[4]t;淮北市的日处理量达10×10[4]t的污水处理厂正在做前期准备工作。这些规划要抓紧实施。同样,本区现有水库、堤防和闸坝等水利工程大都是50年代~60年代兴建的,标准不高且普遍老化,效益下降,险情加大,也应及时有计划地安排维修和改造。
3.3 加强对水旱灾害和水体污染的综合治理
(1)上下游统筹,蓄泄兼顾。 现在沂沭泗流域上游有大中型水库96座、小型水库1730座和众多的塘坝,总库容达65×10[8]m[3], 在防洪及蓄水方面起了重要作用。应通过加固、配套等措施,适当抬高湖库蓄水位,增加调蓄库容,进一步提高水资源利用率。骆马湖水位提高1.0m,可增容1.6×10[8]m[3]〔1〕;南四湖水位提高1.0m(下级湖)和0.3m(上级湖),可增容8.1×10[8]m[3];东平湖老湖区蓄水至41.9m水位,可增容14.5×10[8]m[3]。沂河上游各水库可削减临沂站洪峰流量的37%,能减轻下游洪水灾害。要努力做好植树造林和水土保持工作,减缓水库淤积速率。与此同时,还应加强中下游的疏竣和开辟分沂入沭水道,将洪水东调提前入海,解决沂沭河和南四湖地区洪水出路。
(2)开辟新水源,增加供水量。跨流域调引长江水, 增加地区水资源量,是改善该区供水状况、解决缺水矛盾的主要途径。东线调水工程建成后,预计该区增加供水量36.8×10[8]m[3], 可改善江苏和山东部分水资源状况,实现一般干旱年份不缺水的目标。西部地区可从黄河引水,但数量有限。在缺水严重的平原地区,应充分开采利用地下水解决农灌用水。
(3)控制污染物的排放量。 减少污染物排放总量是治理水体污染的根本性措施。要通过有效的管理措施,削减排污总量,对排放废污水同时实行浓度控制和排污总量控制,并将控制总量具体分解落实到各省、市、县、乡和企业。当前,特别要注意刹住有些地区出现的一些针对中央规定的“对策”,如排污严重的小厂并大厂、明关闭暗生产或白天关闭晚上生产等歪风,保证整治淮河污染决策目标的实现。煤矿开采还要通过改进采煤工艺,提高煤矸石和粉煤灰的综合利用率等途径,尽量减少对环境的影响。
(4)建立节水型生产体系。第一,提高农业用水的利用率。 现阶段本区农业灌溉方式陈旧,水资源浪费严重。邳州市传统的漫灌方式,使农田的灌溉定额高达1000m[3]/hm[2]以上,超定额近一倍, 渠系水的利用系数只有50%左右[9]。要逐步推广防渗渠道、 喷灌和管道等节水技术。第二,发展节水型农业。要通过调整作物结构、选育耐旱品种与扩大地膜栽培等措施,争取农业用水的利用系数提高10%~20%。第三,提高工业用水的重复利用率。目前工业用水重复利用率不到30%,仅为上海、北京的一半,要通过推广新工艺,争取2010年提高到40%~50%。同时,要调整工业结构,向低耗水型转变,并严格控制新建高耗水项目。第四,因地制宜发展污水多次利用技术。如用酸厂的废酸中和电厂的冲灰水,冷却水用作养殖用水;化肥厂废水用作灌溉;生活污水集中处理后作为建筑冲洗用水或用于污养污灌等,化害为利,节省水资源。
注释:
〔1〕沂沭泗流域管理局.沂沭泗流域河道志,1994.33~38.
〔2〕水利部淮河水利委员会等.南水北调东线工程修订规划简要报告.治淮汇刊,1990,16:193~194.