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雄安新区建设面临的主要水安全问题与风险
雄安新区位于我国严重缺水地区之一的海河流域华北平原保定地区。尽管雄安新区覆盖华北明珠——白洋淀地区,但是历史上白洋淀曾经干涸 5 次,目前靠调水维系湖泊的基本功能。由此,雄安新区的建设与发展,必然面临来自缺水与供水、污染与保护、生态环境治理与维护、水资源综合管理等的矛盾和问题,以及未来发生问题的风险和挑战。因此,需要认真和客观地分析水安全保障问题,提出减少或控制新区建设后水安全直接或潜在的风险的科学对策。
新区建设面临的水资源安全问题及风险
雄安新区所处区域水资源短缺、水资源供需矛盾突出、地下水超采严重。保定市市域多年平均降水量和水资源总量分别为 566.9 mm 和 29.78×108m3,其中地表水资源量为 16.20×108m3,地下水资源量为 22.23×108m3,重复计算量为 8.65×108m3。保定市人均水资源量 2016 年为 287 m3,远低于国际公认的人均 500 m3的极度缺水线标准。
在现状开发强度下,平水年(p=50%)总可供水量为 28.09×108m3,其中地表水 10.72×108m3,浅层地下水 17.31×108m3,污水回用 0.06×108m3。从总需水估算来看,现状平水年总需水量共 34.88×108m3,其中农业25.74×108m3、工业 4.09×108m3、城镇生活 1.07×108m3和生态环境 1.98×108m3,缺水率为 19%,整体属缺水状态。特别是现状偏枯水年(p=75%),全市缺水率高达 44%,属严重缺水。缺水直接导致每年超采地下水总量超过 5×108m3,自20 世纪 80 年代以来地下水水位平均下降速率高达 0.55 m/a;据河北省政府《关于公布平原区地下水超采区、禁采区和限采区范围的通知》,雄县、安新县大部和容城县东南部为深层一般超采区,而全境其他地区均为浅层一般超采区。
从新区规划范围内的白洋淀淀区来看,自20 世纪 50年代以来白洋淀来水急剧减少,已从每年 19.2×108m3锐减到 1.35×108m3,减幅高达 93%;原有 9 条入淀河流的天然入水量逐年减少,淀区多年连续出现干淀现象。水域面积也从原来的 561 km2减少到 2010 年的 228 km2,减幅为 59.4%。自 20 世纪 50 年代,白洋淀流域年降雨量呈现逐年递减的趋势,近 60 年平均减幅为 3.42 mm/10 a,总量减少近 30%,其中降水较多的山区的减少程度更为剧烈。同时,自1980 年以来,白洋淀流域气温持续升高,20 世纪 90 年代平均温度较 20 世纪 80 年代升高0.6℃。因此降水量减少和气温升高所体现的气候变化是白洋淀流域水量减少的原因之一。另外,随着流域工农业用水量不断增加,流域上游已修建王快、西大洋、安各庄、龙门等 150 余座水库,总库容超过 36×108m3,工程拦蓄导致入淀水量锐减。相关研究表明,气候变化和人类活动对白洋淀流域径流量的影响贡献率分别为40% 和 60%。因此,造成白洋淀流域水资源量匮乏的主要因素是人类活动的过度干扰。
随着雄安新区的设立,雄县、容城、安新 3 县及周边城市建设与经济发展将实现新的飞跃。中石油、大唐、神华等 80 余家央企和部分高校等已制定相应的发展策略和推进工作,预计近期将有 10 万余人陆续迁入,并在远期形成承载 200 万— 250 万人口的Ⅱ型大城市。大量企业和人口涌入将进一步增加流域生产生活取用水量。尽管南水北调工程实施在 2015 年后每年分配给保定市域 5.5×108m3的清洁水源,可缓解近期缺水压力,但预计在远期每年仍有 0.6×108m3水资源缺口,水资源短缺形势仍不容乐观,人类活动对白洋淀流域的干预将更为凸显。
新区建设面临的水质安全问题及其风险
20 世纪 50—60 年代,白洋淀流域水质优良,是周边居民的主要饮用水源地。自1970 年以来,入淀河流和淀区水质逐渐恶化,主要为 Ⅲ 类水,属于轻度污染。《2000—2015 年河北省环境质量公报》显示,2000 年以后白洋淀流域已为重度污染状态,大部分水域水质为Ⅴ类或劣Ⅴ类,远远劣于水功能区水环境保护目标Ⅲ类水标准,水体仅适用于农业灌溉。超标污染物包括化学需氧量等生产生活污染源和总磷、总氮等营养源;府河入淀口及安新县端村和南刘庄一带污染最严重,水质长年保持在劣Ⅴ类,人口密集的村庄周围水域次之。另外,根据河北省环境地质勘查院保定勘查院和保定水环境监测分中心 2001—2010 年地下水水质监测资料显示,雄县、容城和安新的 17 眼地下水井水质,仅 7 眼井(41%)水质符合Ⅰ—Ⅲ类,而另 10 眼井(59%)水质为 Ⅳ 类和 Ⅴ 类,其中雄县地下水污染最严重。
周围城市生产生活污水无序排放、淀区居民生产生活、农业水土流失等是白洋淀流域水质恶化的主要原因。几十年来,流域上游及周边乡镇分布造纸、毛纺印染、皮革制造、羽绒加工、有色金属冶炼等高能耗高污染企业 300 多家,大量未经处理的污水直排入白洋淀。
自1980 年以来,白洋淀的天然清洁来水补给匮乏,入淀水源主要来自于周围城市的污水。据 2015 年河北省环境状况公报显示,拒马河、漕河为劣Ⅴ类水体,孝义河为Ⅳ类水体,而其他 6 条河均已干涸;府河、唐河等已成为保定市常年排污河道,仅保定市的污水排放量已达到 1×108t/a。白洋淀污染引起了中共中央的高度重视,自1990 年以来各级政府已先后投入近百亿元解决流域水污染问题。对重污染企业进行整合升级,淘汰落后产能近 58%;并实施雨污分流、截污改造和新建 41 座污水处理厂等工程措施。经过多年的治理,流域水质恶化基本得到抑制,入淀污染负荷有所减少,但 2007 年污染源普查数据显示,化学需氧量和氨氮总入淀负荷量分别为 9 221 t/a 和 2 720 t/a,仍远远高于平水年淀区水环境容量(化学需氧量:6 214.7 t/a;氨氮:232 t/a)[11]。淀区共居住约 36.48 万人,主要从事水上种植、水产养殖等经济活动,直接排入淀区的生活污水约为(11.68—29.20)×104m3/a,而且大量饵料的投放和养殖时间的延长等引起淀区水域总氮和总磷等浓度的增加,在一定程度上加快了淀区富营养化程度。同时,流域上游长期处于特重水土流失区,年流失量约为 1.6×107t;大量剩余农药化肥直接进入水域,其氮、磷输入量占总输入量的 51% 和 34.1%,引起淀区水体的富营养化。另外,白洋淀入淀水系的污水、淀区水体污染以及土壤农药化肥残留等随降水淋溶、入渗等进入地下水,造成周边地下水的严重污染。此外,为扶持白洋淀淀区旅游业的发展,未经处理的污水都储存于上游污水库中,这也是地下水污染的重要潜在来源。
雄安新区建设将是一个快速城镇化的过程,预计在“十三五”末,新增常住人口160 万,这将进一步加大生活污水和工业废水的排放总量。即使城市污水都经截污集中处理,实现现行城镇污水处理厂出水国家最高标准一级 A 排放(GB18918-2002),其出水水质浓度仍远远超过白洋淀功能区划的水质标准——一级A的化学需氧量和总氮浓度排放标准分别为 50 mg/L 和 15 mg/L,不仅高于水功能区 Ⅲ 类水化学需氧量和总氮浓度 25 mg/L 和 1.0 mg/L,甚至高于Ⅴ类水质标准(化学需氧量和总氮浓度 40 mg/L 和 2.0 mg/L)。因此,如果没有清水补给,白洋淀淀区水质仍将以Ⅴ类或劣Ⅴ类为主,处于富营养化状态。另外,城镇面积扩张也将增加城市初期雨水的面源入河负荷量,形成淀区污染与区外污染复合叠加的严峻局面。
水生态安全与新区建设面临的风险
晚清至民国时期,白洋淀水面面积为 1 000 多平方公里,生态状况良好、水产资源丰富,淀边渔民多以捕鱼为生,曾流传“东湖(淀西人对白洋淀的俗称)鱼蟹不下船,保定鱼市不开张”和“西淀(指白洋淀)鲤鱼甲天下”的俗谚。自 1980 年以来,长期干淀和严重水体污染,特别是 1983—1988 年连续 5 年干淀和 1997—2004 年连续 8 年干淀,淀区生态环境遭到毁灭性破坏。据资料显示,近 50 年来淀区浮游植物和浮游动物分别由 129 种和 95 种减少为 99 种和 37 种,其中不耐污种显著减少,而耐污种和代表富营养化的蓝绿藻等数量急剧增加;底栖无脊椎动物由 35 种减少为 17 种;鱼类资源由 63 种减少为 25 种,品种和数量越来越少,“杂鱼化、小型化”的现象普遍;维管植物由 26 科 34 种,到目前几乎只有芦苇生长;而野生鸟类和哺乳动物也分别减少为 190 种和 14 种,特别是 1992 年鸟类仅为 52 种,直到 2004 年引岳济淀等工程补水后野生鸟类数量才有所恢复。此外,21 世纪以来白洋淀因污染,多次出现大面积死鱼事件,特别是 2000、2001、2006、2012、2014 和 2016 年。
白洋淀流域自 20 世纪 60 年代以来气候转入枯水期,上游水库的拦蓄导致入淀水资源量骤减,加之受纳污水负荷的急剧增加等,白洋淀水生态系统遭受了极大的破坏,栖息地环境退化严重,生物多样性减少显著。自1998 年白洋淀重新蓄水以来,河北省开始从调水和治污两方面治理,1981—2008 年期间,人工补水近 30 次,累计输水总量为 14.5×108m3。2004 年完成引岳济淀补水工程,当年从海河岳城水库累计引水 1.6×108m3;2016 年开工建设引黄入冀补淀工程,自濮阳黄河渠村闸引水,规划每年向白洋淀生态补水 2.55×108m3;另外,南水北调工程调水实施后,在 2015 年置换和结余部分当地水源,对白洋淀生态补水计划带来调控余地。治污方面,已在 1.2 节详细阐述。
雄安新区一大核心目标是“打造优美生态环境,构建水城共融的生态城市”,白洋淀作为雄安新区赖以持续发展的重要生态屏障,维系淀区稳定补水量、改善流域水环境状况以及保证水生态系统健康发展显得尤为重要。仅从工程补水来看,引水水库均位于缺水地区海河流域和黄河流域,因受气候条件、沿途损失等多方面的限制,补水存在很多不确定性,效果并不一定显著;虽然南水北调工程给补水计划带来了更多调控空间,但调水的首要目的是保证居民生产生活用水,并非直接补给,详细水资源配置规划、与本地水的联合调度等工作仍未得到开展和实施。
另外,新区地处九河下梢的低洼平原,现状防洪能力偏低。近 100 年发生的特大洪水有 1939 年 8 月、1956 年 8 月、1963 年 8 月、1996 年 8 月和2012 年 7 月等。由此,雄安新区建设也面临地处九河下梢,洪涝高的水旱灾害风险问题。