(论文)开封市水环境问题研究 Study On Water Environment of Kaifeng City.pdf

第 35 卷 第 4 期河南大学学报 自然科学版 vol 35 no 4 2005 年 12 月journal of henan university natural science dec 2005 开封市水环境问题研究 杨永芳 郭廷忠 周志民 河南大学 环境与规划学院 河南 开封 475004 摘 要 随着社会经济的快速发展 开封市水资源短缺 水体污染等水环境问题日益突出 其根本原因是人口增长 过快 发展理念出现偏差 法律意识淡薄 清洁生产水平低下 水价偏离水环境价值等 基于上述原因 开封市水环 境改善和调控对策为 建立健全水资源保护的法律法规体系 提高废水处理能力 增加治污投资 正确评估 量化水 环境价值 健全水收费制度 并建立开封市水环境与水资源数据库和动态监控系统 对区域内水环境质量 水资源 数量及其时空分布变化进行检测和控制 为推动地区经济和社会可持续发展提供依据 关键词 开封市 水环境 水污染 水资源 中图分类号 x824 文献标识码 a文章编号 1003 4978 2005 04 0068 05 收稿日期 2005 03 07 基金项目 河南省重点学科研究项目 黄河与开封城市演变及流域生态城市发展研究 成果之一 作者简介 杨永芳 1964 女 河南唐河人 河南大学环境与规划学院副教授 专业方向为环境管理和环境法 study on water environment of kaifeng city yang yong fang guo ting zhong zhou zhi min gollege of enwironment and planning henan uniwersity henan kaifeng 475004 china abstract with rapid development of society and economy water environment problems e g shortage of water resources water pollution are becoming more and more serious the main causes of which are faster growth of population weaker legal sense lower level pure production and lower water price on above basis this paper proposes the measurements to promote and accordinate the water environment of kaifeng city establishing perfect legal system to protect water resources raising the capacity to purify waster water increasing investment on polluted water purification assessing and gualifying water environment establishing water fee system and setting up dynamic monitoring system to water resources supplying basis for sustainable development for regional economy and society key words kaifeng cityg water environmentg water pollutiong water resource 1 地表水文特征 开封城北距黄河仅 10km 由于历史上黄河多次泛滥和开封城独特的地理位置 造就了 开封市湖泊众 多 河道纵横 的独特水文景观 素有 北方水城 之称 开封城现拥有马家河 黄汴河 东护城河 东郊沟 又 叫化肥河 惠济河 5 条骨干河流 以及黑池 柳池 包公湖 铁塔湖 龙亭湖 西北湖 6 大湖泊 2 其主要水文 参数见表 1 和表 2 表 1 开封市地表河流主要水文参数一览表 河流名称起始位置长度 km平均水深 m年径流量 x106m3年平均水温 c 马家河西冈 太平岗桥16 30 513 847 410 黄汴河黑池南岗 南关泵站19 30 356 244 110 东护城河小李庄 东护城河尾4 00 857 253 310 东郊沟铁牛村 入惠济河处15 00 67 10 惠济河南关泵站 开封县界11 00 451 024 910 药厂河化工总厂西 入惠济河处3 00 603 942 012 杨永芳 等 开封市水环境问题研究69 表 2 开封市湖泊主要水文参数一览表 湖泊名称水面面积 km2年均储水量 x106m3平均水深 m年平均水温 c 包公湖3 600 5401 512 铁塔湖0 530 6361 212 龙亭湖3 125 6161 812 西北湖2 481 4880 613 合计9 7313 140 2 主要水环境问题 2 1 水面面积大幅减少 湿地生态功能严重衰退 河流 湖泊是重要的湿地生态系统 具有调节气候 调蓄洪水 涵养水份等重要生态功能 开封市的河湖 水面已从 70 年代的 1 400 多 ha 减少到了现在的不足 1 000 ha 其调节气候和调蓄洪水的功能严重衰退 致 使空气湿度下降和空气中总悬浮颗粒物增加 受此影响 开封市城市居民皮肤干燥和呼吸道疾病发生机率 增大 生存环境日益恶化 2 2 地表水和地下水均遭到不同程度污染 水体使用功能降低 2 2 1 地表水体污染特征 开封市环境保护局分别在开封市主要河流和湖泊上设置了常年监测断面 开封市环保监测站每年均进 行例行监测 监测结果表明 开封城区地表水体均属劣类水质 且以有机污染为主 河流水体的主要污染因 子为氨氮 石油类和化学需氧量等 东郊沟同时受到重金属汞的污染 湖泊水体的主要污染因子则为石油类 总氮 总磷和化学需氧量等 其中河流的污染比湖泊更为严重 地表水体的使用功能持续下降 监测分析结 果详见表 3 表 3开封城区主要河湖水体水质监测结果 浓度单位为 mg 1 水体名称 化学需氧量 浓度超标倍数 氨氮 浓度超标倍数 挥发酚 浓度超标倍数 石油类 浓度超标倍数 总汞 浓度超标倍数 总磷 浓度超标倍数 总氮 浓度超标倍数 惠济河374 38 3439 0724 470 2871 879 1428 140 000 150 00 黄汴河215 74 3925 9416 290 0770 008 1177 120 000 030 00 马家河86 71 1738 5524 700 0030 005 0874 090 000 080 00 东护城河171 83 3025 6515 430 0210 008 5487 550 000 050 00 药厂河149 52 7414 958 970 1590 595 5824 580 000 110 00 东郊沟174 03 3591 8260 210 0160 0012 22011 220 001 20 20 龙亭湖98 81 471 070 000 0020 003 5472 550 000 030 000 4022 354 522 77 包公湖79 50 992 040 360 0020 003 9432 940 000 030 000 2901 425 043 20 2 2 2 地下水体污染特征 开封城区地下水水质监测结果表明 开封市城区已经没有符合 水质标准的地下水 全部为劣 类水 主要超标的化学类污染物质为亚硝酸盐和锰 其次为总硬度 以 caco3计 氟化物和铁等 详见表 4 此外 测井中总大肠菌群平均值为 65 个 l 超 类标准 20 67 倍 最大超标倍数达 75 67 表 4 开封城区地下水水质监测结果 检测因子总硬度氨氮亚硝酸盐 硫酸盐挥发酚氟化物汞铅砷镉铁锰溶解性总固体 测井总数16161616161616161616161616 浓度均值 mg 1 475 50 0290 037128 470 0011 060 000 120 0150 0030 000 50 2260 121835 88 均值超标倍数 2 170 4527 001 570 000 061 402 000 004 001 261 421 79 0 580 452 700 000 000 060 000 50 000 000 131 420 67 0 060 000 850 000 000 060 000 000 000 000 000 210 00 0 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 00 注 表中均值超标倍数分别为超 地下水质量标准 gb t14848 93 类标准的倍数 首先沿河地下水受到了严重污染 浅层地下水已经不能直接饮用 造成沿河地下水污染的主要原因有自 然和人为两方面 自然原因 浅层地下水的上部隔水层往往不是连续分布的 上层滞水则与浅层地下水直接 相通 这就为地表水体中的污染物进入地下含水层提供直接通道 浅层地下水容易因地表水污染而污染 再 者 地下水中氟化物超标主要是由于地质原因造成的 由于特殊的地质原因 开封市大部分地区都位于地下 高氟区 浅层地下水和中深层地下水氟超标较为普遍 人为原因 一是地表河流水体污染是造成其浅层地下 70 河南大学学报 自然科学版 2005 年 第 35 卷第 4 期 水污染的人为因素之一 椐地下水水质分析数据表明 地下水中的大肠菌群 氨氮严重超标 而大肠菌群和 氨氮的来源就是进入河流的生活污水和农田退水 二是沿河两岸分布水井为地表水体中的污染物进入地下 水提供了便利 其次自备井布局及其结构不合理 导致浅层水和中深层水位下降 形成复合漏斗 开封市城区自备井布 局存在 三集中 现象 即开采层位集中 开采区集中和开采时间集中 开封市城区自备井结构不合理 据不 完全统计 城区 60 以上的中深井均未进行严格止水 为浅层水和中深层水混合开采的 通天井 已被污染 的浅层水流入下部取水段 造成部分地区的中深层地下水受到污染 正是由于开采地下水的 三集中 现象 和 通天井 的影响 开封市城区浅层水位和中层水位较大幅度下降 形成了复合漏斗 另外违章小浅井密布 水资源浪费严重 据初步调查 小浅井共有 2 224 眼 其密度是北区最高 南区最 低 小浅井用途较广 主要用户有洗浴池 饭店 居民生活 工厂 集贸市场 洗车 学校 加油站 养渔场 旅游 景点等 这些小浅井水质状况普遍较差 有部分小浅井水质污染严重 占小浅井总数的 38 35 这些小浅 井大部分分布在水质较差 应禁止饮用区 再加上这些小浅井施工简单 卫生防护条件差 这部分小浅井的水 质只会越来越差 势必进一步加剧浅层水和中深层水的污染程度 2 3 水资源严重短缺 开封市多年平均水资源总量为 12 202 3 108m3 其中地表水资源量 天然河川径流量 4 577 4 108 m3 地下水资源量 9 466 0 108m3 重复计算量 1 841 1 108m3 全部水资源中可开采利用量 10 061 1 108m3 占全部水资源量的82 45 按现有人口计算 开封市人均水资源量仅有260 9 m3 分别为全国和全 省人均水资源占有量的 12 和 60 1 对开封市城市发展来讲 可利用的水资源主要为城市规划区地下水和黄河过境水 据调查 开封市城市 规划区地下水可利用量多年平均值为1 896 108m3 其中浅层地下水为1 208 108m3 中深层地下水为0 286 108m3 深层地下水为 0 402 108m3 黄河过境径流量 多年平均 的最大可取用量 2 289 108m3 由此计算 开封市城市规划区人均可利用水资源量仅有 538 m3 这一数值仅占全国人均水资源量的 23 距离河南省人均水资源占有量的 640 m3还差102 m3 若按人均水资源量不足1 000 m3的城市即为缺水城市 的世界标准衡量 开封市应属极度缺水城市 随着社会经济的持续发展 开封市水资源短缺情况将会愈来愈 严重 3 成因分析 由于开封城独特的地理位置 历史上多次受到黄河泛滥的影响 造成了城区内外河流纵横和坑 塘 湖遍 布的奇特水文景观 北宋时期的开封之所以兴盛就是因为其水系发达 1970 年代的开封城区约三分之一为 河 湖 沼泽地 水面面积很大 随着人口的急剧膨胀和市政建设的快速扩张 市内水面萎缩现象严重 原有 的 1 300 多 ha 水面现仅剩不足 1 000 ha 包括龙亭湖 包公湖 铁塔湖以及残余的阳光湖和西北湖等 水面 萎缩导致了开封市城市生态功能下降 生态环境恶化的不良后果 黄河少水和断流现象严重 特别是近 20 年 在气候和人为因素的综合作用下 干旱年份黄河开封段时常出现少水或断流现象 1997 年就曾发生过断 流 100 天的记录 黄河少水或断流对开封市用水安全构成了很大的威胁 3 1 人口增长过快 人口的过快增长是河湖湿地遭受严重破坏的主要原因之一 1980 年到 2000 年的二十年间 开封市城市 人口已从56 57 万增加到了77 76 万 净增人口21 19 万 年均人口净增长率达16 1 人口的过快增长对 本就紧张的水资源和土地资源造成更大的压力 为了解决几十万人的居住问题 围湖填坑成了扩大城区用地 面积的最直接有效的手段 另外 对生产 生活污水的排放管理不严 导致排放过量 人口的增加 导致生活 污水排放量的增加 1996 2000 年 全市生活污水排放总量为 22 119 万 t 占排放总量的 50 4 而且随着 社会对于工业排污限制的逐步加强 随着人民生活水平的提高和大量含污日用品的使用 生活污水占总量的 比例已经有 1996 年的 34 5 上升到 2000 年的 65 2 生活污水已成为开封市最大的污染源 3 2 发展理念出现偏差 开封市2000 年国内生产总值 gdp 为226 24 亿元 按当年价格计算 人均 gdp 4 876 元 城镇居民人 均年纯收入 4 418 元 农民人均年纯收入2 096 元 其中第一产业72 48 亿元 占全市 gdp 的32 04 第二 杨永芳 等 开封市水环境问题研究7l 产业 80 l9 亿元 占全市 gdp 的 35 44 第三产业 73 57 亿元 占全市 gdp 的 32 52 2000 年全市三 项产业构成之比为 32 0i 35 5i 32 5 呈 二 三 一 结构 l 产业结构不尽合理 产业内部受技术 经济条件 的影响发展不均衡 如农业生产多年来依然是采用传统的漫灌为主的高耗水形式 开封市每年消耗的 9 亿立 方米左右的水资源中农业生产占 80 以上 在未来的发展目标中 高新技术产业和生态节水农业仍未提到 应有的高度 另外 水资源浪费十分严重 水资源的重复利用率低 大量可重复利用的二次水白白流失 3 3 法律和整体意识淡薄 多头执法 削减法律效力 开封市环保局作为水污染防治的统一监督机关 具有对全辖区工农业污染防治作统一规划 整体实施的 功能 监督辖区内对生态环境有影响的工农业活动和一切资源开发利用活动 有对全区污染物排放总量计划 控制的执法职能 水利局是水资源统一管理与监督的部门 负责区域内水资源 地表水 地下水和过境水 的 开发 利用和保护工作 有控制向饮用水区水域排污 监测河湖水质 水量 审定水域纳污能力等执法 监督职 能 两部门在实施流域污染防治规划 污染物排放总量控制和审定水域纳污能力方面存在相当多的工作重 叠 而两部门都拥有制定规划 执法 实施 监督 监督实施 三项职能 容易造成部门间规划 政策和执法过 程的分歧 由此削弱法律法规的实施效力 长期以来 我国城市地区的水资源开发及水环境保护的基础设施 建设都由市政和建设部门负责 如居民 企事业单位的供水 排水 污水处理管网建设等 使完整的 实现供 水 城内循环 排水 污水处理 排污监督 水管理链条分段监管 造成多头管理或责任不明 3 因此增强部门间的协作 提高水利用率与水环境保护管理效率是开封市水资源利用和保护的关键 3 4 清洁生产水平低下 水价偏离水资源价值 长期以来 水环境价值一直未得到人们的正确认知量化和合理评价 把水环境的价值仅仅归结为水资源 的价值 事实上 水环境的价值首先决定于它对人类的有用性 其价值的大小则决定于它的稀缺性和开发利 用条件 对不同丰度 不同品种 不同质量和不同时空条件等 水环境的价值均不相同 水资源的价值只是水 环境价值中有形的物性产品价值 它等于水环境的实物量乘以价格 而水环境的价值 还包括其生态价值 水 环境容量价值和水资源产品价值 比如 市区内水面的价值 除了具有提供水资源等有形的物质性产品的资 源价值以外 还具有提供环境和生态用水 调节气候 旅游观光 保护生物多样性等多种无形的生态价值功 能 水资源一直被认为是一种无限量的资源 可以满足人们日益增长的生活 经济活动需求 所以在水价的 制定中未正确反映水资源的价值 而且为了促进工农业生产的发展 将水价长期稳定在较低水平 开封市每 年投入到水管理基础设施的运行 维护 建设等成本相当高 而开发水资源 治理污染和处理污水的总投资又 较少 形成现行水价较低 价格长期偏离价值 使人们淡忘了节约用水之根本 开封市现有大中小企业 4446 家 在众多企业中 生产水平低下 生产技术落后 企业受经济技术条件的限制 均未实行严格意义上的清洁 生产 因此 消耗水资源较多 水循环和二次水利用率不高 4 调控对策 城市水环境问题是一个区域水资源开发 利用和保护的重大问题 取决于多目标 多种约束条件的优化 决策 所以只能采取综合防治的途径和措施 开封市目前的水生态环境状况和中国中西部绝大部分城市相 同 因此研究开封市水环境状况及调控对策对其它城市具有一定的理论和实践意义 4 l 建立健全水资源保护和利用的法律法规体系 必须坚持可持续发展的原则 以 环境保护法 水污染防治法 水法 等法律法规为准绳 实行政府 宏观调控 行政管理和环保教育相结合 把转变经济增长方式与调整产业结构相结合 把节水与污水资源化 相结合 在采取综合措施的基础上突出重点 实现经济效益 社会效益和环境效益三者的有机统一 4 开封 市水环境的规划目标应该分期 分区 分项 分群 逐步落实 利用政府的功能 建立健全相应的法制规范体 系 如依法对新建项目进行生态环境影响评价 制订开封市生态环境管理制度 严格查处各类非法破坏生态 环境事件等 根据综合整治规划对污染源的要求 通过限期治理 集中处理 禁止无证排放 制定排污去向或 缓期集中处理等管理手段 使综合整治规划依靠法治 行政等措施得以强制实施 同时 加强各项环境法律 制度之间的协调性 统一性 互动性 使各项制度联合发挥其整体效应 5 如对新建项目的环境影响评价制 度与排污申报登记制度可采用协调处理的方式 即环境影响评价未通过的建设项目 主管部门不应下达设计 72 河南大学学报 自然科学版 2005 年 第 35 卷第 4 期 任务 规划部门不应办理规划许可证 土地部门不应办理征地手续 工商部门不应办理工商营业执照 这样从 点到面对污染企业实行监控 并依赖于各部门 各项法律法规的协调运作 既提高了执法效率 也降低了各单 项制度的执法成本 4 2 增加治污投资 提高废水处理能力 据2000 年统计 开封市现有废水处理设备80 套 其中正常运行72 套 废水处理设备总价值l l7 亿元 2000 年运行费用 l 838 l 万元 2000 年开封市工业废水处理量588 万 i 但仍有503 万 i 废水排出 因此 开 封市现有的污水处理设备设施是远远不够的 政府和社会需要加大治污投资 在五县农村地区 建立高效节 水的生态农业示范园区 提高二次水的利用率 充分利用水资源 有利于改善农业用水缺乏的问题 在市区 对严重污染水源的企业应依法取缔 对一般企业应鼓励进行清洁生产 实现企业生态化建设 开发无污染型 的高新技术产业 实现工业的可持续发展 4 3 正确评估 量化水环境价值 健全水收费制度 水作为人类社会发展必不可少的资源 它的取得与分配对开封市区域经济的发展和人民群众的生活质 量起着至关重要的作用 在现阶段 正确量化和评估水环境的价值 深入调查分析市区实际情况 充分考虑 引起水资源价值突变的各种因素 对水环境的正 负价值建立一套合理的评估系统 确定各功能不同的水资 源的价格 因此 在进行水资源管理时 有关部门应健全用水收费制度 凡一切用水单位 个人均应根据用水 水质 水量 水的开发 输送 处理 水的环境经济价值来缴纳水费 对超出定额用水标准的部分要累计收 费 6 并区分不同用途 制定不同的价格体系 可将其分为生存水价 发展水价和奢侈水价 刺激用户采取节 水措施或采用新设备 新工艺节约用水 抑制水资源需求的快速增长 实行 核定限额 超额加价 的制度 在