桂林市水环境问题分析与对策.doc

.第 7卷第 1期中国人口 资源与环境 V o l. 7, N o . 11997年 3 月 C HIN A P O P U L A T IO N , R ESO U R CES AN D EN V IRO N M EN T M a r. , 1997桂林市水环境问题分析与对策杜鹏飞杜文涛钱易(清华大学环境工程系 , 北京 , 100084)摘要本文分析了 桂林市面临的缺水、 水污染严重、 水环境设 施不足、水旱 灾害加剧等水环 境问题及原因 , 并探讨了解决问题 的对策: 对 水资源的保护与开 发实行统一规划和管 理 ; 保护 水源林 , 提高林木覆盖率 ; 采取适当的蓄水补水工 程措施 ; 提高环保投入 , 加强污染综合防治 ; 节约用水大有潜力 ; 合理布局 ,优化产业结构。关键词水环境 ; 水资源 ; 给水排水 ; 水污染一、桂林市水环境状况(一 )桂林市的水系桂林市境内主要河流有漓江及桃花江、桂柳运河 (相思埭 )、义江、大江、金宝河、遇龙河、大 源河等 ,均属珠江流域西江水系。 全市境内河流总长度 6 92. 9 7km ,集水面积约 3 971. 09k m2。 大部区域属漓江流域 ,另有一部分属柳江流域。漓江是桂林市及桂林地区的主要河流 ,发源于猫儿山东麓 ,属西江水系桂江上游 ,大溶江 汇合口至平乐一段称为漓江 ;流经桂林、阳朔部分总长度 116k m,其中市区部分约 40km。桂林 上游集水面积 2 8 60km2 ,多年平均流量为 1 20m3 /s,最大流量 3 92 0m3 / s,最小流量 3. 8m3 /s , 年平均径流量 37. 74亿 m3。年平均含沙量 0. 020 0. 0 91kg /m3。桃花江是漓江最大的支流 ,集 水面积 300k m2。 此外漓江的支流还有小东江、相思江、 南溪河、宁远河以及灵剑溪等。桂林市的湖塘主要有芳莲池、桂湖、 榕湖和杉湖 ,芳莲池位于城市西北郊 ,桂湖、 榕湖和杉 湖位于城市中心区 ,这些湖塘与漓江及其各支流构成了桂林市水系 ,历史上所有这些水体都是 相通的。桂林市地下水主要有孔隙水、岩溶水和裂隙水三大类 ,市区有地下河 9条 ,地下水量丰富 ,埋藏浅、分布广 ,贮藏量约为 30. 2 522亿 m3。(二 )给水状况桂林市的给水事业发展很快 ,解放初期全市供水能力仅 3 000t /d ,用水普及率约 10% ,人 均用水量为 22 L /d。 桂林市现有自来水厂四座 ,全部以漓江水为水源。 总供水能力 3 2. 5万 t / d , 1994 年全 年 供水 8 21 7 万 t, 供 水 管网 总 长 2 20. 5k m , 服务 人 口 36. 5 万 , 用 水普 及 率97. 7% ,人均用水量达到 27 8. 3 L /d。 另有自备水源 2 00多处 ,其中以地表水为水源的为 17. 5万 t /d ,以地下水为水源的 12. 5万 t /d。(三 ) 排水状况1994 年桂林市区工业废水排放量为 2 913 万 t ,其中直接排放江、河、湖的废水量为 2 093收稿日期: 1996- 10- 31作者简介: 杜鹏飞 ,男 , 26岁 , 博士 , 研究方向为水环境 污染控制 ,主要代 表论著有中国 农村的环境问题 与对策初探。.万 t,排入城市污水集中处理厂的废水量为 6 03万 t ,符合排放标准的废水量为 2 063 万 t。废水 中的污染物排放总量为 6 447 t。桂林市纳污水体主要有漓江干流及小东江、桃花江、 宁远河、南溪河等支流。 1994 年 ,排入 漓江干流的工业废水量为 638. 02万 t ,排入小东江的工业废水量为 1 39. 96 万 t ,排入桃花江397. 69万 t ,排入宁远河 126. 59万 t ,排入南溪河 30 1. 64 万 t。桂林现有污水处理厂四座 ,处理能力共 1 7. 85 万 t /d ,排水管总长 16 1km ,按建成区面积 计算的下水道普及率为 55% ,污水处理率 3 6. 7% 。 处理厂及管网的规模远远不能适应城市建设的发展 ,大量污水未经处理直接排放 ,导致河、湖水质恶化 ,其中污染最严重的小东江 8项指 标超过地面水 V 类水标准 ,严重威胁沿江居民健康并破坏了景观价值。(四 )防洪状况桂林市目前已建成防洪堤 20 余处 ,总长 1 8. 24k m。但大多数堤防没有经过正式的设计 ,多 属挡土墙性质 ,防御洪水能力较低 ,防洪工程设施尚达不到 1 0年一遇的洪水标准。桂 林以 上漓 江流 域已 建 有水 库 2 0 座 , 总有 效库 容量 4. 572 亿 m3 , 水 库总 集 水面 积597. 6km2 ,占流域面积 20. 9% 。其中除青狮潭水库外 ,均属小型水库 ,调节能力差 ,防洪效果不大。 并且各水库普遍存在着工程质量差的问题。二、主要问题及原因分析(一 ) 缺水桂林市是全国年降雨量最高的城市之一 , 多年平均降雨量 1 894. 39mm ,市域内水系发 达 ,地表水及地下水资源可谓丰富 ,说桂林市缺水似乎是杞人忧天。然而 ,桂林市不仅存在潜在 的缺水威胁 ,而且目前已初露端倪。根据人畜饮用水、工农业生产用水、旅游航运用水以及维持 环境生态平衡等需要 ,漓江在枯水期缺水 1. 3 亿 m3; 按照桂林市社会经济发展预测结果 ,到2000 年桂林市将缺水 2. 08亿 m3 ,到 20 10年将缺水 4. 5 9亿 m3。桂林市的缺水问题表现如下:1. 水体污染引起的暂 时性供水不足或中断桂林市的净水厂均以漓江为水源 ,近些年由于漓江有机污染加重 ,藻类大量繁殖 ,从而导 致的供水事故时有发生。特别是枯水期 ,因水量严重不足、污染加剧 ,使得问题更为突出。最严 重的一次曾导致水厂停产三天 ,全市水荒 ,严重危及人民生活和工农业生产 ,造成巨大损失。2. 漓江枯水期航运用 水严重不足漓江枯水期是指月径流量低于全年径流量 5% 的时期。 漓江维持正常航运所需的流量是 不低于 3 0m3 /s ,而枯水期平均流量不足 1 0m3 / s,严重地制约了桂林市水运及旅游航运的发展 , 并且呈现出恶化的趋势。表现为两点: 一是枯水期延长 ,已由过去的 3 4个月延长到目前的 6 个月 ;二是枯水期流量逐年减少 ,已由过去的 1 2 1 6m3 / s减少到 8m3 /s 以下。 究其原因 ,主要 有以下几点:( 1 ) 水源林面积减少、 单位蓄积量下降、 郁闭度降低 ,导致土壤腐植质层减少、紧实度增 加 ,调节水量、 涵养水源的能力急剧下降 ,水土流失严重 ,流水暴涨急落现象加剧。 据调查 , 3 0 年内水源林蓄积量共减少 184万 m3 ,总共下降了 34. 2% ;( 2 ) 农业用地大量施用化肥 ,造成土壤板结 ,土壤含水量大为减少 ,使枯水期地下水补给越来越少 ;( 3) 在河道上挖沙取石、盲目的疏浚航道不仅破坏了河床的自然形态和景观效果 ,而且造成水位下降加剧了枯水状况。 据桂林市水文站 1988 198 9年观测 ,流量 30, 1 5, 7m3 /s 的相应水位比前 30 年同级流量水位分别下降 15 , 28, 37cm。3. 设施不足和老化引 起的供水不足桂林市市区自来水普及率 97. 7% ,这说明至少有 2. 3% 的人口 ,亦即有近 1万人缺少供水 保障。 此外 ,在老城区由于供水设备老化 ,时常因维修而短时中断供水。(二 ) 水污染态势堪忧桂林市水环境状况总体上不错 ,漓江干流绝大多数指标好于国家地面水环境质量标准规 定的 类水体水质标准 ,其主要支流及市内风景湖塘的水质亦基本符合 类水体水质标准。但 是桂林市水环境污染态势十分堪忧 ,表现如下: 地表水总体趋于恶化 ,尤其是石油类污染、有 机污染和生物性污染十分严重 ,反应水体富营养化程度的含氮类指标呈上升趋势 ,个别湖塘已 富营养化 ; 地下水总体污染水平呈上升趋势 ,氨氮、亚硝酸盐氮、 硝酸盐氮以及铁、 锰等指标 超标严重 ,水质较差的地下水分布面积达 7. 2k m2。造成桂林市水体污染的原因主要有以下几点:( 1) 水体自身的脆弱性。漓江及其支流是以雨水补给为主的河流 ,最大流量与最小流量相 差一千多倍 ,枯水期水环境容量过小 ,极易受到污染 ,而洪水来时 ,由于夹带大量垃圾及农业污染物 ,使得水质更差。 风景湖塘如桂湖、榕杉湖等 ,面积不大、 流动不畅、 换水周期很长、死角太 多 ,加之底泥积年不清 ,大量有机残物沉积和有害物质富集 ,环境容量极为脆弱。桂林市以岩溶 地貌为主 ,地表水与地下水转化快 ,土壤渗透性强 ,地下水防护能力较差 ,易受地上污染的影 响。( 2) 污染源控制不力。 工业污染源虽有所控制 ,特别是重金属污染基本得到了控制 ,但是每年仍有约 2 000万 t 工业废水直接排入江河湖库 ,带入大量的有机污染物、悬浮物和石油类物质 ,是水体污染的主要根源 ; 生活污染源控制不力 ,城市污水处理率 36. 7% ( 1994 年数据 ) ,未经处理的生活污水溢流或直接排入漓江 ,排污口附近河段水质明显恶化 ;农业面源污染难于 控制 ,漓江两岸农田大量施用化肥 ,造成土壤板结 ,加剧了水土流失 ,暴雨季节大量农作物秸秆、人畜粪便、垃圾等等随径流进入漓江 ,致使漓江洪水期水质最差。 此外 ,游船将各种垃圾直 接排入漓江也是不容忽视的污染源。( 3) 缺乏集中统一的全流域规划和管理。漓江上游及中游的一部分在兴安和灵川县 ,由桂林地区管理 ,中游临桂、 阳朔县由桂林市管理 ,为漓江蓄水和补水的青狮潭水库则由广西自治区管理 ; 水源林的保护和开发归林业部门负责 ,水资源的开采和利用由水利部门管理 ,工业废水的处理与排放受环保部门监督 ,城市污水的收集与处置则由市政部门管理 ; 此外 ,漓江的保护和开发还直接关系到旅游部门、农业部门和航运部门等等机构。这就给水环境的保护带来很 多困难。(三 ) 水环境基础设施不足水环境基础设施不足主要指污水处理厂及其配套的管网设施不足。 桂林市目前城市污水 处理能力为 17. 8 万 t /d ,污水处理率 36. 7% 。这在国内同类城市中已经是相当高的了 ,但是与 桂林市水污染控制的需要相比 ,与发达国家同类城市相比 ,则差距很大。桂林市排水管总长 16 1km ,按建成区面积计算的下水道普及率为 5 5% 。 目前旧城区仍是 雨污合流制 ,有的新建住区有污水干管却无配套支管 ,还有的城区污水管长期超负荷 ,大量污水直接溢流。由于污水收集系统不完善致使已经形成的污水处理能力不能充分发挥作用 ,造成 极大的浪费。(四 ) 水旱灾害加剧据史料记载 ,从宋崇宁四年 ( 110 5年 )至清光绪三十三年 ( 19 07年 )的 8 02年间 ,桂林市共 发生水灾 31 次 ,频率为 3. 87% ,其中从清顺治七年 ( 165 0年 )至光绪三十三年仅 257年中就发 生了 19次 ,频率为 7. 39% 。 然而 ,从 1913 年至今的 8 0余年中 ,已发生水灾 19次 ,频率高达23. 7 5% ,水灾越来越频繁由此可见一斑。桂林市地处丰水区 ,旱灾是极其罕见的。然而 , 1989 年夏末干旱、秋旱与冬旱相连 ,竟使得市域内 66条溪河中有 34 条断流 , 37 4处山塘和水库竟干涸了 373 处 ,漓江的流量也曾一度降至 4m3 /s ,东镇路等三个总生产能力为 2 0万 t /d 的水厂 ,因取水头露出水面 10 30cm,供水能 力骤然降至 2. 8吨 /日 ,停产三天 ,整个城市发生严重水荒 ,市郊亦有 2万余人饮水困难。为什么水灾越来越频 ,而且又出现了旱灾呢? 主要原因还是自然生态系统日益受到破坏。 枯水期越来越长、 枯水流量越来越小 ,必然伴生着洪水愈演愈烈以至成灾的局面。 所以说缺水 与水患加剧是同一个问题的两个方面 ; 此外 ,桂林市防洪设施总体防洪能力不足 ,只能抗 1 0年 一遇的洪水 ,大量湖塘被填 ,湖塘数由 1957 年统计的 63个减至现在的 20个 ,并且淤积严重 , 造成洪水的自然调蓄能力下降 ,也是一个重要原因。三、对策桂林市水环境面临的上述问题不是孤立的 ,缺水、 水污染、 水患加剧、 设施不足 ,这些问题 相互关联 ,有的互为因果 ,因此 ,必须视其为一个整体 ,针对问题的根源 ,采取措施加以解决。(一 )对水资源的保护与开发实行统一规划和管理建议成立一个强有力的漓江流域水资源管理机构 ,改变政出多门的局面 ,对漓江从源头到 下游实行全流域控制 ,正确处理好中、下游的经济效益与上游生态效益相互依赖、相互促进的 辩证关系 ,协调好自然生态系统与社会经济系统之间的矛盾 ,协调好漓江上下游不同政府部门 之间的利益及责任冲突 ,运用生态学和系统工程的原理 ,对漓江流域的水源林保护、 蓄水补水 工程、污染控制、旅游、 航运、以及资源的开发和利用等活动 ,进行统一规划和管理 ,推进水资源 的永续利用。(二 ) 保护水源林 ,提高林木覆盖率水源林是漓江的“ 根本” ,保护好水源林就是“治本”。 常绿阔叶林是天然的“绿色水库” ,涵 养水源和调节水量的功能很强 ,据测算 ,对于一次降雨过程 ,林下枯枝落叶层和土壤含水量达 到饱和时 ,贮有的水量占总降雨量的 3 0. 4% 。 全年调节水量的功能是林外草坡的 2. 4 2. 6 倍。目前漓江上游的水源林覆盖面积锐减 ,群落结构受到严重破环 ,郁闭度降低 ,已带来严重后 果。要使上游水源林覆盖率得以恢复并扩大 ,任务十分艰巨 ,不仅要立刻停止一切破坏活动 ,保 护好现存的水源林 ,而且要采取鼓励营造水源林的政策 ,有计划地开展育林活动 ,同时要调整 水源林区域的有关农、 林业生产政策 ,调整能源结构 ,以减轻对林木采伐的压力 ,使水源林保护落到实处。保护水源林虽然不能迅速改善桂林的水环境状况 ,但是却可以带来长期稳定的生态效益 ,据测算 ,保护好漓江上游现存的森林面积 ,再增加 2. 65万公顷常绿阔叶林 ,使阔叶林覆盖率达32. 9 5% ,森林覆盖率达 60. 4% ,就可使漓江枯水期各月增加流量 4m3 / s,从而使平均最低流量达到 14. 8m3 /s,枯水期可缩短至 2 个月。再配以适当的蓄水补水工程 ,则桂林市缺水的问题必 能得以解决。(三 ) 采取适当的蓄水补水工程措施修筑水库 ,蓄洪补枯 ,是解决水资源在时间上分布不均的有效措施 ,可以大大提高水资源 的利用程度 ,减少浪费。在桂林以上漓江流域已建有 20座水库 ,总有效库容为 4. 5 72亿 m3 ,水 库总集水面积 597. 6k m2 ,占流域面积的 20. 9% 。 可是除青狮潭外 ,其余水库均属小型水库 ,库 容量小 ,调蓄能力有限 ,防洪效果不大。 因此 ,应全面考察漓江上游的地质及生态环境 ,在条件 允许的地方兴修蓄水设施。跨流域调水可以缓解水资源空间分布不均 ,是解决水资源供求矛盾的重要途径。桂林市有就近跨流域调水的有利条件 ,目前正在规划中的调水工程主要有: 北水南调工程: 拟在浔江龙胜江底乡段修建高坝拦蓄洪水 ,枯水期通过隧洞引库水入青狮潭水库 ,再补水给漓江。 引水隧洞长 1 6km ,设计流量 30m3 /s ,估算总投资 9. 2亿元。 义江引水工程: 义江流域上拟建华 境、平水江水库和黄沙电站群 ,该项目综合利用这些水电工程的尾水 ,开挖浔江至义江和义江至桃花江两条引水渠 ,引水至桃花江再至漓江。 两条引水渠总长 21. 7km ,其中明渠 18. 3k m ,隧洞 3. 4km ,枯水期可为漓江补水 5 7m3 /s ,估算总投资 3 444万元。(四 ) 提高环保投入 ,加强污染综合防治( 1) 兴建城市污水集中处理厂 ,集中控制工业废水和生活污水。桂林市现有城市污水处理 能力为 17. 8 万 t /d ,预计到 200 0年需增加 4 6万 t /d 的污水处理设施 ,以保证处理率超过40% ;到 201 0年需再增加 26万 30万 t /d 的污水处理设施 ,以保证处理率达到 80% 。( 2) 推广生态农业 ,控制农业污染。 生态农业建设可以减少农业生产对化肥农药的依赖 ,减轻水土流失 ,可以综合利用和处理处置农作物秸秆、养殖业粪便、生活垃圾等等固体废弃物 ,可以改善能源结构 ,减轻对用材林的压力 ,可以在提高农村经济效益的同时 ,有效地控制农业 面源污染。( 3) 控制旅游污染。 随着旅游业的蓬勃发展 ,旅游船舶不断壮大 ,游船对漓江的污染越来 越不容忽视 ,应制定相应的法规和行政管理措施 ,防止旅游船舶垃圾继续污染漓江。(五 ) 节约用水大有潜力( 1 ) 工业用水: 1 994 年桂林市工业用水重复利用率只有 29. 79% ,而 1993 年全国城市平 均水平已达 60% ;桂林市万元工业产值的废水排放量达 43. 8 3t /万元 ,而全国城市平均水平是38. 1 3t /万元。 可见桂林市工业节水大有潜力 ,提高工业用水重复利用率不仅可以节约新鲜用 水量 ,而且可以有效地减少废水排放量 ,既降低费用又减少污染。( 2) 生活用水: 桂林市人均日生活用水量为 4 40 L,在全国城市中仅低于广州 ( 542 L) ,而远 远高于同处南方的北海 ( 3 07 L)、 海口 ( 38 5L )、 深圳 ( 27 1L )、 珠海 ( 32 2L )、 厦门 ( 15 4L )、 上海 ( 27 1L )等城市 ,更高于北方城市 ,这说明桂林市生活用水定额太高 ,存在浪费 ,必须加强节约 生活用水的措施。(六 ) 合理布局 ,优化产业结构依据最新城市总体规划 ,未来实施的西部发展战略 ,可把在其他城市组团限制或禁止发展 的工业搬迁至西城临桂组团的工业开发区 ,同时进行产业结构调整 ,淘汰高能耗、 高水耗、高污 染的产业 ,对一时无法实施“关停并转迁”的老企业进行技术改造和限期治理 ,推行清洁生产。(编辑: 田红 )参考文献 1 桂林市建设委员会编 . 桂林市城市建设志 . 广西人民出版社 , 1995 2 桂林经济社会统计年鉴 . 中国统计出版社 . 北京 , 1995 3 建设部城市节约用水办公室 . 城市了约用水十年规划要点 . 给水排水 , 1995( 10) 4 国家统计局 . 中国统计年鉴 1995. 中国统计出版社 , 1995THE AN ALYSIS AND COUN TERM EASURES OF WATER ENVIRONMENTAL PROBLEM SIN GUILIN CITYDu Pen gf ei Du Wentao Qia n Yi( T h e De pa rtm ent of Env iro nme nt al Engi ne ering o f Qing h ua U niv ersi ty , Bei ji ng , 100084)Abstract Th e mai n p robl em s of w ater envi ro nm