孟州市水环境问题分析

孟州市水环境问题分析

1河南孟州市水环境现状水环境是指自然界中水的形成、分布和转化的空间环境。它是指围绕人类空间和相对间接影响人类生活和发展的水体。水在地球上处于不断循环的动态平衡状态。水环境是构成环境的基本要素之一,是人类社会赖以生存和发展的重要场所,也是受人类干扰和破坏最严重的领域。水环境的污染和破坏已成为当今世界主要的环境问题之一。河南孟州市水环境是指分布在孟州市境内的包括农村地区的河流、沟渠、池塘、水库等地表水体以及地下水体的总称。孟州市计有乡镇(办事处)13个,村民委员会273个,总人口37万人。健康的可持续的水环境不仅为居民和牲畜所需,还调节着四季的雨洪旱涝,影响着农业生产。然而,近些年来,孟州市水环境污染十分严重,水环境状况日益恶化,污染事故时有发生,不仅危害粮食生产,而且直接威胁着居民的身体健康。2地下水分布现状孟州市位于河南省西北部,焦作市西南部,属县级市,隶属焦作市管辖,地处黄河峡谷出山口北岸。地理坐标:东经112°33′-112°55′,北纬34°50′-35°02′之间,北和沁阳市、济源市毗邻而遥望太行山;东以猪龙河为基本分界,与温县隔河相望,西跟济原市、洛阳吉利区并靠接壤,南以黄河为界,同孟津县、偃师市、巩义市隔河凝眸眺望,东西最长处33km,南北最宽处25.75km,全市总面积541.61km2,见图1。孟州市地形特点是“西岭、南滩、东平原”。西部黄土丘陵区,地面起伏,沟壑纵横,海拔高程自305.9m至140.0m之间,面积约157km2;南部黄河滩区,是黄河中游丘陵峡谷性河道向下游平原游荡性河道过渡地段,高程自120.0m至110.0m之间,面积为150km2;东部平原区系黄河冲积平原,是黄河出峡谷后形成冲积扇的一部分,面积为211km2;地面高程自108.5m至140.0m之间,地势平坦,但在中部南庄一带,较周围地势高3～7m,形成一个土岗,俗称青峰岭,呈东西方向延伸,土岗南部陡坎与河滩地相接。市境内地表水有黄河、蟒河、改道蟒河(蟒改河)、猪龙河4条河流和引沁济蟒渠,多年来地面径流量平均0.712亿m3,占全市水资源总量的37.5%。其中黄河从市境南流过,长26km,蟒改河发源于山西省阳城县花野岭,流经济源、孟州市、温县和武陟县四县区,于武陟县大封乡入黄河,流经孟州境内总长34.5km;猪龙河位于孟州市境内东北部,在武桥村东北与济蟒截排相汇合,入老蟒河。孟州市水库数量众多,但较大的水库有市最北边的白墙水库,西北岭区的顺涧水库、柴河水库以及汤庙水库。白墙水库又名谷旦水库位于孟县、沁阳、济源交界处,面积约333hm2,平均水深2m。顺涧水库位于孟州市槐树乡顺涧村东北,位于黄河支流汶水河上,控制流域面积31.26km2,总库容1755万m3。孟州市地下水分布可分西部岭区、东部平原区以及南部黄河滩区。西部岭区地下水埋深一般25～40m,深达100m,无好含水层,地下水贫乏,只能解决人畜用水及局部浇地;东部平原区地形较平坦,蓄水条件较好;南部黄河滩区因有黄河测渗补给,地下水资源丰富。3孟州市水环境现状3.1水资源利用比例孟州市水资源总量1.912亿m3,地表水径流多年平均为0.712亿m3,地下水多年平均1.2亿m3。人均大约514m3,而人均可利用水资源仅为477m3。据权威评价结果显示,世界人均水资源占有量为7800m3,我国人均水资源占有量2100m3,孟州市人均可利用水资源量仅为全国的四分之一,世界的十六分之一,与联合国确定的人均水资源量1000m3的水资源警戒线标准差距甚大,属重度贫水区。3.2地下水资源现状由于地下水的大量开采,孟州市东部自20世纪70年代以来,地下水位以年均近30cm的速度下降,目前地下水埋深已降至30m左右,形成了青风岭地下水漏斗区。随着地下水漏斗区水位的不断下降,造成了不能满足工业和生活正常用水、机井报废、取水成本增加、生态环境恶化、地下水补给困难等诸多问题,并形成了地面沉降的隐患。青风岭是豫西北沿黄河北岸一种整体凸起、连绵延伸的地形。青风岭漏斗区属浅层地下水漏斗区,位于焦作市西部,包括沁阳市的沁南,温县、孟州市的大部及武陟县沁南的西部。以温县林召为中心,西至孟州市城区、东至武陟县的后阳城、北至沁河、南到蟒河,东西长约65km,南北宽约16km,总面积达760km2,是河南省第二大漏斗区(最大的漏斗区是安阳-鹤壁-濮阳漏斗区,面积5648km2)。河南省地质调查院出示的资料显示,1980年后,为满足工农业生产发展需求,漏斗区大力发展井灌,连续超量开采地下水,致使地下水位连年下降。1990年之前,地下水位年均下降0.51m;1990年后,年均下降0.64m。2001年底,漏斗中心(温县祥云镇、林召)最大埋深16.19m。而1957年,水井埋深大部分小于4m,只有部分地区在4～6m。现在,打井约70m才能见到水。孟州西部岭区地下水资源由于埋深大,一般20～40m,深达100m,无好含水层,地下水贫乏,只能解决人畜用水及局部浇地,地下水允许开采量为1754万m3/a,矿化度小于0.5g/L。南部黄河滩区地表全为砂土覆盖,有利于降雨入渗。由于有黄河测渗补给,地下水资源丰富。地下水埋深2～5m,多年平均地下水可采资源为2172万m3。地下水是一种有限的宝贵自然资源。由于地下水的隐蔽性、不可逆性、构成因素的多样性和系统的复杂性,一旦被污染,则难以再恢复其原来状态。尹国勋等(2008)在孟州共布置了34个地下水监测点,检测结果显示只有7个未超标点位。孟州达到I类水质标准的监测点没有,水质达到II类水水质标准的监测点在孟州范围内仅为38%,水质达到III类水水质标准的监测点在孟州范围内为61%,其余均在IV类之外。究其原因,平原地带在接受雨水等补给时,将土攘中可溶性盐类带人水中;部分井位长期接受蟒河污水的补给,防污与自净能力较差;孟州东部平原区众多乡镇企业,尤其是皮毛加工业排放的大量污水长期的、持续的向地下渗透;人类活动、农田用肥、生活污染等对地下水质的影响都是重要的原因。3.3地表水保护3.3.1污染源总体情况蟒河是孟州的母亲河,是直接流入黄河干流的一级支流。流经孟州市全长34.5km,安全流量50m3/s,平均年引水流量达1.16亿m3入白墙水库。付铭韬(2011)在2010年11月和2011年3月在蟒河9个水功能区布设断面进行水质检测的结果显示,蟒河9个水功能区中蟒河晋豫自然保护区河段11月、3月均无水;蟒河济源排污控制区和新蟒河孟州排污控制区没有设定水质目标,没有进行达标评价;其余6个水功能区仅有蟒河济源景观娱乐用水区在2010年11月份满足水质目标要求,其余均不达标,两次检测均为劣V类。由此可知,蟒河水功能区达标率很低,小于20%,蟒河水质整体状况较差。此外,2010年11月和2011年3月对水质检测项目浓度分布情况都显示高锰酸盐指数、氨氮、总磷、氟化物浓度存在逐步上升趋势,尤其在新蟒河河段,污染物浓度大幅上升,氨氮超Ⅴ类水质标准近6倍,总磷超Ⅴ类水质标准6倍多,氟化物超Ⅴ类水质标准近3倍,高锰酸盐指数超Ⅴ类水质标准0.3倍。不同监测时间的监测结果表明:污染物沿河流方向浓度分布较为一致,3月份污染物浓度总体有所上升,总磷上升幅度较大,高锰酸盐指数、氟化物在新蟒河段明显上升,2011年3月污染物浓度比2010年11月有所升高,水质有变差趋势。2009年位于蟒河中游的孟州市白墙水库曾出现大批死鱼,先后死了15万kg,死鱼带“绵延”有9km。死鱼主要是因为蟒河上游流入水库的水中有大量的污水,检测结果显示水库库区内水质为劣五类。3.3.2污水的向西七八公里的水体污染严重,有高效的渗透排放系统和分布随特定黄河目前流量为600m3/s,即5184万m3/d,根据河南省黄河取水许可总量控制指标细化方案(2009)焦作市取水许可指标为2.35亿m3/a。自上游小浪底水库修建之后,水量比较稳定,但孟州市对黄河下游的造成的污染不可低估。据当地居民反映,孟州市向西七八公里的西虢镇产业聚集区,聚集了一批污染企业,每天污水的排放量约有1万t。通过庄稼地间的污水河,冒着白沫的废水从长长的排污暗渠流到距西虢镇产业聚集区几公里外的明沟里,然后顺着明沟直奔黄河而去。河水异常浑浊,呈红褐色,散发着几乎令人窒息的刺激性气味。此外,孟州市分布的大大小小的皮草行业也都是高污染行业,这些企业排出的大量污水最后也都欢快地流入了黄河。有些污水在途中渗入地下,污染地下水。在孟州东部,有些水井打了98m深,打出来的水竟然是灰白色的,一杯水电子分解沉淀后有三分之一都是黑色的沉淀物,附近村民近年有十多人得怪病而死,显示其对附近环境及下游黄河的污染已相当严重。3.3.3产业集聚区供热引沁济蟒渠孟州境内全长14000m,目前允许引沁灌区引水量3.80亿m3,水质较好。引沁渠为西部干旱岭区唯一地表水源,主要用于农业灌溉、水库补给、调蓄等。引沁渠水有一部分水用于补给顺涧水库,通过顺涧水库向用水大户-孟州西部产业聚集区供水。孟州市产业集聚区供水工程近期(2012)供水规模为3.5万m3/d,即1277.5万m3/a。目前,其供水部分取自地下水,部分来自顺涧水库。按集聚区综合排污系数0.8计,集聚区排污量为1022万m3,其纳污河道为漭河,漭河下游直接排入黄河干流。3.3.4被杀生动物较多黄河湿地保护也不乐观,孟州东边的武陟县有人把黄河湿地开发成庄稼地。在临近孟州的温县,有人在保护区猎杀野生动物,致使其数量日益减少。在孟州市的白墙水库黄河湿地国家级自然保护区内人为放炮,吓走了成群的鱼鹰和白天鹅。顺涧水库是孟州市西部最大的水库,西部产业集聚区的大部分水供应来自顺涧水库。可附近的炼油厂产生的污染,对顺涧水库构成了严重的威胁。4孟州农村水环境4.1污染了农村地区大量的地下水除上面所述的水体之外,孟州农村地区尚分布着大量的乡村小型、微型水库、水池、沟渠、水塘、水窖,它们有的有少量存水,有的处于干涸状态。雨季有客水补给时径流增大,干旱时处于有少量径流或干涸状态。然而乡镇企业的蓬勃发展,在带动农村小城镇的复苏和兴起的同时,也在严重污染着这些众多的小型水体。孟州市西部有不少设备简陋的炼油厂,靠焚烧废旧轮胎炼油,其造成的污染十分严重,东部地区的皮毛加工业有过之而无不及。这些污染物随降雨流入沟渠、农田、水库、池塘等,最终渗入地下污染宝贵的地下水资源,最终流入蟒河、黄河污染了地表水,渗入农田破坏了耕地。此外,由于市区环境污染的严厉制裁,许多污染严重的企业转移到了郊区农村,从而使郊区的污染程度明显高于市区。近年来,污染的范围与程度均有迅速蔓延和加重的趋势。4.2污染的主要影响因素随着点源污染的控制,农村面源的污染已成为水环境污染的主要影响因素。农村面源污染主要来自农业使用的化肥和农药残留物被雨水淋溶后进人水环境,以及水土流失过程中土壤养分和有机质随泥沙一起被带入水环境。4.2.1地下水硝态氮污染程度高化肥的不合理施用,主要表现在过量施用氮肥和磷肥、钾肥施用不足,从而导致土壤板结、耕作质量差,肥料利用率低,土壤和肥料养分易流失,并造成对地表水、地下水的污染,水库、池塘富营养化。中国农业大学在孟州市邻近的温县的调查表明,高产农区和高产田块地下水硝态氮污染程度明显高于中低产农区和田块。由于大棚农业的普及,地膜污染也在加剧,大量废旧地膜遗留在耕地中,因其难以降解,已对土壤造成污染。4.2.2加工废水的排放孟州农村每年都使用大量农药。农药对水体的污染来源于:①直接向水体施药;②农田使用的农药随雨水或灌溉水向水体的迁移;③农药生产、加工企业废水的排放;④大气中的残留农药随降雨进人水体;⑤农药使用过程中,雾滴或粉尘微粒随风飘移沉降进人水体以及施药工具和器械的清洗等。一般来讲,只有10%～20%的农药附着在农作物上,而80%～90%则流失在土壤、水体和空气中,在灌水与降水等淋溶作用下污染地下水。不同水体遭受农药污染的程度的次序依次为农田水—田沟—水径流—水塘水—浅层地下水—河流水—自来水—深层地下水—海水。4.3污水灌溉存在的问题近年来,由于严重缺水,污水灌溉有扩大趋势,而且污水水质发生明显变化,水中污染物浓度增高,有毒有害成份增加,如蟒河两岸的灌溉区。由于大量未经处理的污水直接用于农田灌溉,水质超标、灌溉面积盲目发展,已经造成土壤、作物及地下水的严重污染。污水灌溉已成为孟州农村水环境恶化的主要原因之一,直接危害着污灌区的饮水及食物安全。存在的问题表现在:①污水处理跟不上,污灌水质超标、农田污染增多;②污灌面积增多,监控、管理体系不健全;③河道灌溉功能退化,在市效区大都变成污水排放的河道;④污水灌溉研究严重滞后。4.4畜禽粪尿污染增加近年来孟州城乡畜牧业规模发展迅速,在市郊区及农村地区建立了一大批养殖厂,由此而带来了畜禽粪便废弃物的排放处理和污染问题。此外粪尿中大量氮磷渗人地下,使地下水中硝态氮、硬度和细菌总数超标。水产养殖业也对一些池塘、水库造成污染,其污染的来源包括鱼类粪便、饵料沉淀、为使水生植物生长而撒播的各种肥料。4.5生活垃圾生产孟州市生活垃圾数量很大,若按市区每人每天1kg计,孟州市区按8万人计算,每天产生8万kg,或80t垃圾;若农村按每人每天产生0.5kg,农村人口按29万人,则每天产生14.5万kg或145t垃圾。合计每年将产生约8.2万t垃圾。同工业垃圾一样,孟州市生活垃圾利用率极低,大部分都露天在城郊和乡村堆放,这不仅占去了大片的可耕地,还可能传播病毒细菌,其渗漏液也污染地表水和地下水,导致生态环境恶化。很多村庄陷人了垃圾的包围之中,大量生活垃圾的产生和累积,加剧了孟州农村生态环境的恶化。4.6企业污染严重孟州市乡镇企业布局分散,部分企业设备简陋、工艺落后,企业污染点多面广,难以监管和治理,因此这些企业排放的废水、废气、废渣、以及扬尘、噪音,都不同程度地对空气质量、地表水,浅层地下水及土壤等造成污染。5孟州水环境管理措施5.1水环境存在的问题进入新世纪以来,我国社会和经济进入高速发展期。在当前和可预见的将来,孟州农村的发展仍将经历着农业产业化与农村城镇化的深刻变革。因此,孟州农村产业化与城镇化的联动必将深刻影响着孟州农村环境的变迁,农村水环境的变化也必然受这个内在因素的支配。农村水资源和水环境承受的压力也会相应加,在这种背景下,坚持可持续发展战略,有效解决日趋严重的资源环境问题将显得更为迫切,需充分认识到这一任务的艰巨性和长期性。在对孟州农村水环境现状与水环境容量进一步了解的基础上,进一步跟踪当代孟州农村最新的发展趋势,充分重视对现代农业集约化发展带来的更大规模的非点源污染问题,以及孟州农村小城镇建设带来的农村生活污水和水环境污染问题,并结合各种经济、法律、政策、宣传教育、水污染治理技术等综合手段,加强农村地区和小城镇地区的环境规划,加强各项环境管理措施,防止农村水环境进一步急剧恶化。5.2人与资源、环境关系的协调经济的发展,农产品需求量的增长,对合理利用资源认识的不足,导致在不同程度上对资源采取掠夺式开发,破坏了人与资源的平衡关系,人口、资源、环境三者之间的矛盾更加突出。协调三者的关系,关键是提高人口素质包括文化素质、科技素质和社会公德。应加强生态、环境知识的教育和普及,认识到农村生态环境恶化的现状及其危害,应有危机感,紧迫感和责任心。5.3水资源的污染治理根据孟州市的具体情况,可将孟州水资源差异分为西部岭区、东部平原区以及南部黄河漫滩区,进而确定不同的环境保护目标和发展思路。目前东部平原区污染较为严重,可一方面着重保护现有水资源,另一方面着重解决蟒河污染问题。蟒河污染治理的核心是限制沿途企业的污染排放,或经污水处理合格后再排放。西部岭区水资源相对贫乏,地下水埋深大,但水质相对良好,因此应特别注意保护现有水环境,避免污染地下水。西部岭区的水库主要靠引沁补给,应使企业远离库区。南部黄河滩区因属黄河漫滩相地下水资源很丰富,埋藏浅,但也最易污染,应禁止任何污染源的靠近。西部产业集聚区靠近该区,应严防污染附近的地下水。总之,无论是哪一个区,在制定水环境保护措施时,都应该结合自身的经济、环境特点,寻找适合本区的水环境治理和保护措施。5.4控制污水处理设施影响农村水环境的污染源很多,全面治理尚存在诸多困难,但可先重点治理污染较严重的、影响较恶劣的、居民意见较大、造成的实质危害较严重的的污染源。主管部门应实抓而不是虚抓,企业应自觉,污水处理后排放而不是未经处理就排放或偷排、夜排。污水处理设施应常态运转而不是摆