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長(zhǎng)江流域湖北片區(qū)典型城市水生態(tài)環(huán)境問題解析及整治對(duì)策

2023-02-07 07:54:56張妍妍王崢邱斌孫德智
關(guān)鍵詞:處理廠水體污水

張妍妍,王崢,邱斌,孫德智*

1.北京林業(yè)大學(xué), 水體污染源控制技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

2.北京林業(yè)大學(xué), 污染水體源控與生態(tài)修復(fù)技術(shù)北京高校工程研究中心

近年來長(zhǎng)江流域湖北片區(qū)水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量大幅改善,主要表現(xiàn)在長(zhǎng)江干流水質(zhì)逐年向好,但片區(qū)內(nèi)城市水生態(tài)環(huán)境形勢(shì)依然嚴(yán)峻,流經(jīng)城市的中小河流及城市內(nèi)湖污染普遍嚴(yán)重。這主要是由于城市化進(jìn)程的加快,不透水地面面積增加,城鎮(zhèn)人口不斷增長(zhǎng),工業(yè)發(fā)展迅猛等,導(dǎo)致城市生活源、工業(yè)源和面源的污染負(fù)荷逐漸加大,從而直接影響城市水體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。張海濤等[1]的研究表明,長(zhǎng)江流域湖北段城市水環(huán)境質(zhì)量保穩(wěn)定、促改善壓力大,在有效統(tǒng)籌水環(huán)境、水資源、水生態(tài)和水安全方面存在差距;張曉京[2]的研究表明,經(jīng)過多年的水污染防治,長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶湖北段地表水環(huán)境質(zhì)量總體良好,但城市內(nèi)水環(huán)境狀況并不樂觀,長(zhǎng)江、漢江沿江城市近岸存在大段污染帶,城市內(nèi)湖污染較嚴(yán)重;張中旺等[3]的研究表明,隨著城市化進(jìn)程的不斷加快,漢江湖北段水質(zhì)污染問題越來越突出,流域水華現(xiàn)象頻發(fā),水體流速減慢,自我修復(fù)功能下降。綜上,湖北片區(qū)內(nèi)城市水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不容樂觀,需要采取有效的解決措施。因此,筆者以片區(qū)內(nèi)城市建成區(qū)為研究對(duì)象,從水環(huán)境質(zhì)量、水資源、水生態(tài)和水安全4個(gè)方面解析水生態(tài)環(huán)境問題成因,并提出綜合整治對(duì)策建議,以期為片區(qū)內(nèi)城市水體污染防治提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

長(zhǎng)江流域湖北片區(qū)內(nèi)江河縱橫,湖泊密布,集水面積50 km2以上的河流有千余條,10 km2以上的湖泊有近40個(gè)。研究區(qū)內(nèi)主要水系包括長(zhǎng)江干流、漢江支流和府河支流(圖1)。長(zhǎng)江干流在湖北片區(qū)自西向東流經(jīng)宜昌市、荊州市、咸寧市、武漢市、鄂州市、黃石市和黃岡市7個(gè)城市,流程為1 061 km,面積達(dá)18.47萬km2(占長(zhǎng)江流域總面積的10.2%),共有112個(gè)國控和省控?cái)嗝?;漢江支流在片區(qū)內(nèi)由西北向東南經(jīng)過十堰市、襄陽市和荊門市,在武漢市匯入長(zhǎng)江,流程為 652 km,面積為6.3萬km2,共有67個(gè)國控和省控?cái)嗝妫桓又Я魅L(zhǎng) 115 km,流域面積為2 090 km2,自隨州市流經(jīng)孝感市,在武漢市與長(zhǎng)江干流匯合。片區(qū)內(nèi)的湖泊主要有武漢市的西梁子湖、湯遜湖、武昌東湖、漲渡湖和魯湖,荊州市的洪湖和長(zhǎng)湖,鄂州市的東梁子湖,咸寧市的西梁湖,跨武漢市和咸寧市的斧頭湖,黃石市的大冶湖、保安湖和網(wǎng)湖等。

圖1 研究區(qū)行政區(qū)劃與水系Fig.1 Administrative division and water system in the study area

2019年,長(zhǎng)江干流流經(jīng)的7個(gè)城市共有常住人口3 333.28萬人,占整個(gè)片區(qū)總?cè)丝诘?6.24%,生產(chǎn)總值為30 025.48億元,約占湖北省生產(chǎn)總值的65.52%,是全省經(jīng)濟(jì)中心所在;位于漢江和府河支流上的5個(gè)城市共有常住人口1 911.75萬人,生產(chǎn)總值為12 312.7億元,主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)為汽車工業(yè)、磷化工等。

1.2 數(shù)據(jù)來源

長(zhǎng)江流域湖北片區(qū)2016——2020年河湖省控及以上斷面數(shù)據(jù)從湖北省生態(tài)環(huán)境公報(bào)獲?。凰Y源相關(guān)數(shù)據(jù)主要來自湖北省水資源公報(bào);城市工業(yè)源污染負(fù)荷數(shù)據(jù)主要由國家長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)聯(lián)合研究中心運(yùn)管部提供;城市生活源污染負(fù)荷估算所用到的各市城鎮(zhèn)人口、人均日生活用水量、污水集中處理率數(shù)據(jù)主要來自《2019年中國城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》,污水處理廠各項(xiàng)污染指標(biāo)的進(jìn)出水濃度參考第二次全國污染源普查《集中式污染治理設(shè)施產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》,生活污水的折污系數(shù)參考《生活污染源產(chǎn)排污核算系數(shù)手冊(cè)》;核算城市面源污染負(fù)荷所用到的下墊面面積來自《2019年中國城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》,下墊面徑流系數(shù)來自GB 50014——2021《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。

1.3 研究方法

生活源污染負(fù)荷采用下式進(jìn)行估算[4]:

式中:W為城鎮(zhèn)生活源污染負(fù)荷,t/a;N為城鎮(zhèn)人口數(shù),萬人;Q為人均日生活用水量,L/(人 ·d);F為折污系數(shù),指城鎮(zhèn)生活污水排放量與城鎮(zhèn)生活用水量的比值,一般取0.8~0.9;R為生活污水收集率,%;C0為城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水濃度,mg/L;C1為城鎮(zhèn)污水處理廠出水濃度,mg/L。

城市面源污染負(fù)荷采用降雨徑流污染物平均濃度(EMC)系數(shù)法估算,首先獲取各城市的城區(qū)道路、公共建筑、綠地、居住區(qū)、工業(yè)企業(yè)和商業(yè)6種典型下墊面[5],再依據(jù)文獻(xiàn)[6]給出不同下墊面的EMC。根據(jù)EMC、徑流系數(shù)、降水量,利用下式計(jì)算污染物排放量[7]:

式中:Ly為城鎮(zhèn)面源污染負(fù)荷,t/a;EMCi為i下墊面的污染物平均濃度,mg/L;Ri為i下墊面的徑流系數(shù);P為各城市的降水量,mm;Ai為不同類型用地面積,km2;Cf為地表徑流的校正因子,通常取0.9。

2 湖北片區(qū)城市水生態(tài)環(huán)境特征及問題解析

2.1 水環(huán)境質(zhì)量特征及問題解析

從長(zhǎng)江流域湖北片區(qū)179個(gè)省控及以上斷面來看〔圖2(a)〕,2016——2020年水環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)中有升,GB 3838——2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅰ類水質(zhì)斷面數(shù)量占比從1.7%增至10.1%,Ⅱ類水質(zhì)斷面數(shù)量占比從48.0%增至60.9%,劣Ⅴ類水質(zhì)斷面則被全面消除。但上述斷面并不能完全反映出該片區(qū)城市內(nèi)水生態(tài)環(huán)境狀況,城市內(nèi)的水體仍存在不同程度的污染,水質(zhì)明顯低于省控及以上斷面。例如,2019年武漢市倒水河的馮集、龍口斷面水質(zhì)為Ⅳ類~Ⅴ類,主要污染因子為氨氮和化學(xué)需氧量(COD)[8];通順河水質(zhì)為Ⅴ類,黃陵大橋斷面常年不達(dá)標(biāo)[9];荊州市區(qū)內(nèi)水體水質(zhì)較差,選取的41個(gè)斷面中有22個(gè)只滿足Ⅴ類水質(zhì)要求,其余斷面部分指標(biāo)均超標(biāo),其中劣Ⅴ類水體以總磷(TP)濃度超標(biāo)為主[10];宜昌市內(nèi)黃柏河大橋斷面TP和氨氮濃度超標(biāo)。

自2016年以來,片區(qū)內(nèi)城市主要湖泊水質(zhì)一直為輕度污染;到2020年,Ⅲ類水質(zhì)湖泊占比為42.9%,Ⅳ類為42.9%,Ⅴ類為14.2%〔圖2(b)〕。在17個(gè)主要湖泊的21個(gè)水域中,有5個(gè)水域營養(yǎng)狀態(tài)級(jí)別為中營養(yǎng),15個(gè)水域?yàn)檩p度富營養(yǎng),1個(gè)水域?yàn)橹卸雀粻I養(yǎng)[11]。部分湖泊存在不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象,例如武漢市的湯遜湖和后湖、黃石市的大冶湖和網(wǎng)湖、荊州市的長(zhǎng)湖和洪湖、黃岡市的龍感湖等,主要污染指標(biāo)為TP和COD。

圖2 2016——2020年研究區(qū)內(nèi)河流和湖泊省控及以上斷面水質(zhì)類別Fig.2 Water quality category of rivers and lakes under provincial control and above sections in the study area from 2016 to 2020

湖北省是人口大省,城鎮(zhèn)化率較高,隨著城鎮(zhèn)人口的增加,生活污水排放量逐年增加,從2015年的12.4億t增至2019年的13.3億t。由于城市基礎(chǔ)設(shè)施普遍薄弱,導(dǎo)致部分生活污水未經(jīng)處理直接排入水體,加上工業(yè)源和降雨徑流產(chǎn)生的面源,對(duì)城市水體帶來較大的污染。解析片區(qū)內(nèi)城市的生活源、工業(yè)源和面源污染具體情況如下。

2.1.1 城鎮(zhèn)生活源污染負(fù)荷大

片區(qū)內(nèi)城市的生活源、工業(yè)源和面源COD、氨氮、總氮(TN)和TP排放量如表1所示。其中城市生活源污染物排放量最大,是片區(qū)內(nèi)城市的第一大污染源,其對(duì)片區(qū)COD、氨氮、TN、TP的貢獻(xiàn)率分別為68.75%、76.58%、75.82%和80.46%。對(duì)COD和TP來說,降雨徑流帶來的面源污染是第二大污染源,貢獻(xiàn)率分別為17.17%和10.83%。對(duì)氨氮和TN來說,工業(yè)源是第二大污染源,貢獻(xiàn)率分別為15.57%和14.41%。從長(zhǎng)江干流和漢江支流片區(qū)內(nèi)10個(gè)城市的污染源負(fù)荷占比來看(圖3),生活源依舊是各城市的主要污染源,對(duì)COD、氨氮、TN和TP的貢獻(xiàn)率均為最高。

表1 研究區(qū)內(nèi)城市3類污染源的污染物排放量Table 1 Pollutant discharge of three types of urban pollution sources in the study area t/a

圖3 研究區(qū)內(nèi)各城市3類污染源負(fù)荷占比Fig.3 Load proportion of three types of pollution sources in each city in the study area

2.1.2 城市管網(wǎng)建設(shè)滯后,污水處理廠超負(fù)荷運(yùn)行

片區(qū)內(nèi)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)普遍滯后,排水管網(wǎng)建設(shè)欠賬多。2020年全國城市排水管網(wǎng)建設(shè)密度平均為 11.11 km/km2〔圖4(a))〕,片區(qū)內(nèi)城市排水管網(wǎng)建設(shè)密度平均值為10.29 km/km2。其中,武漢市、十堰市、宜昌市、襄陽市、荊州市和隨州市未達(dá)到全國平均水平,特別是荊州市和隨州市管網(wǎng)密度僅為7.92和5.73 km/km2。所有城市幾乎都存在管網(wǎng)建設(shè)空白區(qū),尤其是城中村、老舊城區(qū)、城鄉(xiāng)接合部等地區(qū),導(dǎo)致污水收集率低,存在生活污水直排入河現(xiàn)象。一些老城區(qū)的管網(wǎng)覆蓋率低且排水體制多以合流制為主,雨污合流改造壓力較大,在降雨后容易出現(xiàn)溢流污染。

圖4 2020年研究區(qū)內(nèi)各城市管網(wǎng)密度及污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率Fig.4 Density of pipe networks and operating load rate of sewage treatment plants in each city in the study area in 2020

2020年全國污水處理廠平均運(yùn)行負(fù)荷率為77.81%,片區(qū)內(nèi)城市平均運(yùn)行負(fù)荷率為83.63%,高于全國平均水平。其中,片區(qū)內(nèi)有5個(gè)城市污水處理廠的運(yùn)行負(fù)荷率接近甚至超過100%,特別是荊門市達(dá)到111.01%〔圖4(b)〕。多個(gè)城市污水處理廠由于處理能力不能滿足實(shí)際需求,超負(fù)荷運(yùn)行現(xiàn)象嚴(yán)重,從而導(dǎo)致出水水質(zhì)不穩(wěn)定達(dá)標(biāo)和雨天污水直排問題。此外,還存在部分污水處理廠為了降低成本減少藥劑投放、污水處理廠在建成后沒有真正投入使用等問題,使大量未經(jīng)處理的廢水直接排放,從而影響城市內(nèi)水體水質(zhì)。

2.1.3 工業(yè)企業(yè)密集,廢水排放量較大

片區(qū)內(nèi)城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,工業(yè)園區(qū)密集,很多工業(yè)企業(yè)沿河湖修建,以化工為主導(dǎo)的部分工業(yè)園區(qū)選址不當(dāng),污染防治水平差,直接造成局部城市江段水污染嚴(yán)重[12]。2019年片區(qū)工業(yè)廢水排放量為210 543萬t[13],工業(yè)源對(duì)COD、氨氮、TN和TP的貢獻(xiàn)率分別為14.08%、15.57%、15.41%和8.72%。片區(qū)內(nèi)城市工業(yè)企業(yè)以化工、機(jī)械制造等重污染行業(yè)為主,工業(yè)廢水處理難度大、污水處理廠處理設(shè)施不完善,導(dǎo)致部分工業(yè)廢水不達(dá)標(biāo)排放,且偷排現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。各城市工業(yè)廢水排放量及主要工業(yè)類型如表2所示。武漢市工業(yè)園區(qū)較多,主要污染物排放量最多的行業(yè)為光電子制造業(yè)和建筑材料制造業(yè)等。

表2 2019年研究區(qū)內(nèi)各城市工業(yè)廢水排放量及主要行業(yè)類型Table 2 Industrial wastewater discharge and main types of industries of each city in the study area in 2019 萬t/a

2.1.4 “三磷”污染問題突出

片區(qū)內(nèi)城市礦產(chǎn)資源種類多且總量豐富,主要分布在宜昌、荊門和襄陽。片區(qū)內(nèi)210家磷化工、磷礦、磷石膏(“三磷”)企業(yè)中,有磷肥企業(yè)82家、磷礦企業(yè)81家,其是磷污染排放的重要來源。磷礦開采和加工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生數(shù)量巨大的磷石膏,部分磷石膏庫監(jiān)測(cè)井建設(shè)不規(guī)范或未按規(guī)定進(jìn)行監(jiān)測(cè)、防滲措施不到位、礦井水超標(biāo)排放,管理粗放,污染治理和綜合利用水平有限,從而帶來了環(huán)境污染和生態(tài)惡化等一系列問題[14]。

2.1.5 降雨徑流帶來的面源污染不容忽視

2019年片區(qū)內(nèi)城市平均降水量為895.3 mm,降水主要集中在4——9月(圖5)。從圖5可見,隨著降水量的增多,城市水體污染加劇,優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)斷面數(shù)量占比下降,其中4——9月各斷面水質(zhì)較差。降雨徑流導(dǎo)致的面源污染對(duì)城市COD、氨氮、TN、TP的貢獻(xiàn)率分別為17.17%、7.85%、8.77%和10.83%,說明降雨徑流導(dǎo)致的面源污染不容忽視。主要原因是城市區(qū)域內(nèi)土地利用強(qiáng)度大,不透水地面的面積占比較高,加之排水體系不完善,存在錯(cuò)接混接和管道沉積等問題,導(dǎo)致降水期間雨水沖刷地表和排水管道中的污染物并進(jìn)入水體,從而影響水體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

圖5 2019年研究區(qū)內(nèi)降水量及優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)斷面數(shù)量占比Fig.5 Precipitation and proportion of water quality sections superior to Class Ⅲ in the study area in 2019

2.2 水資源特征及問題解析

片區(qū)內(nèi)城市水資源總量較豐富,但水資源分布不均。2019年宜昌市、黃岡市和咸寧市水資源量均超過65億m3,而鄂州市和隨州市水資源量卻不足10億m3,加之部分城市水環(huán)境質(zhì)量差,存在不同程度的水量型缺水和水質(zhì)型缺水問題。從以下2個(gè)方面解析片區(qū)內(nèi)各城市的水資源問題。

2.2.1 人均水資源量不足,水量型缺水較嚴(yán)重

2019年全國人均水資源量為2 077.7 m3,而片區(qū)內(nèi)城市人均水資源量為1 035 m3,僅是全國平均水平的1/2左右。圖6是片區(qū)內(nèi)12個(gè)城市的人均水資源量情況,其中有11個(gè)城市未達(dá)到全國平均水平,有8個(gè)城市人均水資源量低于1 000 m3,屬于重度缺水城市;武漢市、襄陽市、孝感市和隨州市人均水資源量甚至還不足500 m3,處于極度缺水狀態(tài)。人均水資源量不足主要有2種情況:一是像武漢市水資源總量相對(duì)豐富,達(dá)到31.07億m3,但城鎮(zhèn)人口超千萬,導(dǎo)致人均水資源量嚴(yán)重不足;二是像隨州市水資源總量?jī)H為6.97億m3,城鎮(zhèn)人口為222.1萬人,由于水資源總量本身匱乏導(dǎo)致城市處于極度缺水狀態(tài)。

圖6 2019年研究區(qū)內(nèi)各城市人均水資源量Fig.6 Per capita water resources of each city in the study area in 2019

2.2.2 水資源浪費(fèi)嚴(yán)重

片區(qū)內(nèi)各城市水資源利用效率低,水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。在片區(qū)12個(gè)城市中,有7個(gè)城市的人均日生活用水量已超過用水定額〔圖7(a)〕;在工業(yè)用水方面,有8個(gè)城市的萬元工業(yè)產(chǎn)值用水量已超過全國平均水平(38.4 m3),其中黃石市、鄂州市和孝感市分別達(dá)到 149、241 和 95 m3〔圖7(b)〕,長(zhǎng)期形成的工業(yè)企業(yè)高耗水等傳統(tǒng)用水方式,導(dǎo)致水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

圖7 2020年研究區(qū)內(nèi)各城市人均日生活用水量及萬元工業(yè)增加值用水量Fig.7 Per capita domestic water consumption and water consumption per 10 000 yuan of industrial added value in the study area in 2020

2.3 水生態(tài)特征及問題解析

片區(qū)內(nèi)城市水生態(tài)狀況不佳,水生植被覆蓋面積明顯減少、生物多樣性降低,生態(tài)功能減弱。漢江干支流河道的污染負(fù)荷輸入增加,水生生物大量死亡,水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重[15]?!扒Ш恰蔽錆h市水域面積萎縮,市區(qū)的倒水河水生動(dòng)植物種類、數(shù)量及分布面積下降,豐水期水體呈中度富營養(yǎng)化[16]。宜昌市主城區(qū)由于港口對(duì)河岸的占用,河段內(nèi)水生植物種類和數(shù)量減少,生境遭到破壞[17]。咸寧市黃蓋湖生物多樣性受到一定程度的威脅,湖泊水質(zhì)目標(biāo)已經(jīng)從Ⅱ類調(diào)整為Ⅲ類。造成片區(qū)內(nèi)城市河流和湖泊水生態(tài)狀況不佳的主要原因如下。

2.3.1 水體連通性受阻

長(zhǎng)江的江-湖復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)遭受了嚴(yán)重的人為干擾,沿江大部分湖泊修建了閘壩,致使這些湖泊與長(zhǎng)江的自然水文連通及生物連通性受阻,導(dǎo)致水生棲息地生境碎片化,水生生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重影響[18]。

2.3.2 江湖、濕地面積萎縮

由于城市發(fā)展速度快,導(dǎo)致土地資源緊張,城市區(qū)域侵占湖庫的現(xiàn)象越來越普遍,造成湖庫水域面積日益減少;河湖岸區(qū)圍湖造田、筑堤、高密度的圍欄圍網(wǎng)養(yǎng)殖等人為活動(dòng),使部分湖汊被圍并與大湖水體分割,造成湖泊面積萎縮、原有生態(tài)岸線被破壞。流域內(nèi)濕地、河湖等自然生態(tài)空間整體呈減少趨勢(shì),自然岸線保有率大幅降低,湖濱濕地生態(tài)系統(tǒng)受到破壞和干擾。如武漢市湖泊面積在近30年間減少了將近2.3 hm2,其中東湖在近20年間減少了73.9 hm2,市區(qū)內(nèi)環(huán)線的沙湖面積從原來的85 hm2縮小到了如今的約8 hm2[19]。

2.3.3 動(dòng)植物死亡和外源輸入

水生動(dòng)植物死亡后沉入水體,其腐爛會(huì)造成大量污染物釋放到水體中,使水質(zhì)惡化,水體生態(tài)平衡受到破壞。漁業(yè)投餌養(yǎng)殖過程中,會(huì)帶來大量有機(jī)碎屑沉入湖底淤泥中,引起水生態(tài)惡化。長(zhǎng)期外源輸入和內(nèi)源釋放使水體處于富營養(yǎng)化狀態(tài)[20]。

2.4 水安全特征及問題解析

水安全風(fēng)險(xiǎn)是片區(qū)城市的一大問題,沿江的工業(yè)企業(yè)和發(fā)達(dá)的航運(yùn)給飲用水水源地和水生態(tài)安全帶來一定的威脅:1)片區(qū)內(nèi)城市是“三磷”企業(yè)的集中區(qū)和環(huán)境問題的多發(fā)區(qū)[21],在全省200多家“三磷”企業(yè)中,長(zhǎng)江和漢江的化工企業(yè)占40%以上,這些企業(yè)大多沿江分布。其中,宜昌市與荊門市分別有72家,襄陽市有37家,荊州市有9家,黃岡市有6家。長(zhǎng)期的礦產(chǎn)資源開發(fā)中,由于礦渣不合理堆放,使污染物極易隨地表水通過裂隙、落水洞等直接進(jìn)入地下含水層或地下河;流域內(nèi)磷礦開采及磷石膏綜合利用率低,導(dǎo)致部分月份水體磷超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,威脅水體安全[22]。2)岸線港口碼頭眾多,危險(xiǎn)化學(xué)品船舶通航密度大,與飲用水水源地的交叉布局矛盾突出,給水環(huán)境帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)[23]。特別是武漢市和宜昌市航運(yùn)帶來的風(fēng)險(xiǎn)較為顯著。宜昌市的港口泊位達(dá)到420個(gè),碼頭泊位160個(gè),主要運(yùn)輸?shù)V石、煤炭、油品、化學(xué)品和建材等,到港船舶的污水排放、油類污染物泄漏給區(qū)域水生態(tài)帶來風(fēng)險(xiǎn)。3)多數(shù)城市主要飲用水源是長(zhǎng)江,水源結(jié)構(gòu)單一,同時(shí)備用水源地建設(shè)相對(duì)滯后,已劃定的備用水源地大多無完善的配套建設(shè)設(shè)施,取水口與排水口相互交錯(cuò),一旦長(zhǎng)江取水口被污染或發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)事件,將嚴(yán)重危及飲用水水源地環(huán)境安全。

3 湖北片區(qū)城市水生態(tài)環(huán)境整治對(duì)策

3.1 水環(huán)境質(zhì)量提升對(duì)策

片區(qū)內(nèi)城市主要污染源是生活源,因此應(yīng)著重在生活源方面進(jìn)行污染控制,具體措施:1)加強(qiáng)污水收集管網(wǎng)的建設(shè),提高管網(wǎng)覆蓋率。對(duì)荊州、隨州、武漢、宜昌等建成區(qū)污水管網(wǎng)密度偏低的城市,加大管網(wǎng)設(shè)施建設(shè)力度;加快城中村、老舊城區(qū)、城鄉(xiāng)接合部等污水收集管網(wǎng)的建設(shè),消除收集管網(wǎng)的空白區(qū),到2025年實(shí)現(xiàn)城市建成區(qū)排水管網(wǎng)全覆蓋,污水全收集。對(duì)于老舊城區(qū)因地制宜地采取溢流口改造、雨污分流改造等工程措施,降低合流制溢流污染。2)污水處理廠提質(zhì)增效。針對(duì)荊門、黃岡和咸寧等城市因污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力不足而導(dǎo)致的運(yùn)行負(fù)荷率高的問題,新建高標(biāo)準(zhǔn)城市污水處理廠,或?qū)σ延形鬯幚韽S進(jìn)行改造擴(kuò)建,保障污水處理設(shè)施全面、穩(wěn)定運(yùn)行,到2025年實(shí)現(xiàn)污水全處理。

片區(qū)內(nèi)城市工業(yè)發(fā)達(dá),“三磷”等重污染企業(yè)較多,針對(duì)該問題需采取的具體措施包括:1)加快工業(yè)企業(yè)入園。對(duì)于申請(qǐng)加入的工業(yè)企業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格的選擇,在園區(qū)內(nèi)部,堅(jiān)決關(guān)停污染環(huán)境、設(shè)備落后、產(chǎn)能低下的企業(yè);加強(qiáng)園區(qū)內(nèi)管網(wǎng)建設(shè),提高污水處理設(shè)施除磷、除重金屬、除難降解有機(jī)污染物效能,深入推進(jìn)清潔生產(chǎn)與節(jié)能減排[24]。2)重點(diǎn)解決“三磷”污染問題。對(duì)宜昌、荊門、襄陽等磷礦資源豐富的城市進(jìn)行行業(yè)整治,提升精細(xì)化管理,嚴(yán)格礦產(chǎn)資源開發(fā)生態(tài)空間管控,形成綠色礦業(yè)開發(fā)格局。對(duì)尾礦庫實(shí)施整改和生態(tài)修復(fù),加強(qiáng)對(duì)露天散堆、尾礦庫、廢渣場(chǎng)的監(jiān)管,推進(jìn)渣場(chǎng)防滲、截洪、防揚(yáng)散設(shè)施建設(shè)和磷石膏的資源化利用等。

城市降水徑流面源污染控制對(duì)策:總結(jié)武漢市海綿城市試點(diǎn)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn),并在區(qū)域內(nèi)推廣;治理老城區(qū)合流制溢流污染問題,加快建設(shè)初期雨水分散調(diào)蓄設(shè)施,減少汛期溢流污水和初期雨水直接入河;建設(shè)運(yùn)行能耗低、管理方便的人工濕地。

3.2 水資源保護(hù)對(duì)策

對(duì)于片區(qū)內(nèi)嚴(yán)重缺水的城市,諸如武漢、襄陽、孝感和隨州等,堅(jiān)持以水定城、量水發(fā)展。各城市根據(jù)其水資源量,協(xié)調(diào)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展,制定水資源優(yōu)化配置方案,完善水量分配和用水調(diào)度制度。

堅(jiān)持節(jié)水優(yōu)先。片區(qū)內(nèi)各城市水資源浪費(fèi)嚴(yán)重,在節(jié)水方面尚有很大的提升空間。在生活方面,由于多數(shù)城市人均日生活用水量均超過用水定額,著重生活節(jié)水,推廣使用節(jié)水型生活用具,調(diào)整水價(jià)促進(jìn)節(jié)水等;在工業(yè)方面,調(diào)整優(yōu)化高耗水行業(yè)結(jié)構(gòu)和布局,推廣一批先進(jìn)成熟的節(jié)水工藝、技術(shù)和裝備,提高工業(yè)用水重復(fù)利用率;同時(shí),推進(jìn)非常規(guī)水資源用設(shè)施的建設(shè)和利用效率。

3.3 水生態(tài)修復(fù)對(duì)策

強(qiáng)化外源負(fù)荷控制措施,削減入湖氮磷負(fù)荷,加強(qiáng)河湖緩沖帶的構(gòu)建與修復(fù);恢復(fù)河湖連通性,加強(qiáng)江湖生態(tài)系統(tǒng)間整體性和系統(tǒng)性的修復(fù),有效改善河湖水質(zhì)和水生態(tài)系統(tǒng),在水質(zhì)凈化的基礎(chǔ)上恢復(fù)生物多樣性,構(gòu)建穩(wěn)定的水生態(tài)系統(tǒng)。

3.4 水安全保障對(duì)策

加強(qiáng)飲用水水源地的保護(hù)。對(duì)水源地保護(hù)區(qū)進(jìn)行劃分,設(shè)置隔離、警示設(shè)施;對(duì)于水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的飲用水水源,因地制宜采取水源置換;對(duì)于不能遷址的水源地要采取多級(jí)屏障工程措施;建立健全應(yīng)急預(yù)警機(jī)制,對(duì)水污染問題早發(fā)現(xiàn)、早處理。

加強(qiáng)航運(yùn)碼頭的控制。加快推進(jìn)沿江城市范圍內(nèi)非法碼頭整治,建設(shè)改造船舶生活污水收集裝置和船舶港口碼頭環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施,淘汰老舊落后船舶,加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管控。

4 結(jié)論

(1)在水環(huán)境方面,長(zhǎng)江流域湖北片區(qū)內(nèi)城市仍然存在水體水質(zhì)不穩(wěn)定達(dá)標(biāo),生活源污染負(fù)荷高,管網(wǎng)建設(shè)滯后,污水處理廠超負(fù)荷運(yùn)行和“三磷”污染問題;在水資源方面,存在水資源分布不均和浪費(fèi)嚴(yán)重的問題;在水生態(tài)方面,存在河湖富營養(yǎng)化、水體連通性受阻等問題。

(2)長(zhǎng)江流域湖北片區(qū)城市水生態(tài)環(huán)境問題的主要成因:生活源污染負(fù)荷高,管網(wǎng)建設(shè)滯后,污水處理廠超負(fù)荷運(yùn)行現(xiàn)象嚴(yán)重;“三磷”問題突出;季節(jié)性降雨徑流帶來的面源污染問題;水資源浪費(fèi)嚴(yán)重;城市化進(jìn)程使水體連通性受阻、河湖面積萎縮;水源地單一、港口碼頭眾多,給水環(huán)境帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。

(3)片區(qū)內(nèi)城市水生態(tài)環(huán)境整治對(duì)策包括:污水管網(wǎng)的收集處理與污水處理廠的提質(zhì)增效;工業(yè)重點(diǎn)解決“三磷”問題;水資源方面堅(jiān)持以水定城、量水發(fā)展,節(jié)水優(yōu)先,構(gòu)建節(jié)水型城市;水生態(tài)方面加強(qiáng)河湖緩沖帶建設(shè),恢復(fù)生物多樣性;水安全方面,加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管控,建立健全應(yīng)急預(yù)警機(jī)制。

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