曾令武，王崢，朱洪濤，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30年來，長(zhǎng)江流域贛皖區(qū)域城鎮(zhèn)化水平大幅提高，截至2019年，區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)人口增加了2 190萬人，城鎮(zhèn)化率提高了22%。區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)人口激增和工業(yè)的快速發(fā)展，使城市污/廢水排放量不斷增加，但城市污水收集與處理設(shè)施建設(shè)未能跟上城市發(fā)展速度，導(dǎo)致城市生活和工業(yè)點(diǎn)源污染負(fù)荷增大。另外，區(qū)域內(nèi)城市建成區(qū)面積的不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致降雨徑流引起的城市面源污染日漸突出。受上述問題的影響，區(qū)域內(nèi)城市水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量遭到一定程度的破壞。

區(qū)域內(nèi)各城市為改善水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，采取了一系列措施。如合肥市采用以外源污染攔截、內(nèi)源底質(zhì)改良，水生態(tài)修復(fù)為主、設(shè)備凈化為輔的思路對(duì)塘西河水環(huán)境進(jìn)行綜合治理，使主要水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到GB 3838——2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)治理目標(biāo)[1]；宣城市針對(duì)南漪湖面臨的水環(huán)境問題，通過采用加強(qiáng)工業(yè)污染防治、強(qiáng)化生活污染治理、加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)等對(duì)策，實(shí)現(xiàn)了南漪湖水環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)定達(dá)標(biāo)并持續(xù)改善[2]；九江市在黑臭水體治理中采用源頭改造、過程管網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)調(diào)蓄和末端綜合處理的措施，實(shí)現(xiàn)了十里河和濂溪河水環(huán)境質(zhì)量綜合提升[3]；景德鎮(zhèn)市在城市水環(huán)境系統(tǒng)治理中采用疏通城市水網(wǎng)、修復(fù)排水管網(wǎng)和整治焦點(diǎn)水系等措施，修復(fù)了城市水體[4]。盡管區(qū)域內(nèi)各城市水環(huán)境治理取得了一定成效，但針對(duì)城市水環(huán)境治理對(duì)策仍缺乏系統(tǒng)性考慮。2016年習(xí)近平總書記在長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展座談會(huì)上提出“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”的戰(zhàn)略定位和“共抓大保護(hù)、不搞大開發(fā)”的戰(zhàn)略導(dǎo)向，落實(shí)到水環(huán)境治理方面就是要全面推進(jìn)水環(huán)境、水資源、水生態(tài)和水安全（“四水”）統(tǒng)籌共治的系統(tǒng)治理策略。城市水生態(tài)環(huán)境因其所處環(huán)境的復(fù)雜性和所承受壓力的嚴(yán)峻性，對(duì)于“四水”系統(tǒng)治理的需求更甚。

筆者以長(zhǎng)江流域贛皖區(qū)域內(nèi)19個(gè)城市建成區(qū)為研究對(duì)象，通過資料收集，生活源、面源污染負(fù)荷計(jì)算，識(shí)別區(qū)域內(nèi)城市水生態(tài)環(huán)境問題及主要污染來源，從“四水”層面對(duì)城市面臨的水生態(tài)環(huán)境問題進(jìn)行深入解析，并有針對(duì)性地提出綜合整治對(duì)策建議，以期為區(qū)域內(nèi)城市水生態(tài)環(huán)境綜合整治提供支撐。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

長(zhǎng)江流域贛皖區(qū)域位于長(zhǎng)江中下游，包括19個(gè)地級(jí)及以上城市（圖1），區(qū)域內(nèi)地表水資源量為2 305.46億m3，占長(zhǎng)江流域水資源量的22%。研究區(qū)域涉及江西和安徽2個(gè)省，面積為22.9萬km2，約占整個(gè)長(zhǎng)江流域總面積的13%。江西省全域均位于長(zhǎng)江流域內(nèi)，區(qū)域內(nèi)鄱陽湖是長(zhǎng)江流域的第一大淡水湖泊，南昌、九江和上饒3個(gè)城市環(huán)鄱陽湖分布，景德鎮(zhèn)、宜春、鷹潭、新余、撫州、萍鄉(xiāng)、吉安和贛州8個(gè)城市均沿鄱陽湖入湖河流的干支流分布。安徽省內(nèi)涉及長(zhǎng)江流域的有滁州、安慶、池州、銅陵、宣城、合肥、蕪湖和馬鞍山8個(gè)城市，區(qū)域內(nèi)巢湖是長(zhǎng)江中下游五大淡水湖之一，涉及合肥、蕪湖和馬鞍山3個(gè)城市，共有35條入湖河流，巢湖湖水經(jīng)東南部裕溪河注入長(zhǎng)江。研究區(qū)內(nèi)19個(gè)城市的基本概況見表1。

表1 研究區(qū)內(nèi)各城市基本概況（2019年數(shù)據(jù)）Table 1 Basic overview of the cities in the study area （2019 data)

圖1 研究區(qū)內(nèi)城市分布Fig.1 Distribution of cities in the study area

1.2 數(shù)據(jù)來源

長(zhǎng)江流域贛皖區(qū)域省控及以上斷面水質(zhì)數(shù)據(jù)從江西省、安徽省及各城市的2016——2020年生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)中獲取，各城市地表水資源量、萬元工業(yè)產(chǎn)值用水量和城鎮(zhèn)公共用水耗水率從各省市的2019年水資源公報(bào)中獲取。各城市年降水量數(shù)據(jù)從各省市的2019年水資源公報(bào)中獲?。桓鞒鞘腥丝?、人均日生活用水量等數(shù)據(jù)從《2019 年中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》中獲取。

各城市污水處理廠進(jìn)出水中污染物濃度從第二次全國(guó)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)》中獲取。城市工業(yè)源污染負(fù)荷數(shù)據(jù)從《安徽第二次全國(guó)污染源普查公報(bào)》和《江西省第二次全國(guó)污染源普查公報(bào)》中獲取總量，按工業(yè)產(chǎn)值分配至各城市。

1.3 不同污染源的污染負(fù)荷核算方法

1.3.1 城市生活源污染負(fù)荷計(jì)算

城市生活源污染負(fù)荷采用第二次全國(guó)污染源普查《生活污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》中的方法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如下：

式中：W為城市生活源污染負(fù)荷，t/a；N為城鎮(zhèn)人口，萬人；Q為人均日生活用水量，L/（人 ·d）；F為折污系數(shù)，指城市生活污水排放量與用水量的比值，一般取0.8～0.9；R為生活污水收集率，取60%；C0為城市污水處理廠出水污染物濃度，mg/L；C1為城市生活污水中污染物濃度，取城市污水處理廠進(jìn)水污染物濃度，mg/L。

1.3.2 城市面源污染負(fù)荷計(jì)算

城市面源污染負(fù)荷采用降雨徑流污染物平均濃度（EMC）方法[5]進(jìn)行核算，計(jì)算公式如下：

式中：Ly為年降雨徑流污染負(fù)荷，t/a； E MC為降雨徑流污染物平均濃度，mg/L，參照文獻(xiàn)[6-10]取值；R為降雨徑流系數(shù)，根據(jù)GB 50014——2021《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》取值；A為下墊面面積，km2，來源于《2019年中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》；P為研究區(qū)年降水量，mm；Cf為地表徑流的校正因子。

2 贛皖區(qū)域城市水生態(tài)環(huán)境特征

城市水生態(tài)環(huán)境特征一般包括水體水質(zhì)狀況、水資源緊張程度、水生態(tài)系統(tǒng)狀況和水安全隱患等方面，基于這4個(gè)方面對(duì)研究區(qū)水生態(tài)環(huán)境特征進(jìn)行概述。

2.1 城市水環(huán)境特征

研究區(qū)內(nèi)171個(gè)省控及以上斷面水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如圖2所示。由圖2可知，2016——2020年長(zhǎng)江流域贛皖區(qū)域省控及以上斷面水質(zhì)逐年改善，Ⅲ類及以上水質(zhì)斷面占比由74.59%升至84.26%，2020年片區(qū)內(nèi)劣Ⅴ類水質(zhì)斷面完全消除。需要說明的是，省控及以上斷面的水質(zhì)狀況并不能完全反映出城市內(nèi)水體水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況，研究區(qū)內(nèi)城市建成區(qū)水體水質(zhì)通常劣于省控及以上斷面水質(zhì)。例如2018年南昌市中心城區(qū)主要河湖水質(zhì)基本為Ⅴ類或劣Ⅴ類[11]；2018年6月和10月九江市琵琶湖處于劣Ⅴ類水質(zhì)[12]；2019年11月馬鞍山市東湖處于Ⅴ類水質(zhì)[13]。此外，黑臭水體數(shù)量也是反映城市區(qū)域水質(zhì)的重要指標(biāo)，2020年研究區(qū)內(nèi)共認(rèn)定黑臭水體180條左右，盡管各城市黑臭水體通過專項(xiàng)整治行動(dòng)已大幅消除，但部分經(jīng)治理的水體仍存在雨天返黑臭現(xiàn)象，城區(qū)水體水質(zhì)普遍較差。

圖2 2016——2020年研究區(qū)省控及以上斷面水質(zhì)變化情況Fig.2 Variations of water quality at provincial control sections and above in the study area from 2016 to 2020

2.2 城市水資源特征

研究區(qū)內(nèi)各城市2019年水資源狀況如表2所示。由表2可知，研究區(qū)內(nèi)各城市水資源狀況存在明顯差異。從人均水資源占有量來看，江西省整體水資源量豐富，11個(gè)城市中僅南昌市、九江市分別屬于中度和輕度缺水城市；而安徽省水資源分布不均，呈南多北少的特點(diǎn)，除池州市、宣城市外，其余6個(gè)城市均存在不同程度的缺水情況。江西省整體水資源開發(fā)利用強(qiáng)度為12%，水資源狀況呈健康狀態(tài)，10個(gè)城市中僅南昌市地表水開發(fā)利用強(qiáng)度超過了40%的安全警戒線；安徽省面臨極高的水資源壓力[14]，8個(gè)城市中有5個(gè)城市水資源開發(fā)利用強(qiáng)度超過100%。

表2 2019年研究區(qū)各城市水資源狀況[14-16]Table 2 Water resources status of cities in the study area in 2019

2.3 城市水生態(tài)特征

研究區(qū)內(nèi)城市湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問題突出，長(zhǎng)江干流沿江城市水生態(tài)系統(tǒng)受人為干擾強(qiáng)烈，整體處于中度富營(yíng)養(yǎng)水平[17]，而長(zhǎng)江支流沿江城市河湖水生態(tài)受損嚴(yán)重，水體流動(dòng)性和水質(zhì)較差。2019年巢湖在洪水過境后和冬季期間暴發(fā)明顯的藍(lán)藻水華，最大面積達(dá)425 km2左右；鄱陽湖近年來氮、磷污染趨穩(wěn)向好，但局部水華頻發(fā)[18]。除富營(yíng)養(yǎng)化問題外，區(qū)域內(nèi)干支流沿江各城市河湖普遍存在湖面萎縮和斑塊化、河湖濕地水文連通性與生物連通性減弱、生態(tài)流量不足、水動(dòng)力條件差、棲息地環(huán)境破壞和水生生物多樣性下降等問題。

2.4 城市水安全特征

研究區(qū)為突發(fā)水污染高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。2020年區(qū)域內(nèi)19個(gè)城市的48個(gè)飲用水水源地水質(zhì)均達(dá)標(biāo)，但各城市供水仍存在多種安全隱患，曾發(fā)生過多次供水危機(jī)。例如，巢湖市三水廠取水口存在潛在藍(lán)藻水華風(fēng)險(xiǎn)；2016年江西上高水源地上游5家企業(yè)違法排污，造成居民供水渾濁、有異味；2019年南昌市幸福水庫水位大幅下降，造成新建區(qū)供水緊張。區(qū)域內(nèi)部分河湖中重金屬濃度普遍偏高，如安慶市內(nèi)湖泊重金屬濃度高于周邊湖泊和長(zhǎng)江干流[19]，上饒市樂安河中下游河段沉積物中Cd和Cu的富集度較高，鄱陽湖底泥中Zn、Cu、Pb和Cd的最大濃度分別為背景值的9.0、33.8、7.0和5.9倍[20]。區(qū)域內(nèi)航運(yùn)發(fā)達(dá)，沿江城市港口碼頭、油船和?；反皵?shù)量眾多，導(dǎo)致長(zhǎng)江干流突發(fā)性環(huán)境污染事件風(fēng)險(xiǎn)加大。

3 贛皖區(qū)域城市水生態(tài)環(huán)境問題解析

城市水生態(tài)環(huán)境的各種問題一般與城市化各要素密切相關(guān)，比如涉水基礎(chǔ)設(shè)施的類型與狀況、人口與產(chǎn)業(yè)狀況等?；谠搮^(qū)域城市水生態(tài)環(huán)境的特征，從水環(huán)境、水資源、水生態(tài)和水安全風(fēng)險(xiǎn)4個(gè)方面對(duì)造成城市水生態(tài)環(huán)境問題的內(nèi)在原因進(jìn)行深入解析。

3.1 城市水環(huán)境問題解析

城市污染物排放量直接影響城市水體水環(huán)境質(zhì)量。由研究區(qū)城市不同污染源的污染物排放量（表3）可以看出，城鎮(zhèn)生活源是第一大污染源，其COD、氨氮、總氮和總磷排放量分別占城市污染物排放總量的63.67%、80.20%、75.75%和72.33%。由各城市污染源污染負(fù)荷占比（圖3）可以看出，除合肥市COD、氨氮和總磷的第一大污染源為工業(yè)源外，其他18個(gè)城市COD、氨氮、總氮和總磷的第一大污染源均為城鎮(zhèn)生活源。

圖3 2017年研究區(qū)各城市污染源的污染負(fù)荷占比Fig.3 Pollution load proportion of pollution sources in each city in the study area in 2017

表3 2017年研究區(qū)內(nèi)城市不同污染源的污染物排放量及占比Table 3 Pollutant discharge and proportion of different pollution sources in cities in the study area in 2017

3.1.1 城市污水收集處理設(shè)施問題

城市污水收集處理設(shè)施包括排水管網(wǎng)和污水處理廠2部分，研究區(qū)城市污水收集處理設(shè)施建設(shè)較為滯后，使大量未達(dá)標(biāo)排放的生活污水進(jìn)入城市水體，造成城區(qū)水體水質(zhì)下降。2019年研究區(qū)內(nèi)19個(gè)城市的排水管道密度和污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率如圖4和圖5所示。

圖4 2019年研究區(qū)各城市建成區(qū)排水管道密度Fig.4 Drainage pipe density of each urban built-up area in the study area in 2019

圖5 2019年研究區(qū)各城市污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率Fig.5 Operating load rate of wastewater treatment plants in each city in the study area in 2019

由圖4可知，區(qū)域內(nèi)各城市間排水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)差距較大，其中南昌、景德鎮(zhèn)、萍鄉(xiāng)、鷹潭和安慶5個(gè)城市的排水管道建設(shè)較為滯后，排水管道密度低于全國(guó)平均值。區(qū)域內(nèi)多數(shù)城市存在城中村和城鄉(xiāng)接合部等排水管網(wǎng)建設(shè)空白區(qū)，受城市排水管道建設(shè)滯后的影響，區(qū)域內(nèi)城市生活污水收集率普遍偏低，大量生活污水直排入城市水體。特別是環(huán)鄱陽湖周邊的多個(gè)城市受污水收集設(shè)施建設(shè)滯后的影響，中心城區(qū)污水收集率僅50%～55%，每天有大量生活污水未經(jīng)處理直接排入城市水體[21]，進(jìn)而影響鄱陽湖及長(zhǎng)江水環(huán)境質(zhì)量。

由圖5可知，區(qū)域內(nèi)各城市污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率差距明顯，其中12個(gè)城市污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率低于全國(guó)平均值，7個(gè)城市污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率高于全國(guó)平均值，特別是新余市污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率達(dá)101%。城市污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率與生活污水收集系統(tǒng)密切相關(guān)，諸如景德鎮(zhèn)、萍鄉(xiāng)和安慶等城市受排水管道建設(shè)滯后的影響，城市生活污水收集不完全，直接造成污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率偏低。而造成部分城市污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率偏高的原因之一是外水入侵，研究區(qū)屬于高地下水和降水豐沛地區(qū)，極易出現(xiàn)因地下水滲入和雨水入流而導(dǎo)致的污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率增大問題，同時(shí)也會(huì)造成污水處理廠進(jìn)水濃度偏低，降低污水處理效率。

3.1.2 工業(yè)污染源問題

研究區(qū)內(nèi)工業(yè)源對(duì)COD、氨氮、總氮和總磷的貢獻(xiàn)率分別為21.79%、16.35%、18.02%和21.55%（表3），表明工業(yè)源也是城市主要污染排放源之一。研究區(qū)內(nèi)各城市2019年工業(yè)廢水排放量（圖6）顯示，沿江湖分布的城市工業(yè)廢水排放量普遍偏高，特別是環(huán)鄱陽湖和巢湖地區(qū)城市，大量工業(yè)廢水的排放使城市水體水質(zhì)明顯變差。這是由于研究區(qū)處于工業(yè)化加速發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及布局規(guī)劃不合理使多數(shù)沿江城市形成以化工和有色金屬為主導(dǎo)的重工業(yè)型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[22-23]，工業(yè)生產(chǎn)取用水水量大，且向水體排放了大量工業(yè)廢水。區(qū)域內(nèi)“化工圍江”現(xiàn)象明顯，48家化工園區(qū)中有23家沿長(zhǎng)江干流、鄱陽湖和巢湖分布，800余家有色金屬采選和冶煉企業(yè)也大多沿江湖分布。因此，化工和有色金屬行業(yè)是研究區(qū)的重點(diǎn)污染行業(yè)，其帶來的污染物排放量對(duì)江湖水質(zhì)影響較大。此外，由于不同工業(yè)廢水水質(zhì)差異大，且含有大量難生物降解有機(jī)物及重金屬，加大了其處理難度，工業(yè)園區(qū)污水處理廠出水水質(zhì)超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，直接放大了工業(yè)污染對(duì)水體水質(zhì)的影響。

圖6 2019年研究區(qū)各城市工業(yè)廢水排放量Fig.6 Industrial wastewater discharge of cities in the study area in 2019

3.1.3 城市面源污染問題

研究區(qū)內(nèi)城市面源對(duì)COD、氨氮、總氮和總磷的貢獻(xiàn)率分別為14.54%、3.45%、6.23%和6.12%（表3），表明由城市降雨徑流引起的面源污染負(fù)荷也是導(dǎo)致城市水體污染的重要原因之一。2019年研究區(qū)平均降水量為1 420 mm，4——7月降水集中導(dǎo)致城市面源污染問題突出。城市面源污染主要包括合流制溢流污染與地表徑流污染2個(gè)部分。一方面，研究區(qū)內(nèi)城市因合流制管網(wǎng)截流倍數(shù)低（大多取1～2倍），降水期間合流制管網(wǎng)中流量易超過截流流量形成雨水、生活污水混合的溢流污水，直接排入受納水體，加之降水對(duì)管道沉積物的沖刷作用，使溢流污水水質(zhì)明顯變差，增大了合流制溢流污染負(fù)荷。王康[24]的研究表明，馬鞍山市南湖合流制溢流污染中COD為233.7 mg/L，其污染負(fù)荷占面源污染負(fù)荷的76.48%。因此，雨季合流制溢流污染直接影響受納水體水質(zhì)。另一方面，研究區(qū)內(nèi)城市高強(qiáng)度的開發(fā)利用使地表易積累大量污染物，導(dǎo)致降水形成的地表徑流水質(zhì)普遍較差。竇月芹等[25]的研究表明，合肥市降雨徑流中COD、氨氮濃度的平均值為157.25和4.66 mg/L，分別是地表Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的3.9和2.3倍。因此，降水期間大量未經(jīng)處理的地表徑流雨水直接排入受納水體，使水質(zhì)明顯變差。近10年研究區(qū)內(nèi)城市建成區(qū)面積擴(kuò)張超過100%，不透水下墊面面積占比也逐年增加，使地表徑流量增大，面源污染日益嚴(yán)重。由于城市面源污染受排水體制、下墊面類型和降水特征等多種因素的影響，給其治理帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

3.2 城市水資源問題解析

研究區(qū)水資源利用效率在長(zhǎng)江流域11個(gè)?。▍^(qū)、市）中處于末位[26]，區(qū)域內(nèi)城市工業(yè)化進(jìn)程相對(duì)較快，但整體仍依靠資源消耗型產(chǎn)業(yè)來發(fā)展經(jīng)濟(jì)，用水方式較為粗放，造成城市用水效率偏低，用水消耗量大。2019年區(qū)域內(nèi)各城市萬元工業(yè)產(chǎn)值用水量和城鎮(zhèn)公共用水耗水率見圖7。由圖7可以看出，研究區(qū)內(nèi)19個(gè)城市中，16個(gè)城市萬元工業(yè)產(chǎn)值用水量高于全國(guó)均值，12個(gè)城市城鎮(zhèn)公共用水耗水率高于研究區(qū)均值。受城市工業(yè)和城鎮(zhèn)公共（建筑業(yè)和服務(wù)業(yè)）用水效率低的影響，區(qū)域內(nèi)各城市取用水量增加造成城市缺水程度加劇。江西省多數(shù)城市水資源豐富，雖然用水效率較低但在缺水方面的表現(xiàn)并不明顯，僅南昌市受到較為明顯的影響，造成地表水開發(fā)利用強(qiáng)度增大，處于中度缺水狀態(tài)。而安徽省除安慶、池州和宣城外，其他城市因水資源先天條件不足和用水效率低帶來的取用水量增加導(dǎo)致地表水開發(fā)利用強(qiáng)度過高，缺水程度加劇，部分城市處于極度缺水狀態(tài)。

圖7 2019年研究區(qū)各城市萬元工業(yè)產(chǎn)值用水量和城鎮(zhèn)公共用水耗水率Fig.7 Water consumption per 10 000 yuan of industrial output value and urban public water consumption rate in the study area in 2019

此外，區(qū)域內(nèi)多數(shù)城市非常規(guī)水源利用還處于起步階段，發(fā)展不充分，利用水平不高，城市再生水利用技術(shù)和設(shè)施均較為落后，生產(chǎn)生活產(chǎn)生的大量污/廢水經(jīng)處理后達(dá)不到回用標(biāo)準(zhǔn)，直接排入城市水體，造成水污染。長(zhǎng)江流域11個(gè)?。▍^(qū)、市）非常規(guī)水源供水量占供水總量的0.85%，而研究區(qū)內(nèi)蕪湖、銅陵和安慶這幾個(gè)缺水城市的非常規(guī)水源供水量分別僅占城市供水總量的0.03%、0.56%和0.12%。上述原因使區(qū)域內(nèi)部分本就缺水的城市水資源更加短缺。

3.3 城市水生態(tài)問題解析

研究區(qū)內(nèi)城市水體富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)突出，工業(yè)化和城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，使生產(chǎn)生活產(chǎn)生大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排入水體[27]，為水體富營(yíng)養(yǎng)化提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，加之區(qū)域內(nèi)湖泊營(yíng)養(yǎng)鹽本底值本就偏高[28]，易出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。如鄱陽湖和巢湖分別處于中營(yíng)養(yǎng)和輕度富營(yíng)養(yǎng)化，白浪湖、羹膾賽湖、連城湖、石臼湖、雨山湖等湖泊富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)明顯。

此外，城市不合理的開發(fā)利用導(dǎo)致河湖水面面積萎縮、河/湖濱帶被大量侵占，在破壞水生生物棲息地的同時(shí)加劇了水體富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程，使城市水生態(tài)系統(tǒng)受到破壞。如近幾十年來由于圍墾、城市建設(shè)等人類活動(dòng)引起湖泊水面面積縮減，湖濱帶退化等現(xiàn)象，巢湖和白蕩湖面積萎縮了60%，菜子湖面積萎縮了30%，巢湖湖濱帶壘石岸線和水泥堤岸長(zhǎng)度達(dá)90%[29]，鄱陽湖旱季湖面面積萎縮了18.24%[30]，植被帶下移了1～2 m。

區(qū)域內(nèi)水利工程建設(shè)等人類活動(dòng)切斷了湖泊與長(zhǎng)江的天然聯(lián)系，受干支流水庫群的建設(shè)和運(yùn)行的影響，區(qū)域內(nèi)約20個(gè)通江湖泊中僅鄱陽湖和石臼湖仍保持著與長(zhǎng)江的天然聯(lián)系。江湖水文連通性的減弱，引起了一系列江湖阻隔效應(yīng)[31]，如富營(yíng)養(yǎng)化程度加劇[32]、生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變等[33]。另外，湖泊水位下降引起濕地植被生態(tài)系統(tǒng)向陸生系統(tǒng)演替，珍稀候鳥濕地物種棲息地的生態(tài)健康和生態(tài)系統(tǒng)被破壞，湖泊生態(tài)空間質(zhì)量受損。周葆華等[34]的研究表明，安慶市武昌湖近30年來濕地面積萎縮了41.08%，濕地生態(tài)系統(tǒng)已從水域生態(tài)系統(tǒng)退化為灘涂陸生生態(tài)系統(tǒng)。

3.4 城市水安全問題解析

研究區(qū)內(nèi)飲用水水源地安全隱患突出，多數(shù)城市供水安全保障程度低。這是由于區(qū)域內(nèi)多數(shù)工業(yè)園區(qū)沿江湖修建且與水源地保護(hù)區(qū)周圍區(qū)域存在臨近、上下游關(guān)系，而區(qū)域內(nèi)多數(shù)城市飲用水源以長(zhǎng)江及其一級(jí)支流為主，存在供水水源單一，無應(yīng)急備用水源或配套設(shè)施不足的問題[35]，一旦發(fā)生突發(fā)性水污染事故將嚴(yán)重影響飲用水水源地環(huán)境安全。

研究區(qū)內(nèi)各城市采礦行業(yè)發(fā)達(dá)帶來的重金屬潛在風(fēng)險(xiǎn)突出。長(zhǎng)江干流沿線安慶、銅陵、蕪湖和馬鞍山都是采冶礦發(fā)達(dá)城市；鄱陽湖支流礦產(chǎn)資源豐富，存在德興銅礦、銀山鉛鋅礦、永平銅礦和贛南有色金屬采礦區(qū)等礦區(qū)[36]。區(qū)域內(nèi)金屬采選行業(yè)較發(fā)達(dá)，由此帶來大量難收集、難治理的酸性廢水，雨季時(shí)酸性廢水會(huì)匯入河流當(dāng)中，引起重金屬濃度上升，威脅河湖水質(zhì)和生態(tài)安全。陳明等[37]的研究顯示，贛江上游桃江河礦業(yè)活動(dòng)和城市生活對(duì)沉積物中重金屬濃度的貢獻(xiàn)率達(dá)48.2%。

研究區(qū)內(nèi)航運(yùn)碼頭污染風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。這主要是由于區(qū)域內(nèi)九江、安慶和銅陵等沿江城市航運(yùn)發(fā)達(dá)，沿線分布有眾多港口碼頭，但這些港口碼頭環(huán)保設(shè)施建設(shè)滯后且污染治理設(shè)施使用效率低，造成大量船舶含油污水去向不明，加之區(qū)域內(nèi)油船和危險(xiǎn)化學(xué)品船舶來往密集，受航運(yùn)污染風(fēng)險(xiǎn)控制體系不健全的影響，區(qū)域內(nèi)長(zhǎng)江沿岸城市發(fā)生突發(fā)性航運(yùn)污染事件風(fēng)險(xiǎn)增大。

研究區(qū)內(nèi)各城市存在的主要水生態(tài)環(huán)境問題總結(jié)如圖8所示。

圖8 研究區(qū)各城市主要水生態(tài)環(huán)境問題Fig.8 Main water eco-environmental problems of the cities in the study areaea

4 贛皖區(qū)域城市水生態(tài)環(huán)境綜合整治對(duì)策

4.1 總體思路

基于研究區(qū)當(dāng)前存在的城市水生態(tài)環(huán)境問題，系統(tǒng)性地從水環(huán)境、水資源、水生態(tài)和水安全風(fēng)險(xiǎn)4個(gè)方面提出城市水生態(tài)環(huán)境綜合整治對(duì)策建議（圖9）。總體上，研究區(qū)內(nèi)城市水環(huán)境質(zhì)量提升需從城市生活源、工業(yè)源和面源方面控制入河污染負(fù)荷，水資源保護(hù)需遵循“量水發(fā)展、以水定城”的原則，水生態(tài)修復(fù)需強(qiáng)化湖泊富營(yíng)養(yǎng)化控制，恢復(fù)城市水生態(tài)系統(tǒng)，水安全保障需強(qiáng)化水源地安全防護(hù)、河湖重金屬和航運(yùn)碼頭污染風(fēng)險(xiǎn)控制。具體對(duì)策建議如下。

圖9 研究區(qū)內(nèi)城市水生態(tài)環(huán)境整治總體思路Fig.9 General idea of regional urban water eco-environment improvement in the study area

4.2 整治對(duì)策

4.2.1 水環(huán)境質(zhì)量提升對(duì)策

研究區(qū)內(nèi)城市第一大污染源是城鎮(zhèn)生活源，亟需對(duì)生活污水收集處理設(shè)施進(jìn)行提質(zhì)增效，提出如下具體對(duì)策：1）對(duì)于排水管道建設(shè)落后地區(qū)，需積極開展污水收集管網(wǎng)建設(shè)工程，強(qiáng)化城中村、老舊城區(qū)和城鄉(xiāng)接合部污水截流、收集，全面提高城市生活污水集中收集率，特別是環(huán)鄱陽湖城市群（南昌、九江和上饒等城市）；2）對(duì)于進(jìn)水濃度低的污水處理廠，需全面排查收水范圍內(nèi)管網(wǎng)破損和雨污混錯(cuò)接現(xiàn)象，消除管網(wǎng)跑冒滴漏和雨污混錯(cuò)接現(xiàn)象；3）加快推進(jìn)城鎮(zhèn)污水處理廠一級(jí)A提標(biāo)改造，提高污水處理能力及脫氮除磷效果，根據(jù)污水處理廠尾水受納水體的水環(huán)境承載能力，因地制宜地對(duì)污水進(jìn)行深度處理。

研究區(qū)內(nèi)工業(yè)發(fā)達(dá)，化工和有色金屬行業(yè)污染嚴(yán)重，提出工業(yè)源污染控制的具體對(duì)策如下：1）嚴(yán)控化工和有色金屬行業(yè)污染，有針對(duì)性地對(duì)合肥、安慶、銅陵、九江和上饒等化工和有色金屬行業(yè)發(fā)達(dá)的城市制定“一行一策”的污染控制方案，加快推進(jìn)工業(yè)企業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)改造。2）加快推進(jìn)企業(yè)搬遷入園工作，特別是長(zhǎng)江沿線1 km范圍內(nèi)化工企業(yè)。完善工業(yè)園區(qū)污水收集處理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提升園區(qū)工業(yè)廢水收集處理能力，改進(jìn)不合理的工業(yè)廢水處理工藝，規(guī)范園區(qū)入江（河、湖）排污口設(shè)置，完善園區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控體系建設(shè)，強(qiáng)化園區(qū)環(huán)境管理。3）加大馬鞍山、銅陵、蕪湖、上饒和贛州等城市采礦和冶煉企業(yè)廢水回用力度，實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排。

研究區(qū)內(nèi)由城市降雨徑流引起的面源污染日益突出，提出如下控制對(duì)策：推進(jìn)傳統(tǒng)灰色排水設(shè)施和綠色排水設(shè)施的耦合設(shè)計(jì)與優(yōu)化管理運(yùn)行，通過綠色基礎(chǔ)設(shè)施的攔、截、蓄、滲作用，收集并利用初期雨水，有效減少降雨徑流，提高城市排澇能力及防控溢流污染能力，削減雨天污染物排放，嚴(yán)防雨季城市水體返黑臭現(xiàn)象；推進(jìn)舊城區(qū)改造，加強(qiáng)城市綠地規(guī)劃與建設(shè)，增加可滲透地面面積的比例。

4.2.2 水資源保護(hù)對(duì)策

針對(duì)研究區(qū)城市用水效率普遍偏低，部分城市水資源短缺嚴(yán)重的問題，提出如下對(duì)策：1）堅(jiān)持以水定城，推進(jìn)節(jié)水型城市建設(shè)。各城市應(yīng)依據(jù)其水資源稟賦合理確定發(fā)展規(guī)模和結(jié)構(gòu)，特別是合肥、蕪湖、馬鞍山、銅陵、安慶、滁州、南昌和九江等嚴(yán)重缺水城市更應(yīng)遵循“量水發(fā)展、以水定城”的原則優(yōu)化水資源配置。2）節(jié)水優(yōu)先，實(shí)施工業(yè)節(jié)水技術(shù)改造，提高工業(yè)用水循環(huán)利用能力與水平，推進(jìn)各行業(yè)節(jié)水減污。3）提升城市再生水生產(chǎn)及利用能力，提高城市用水效率。

4.2.3 水生態(tài)修復(fù)對(duì)策

針對(duì)研究區(qū)內(nèi)城市湖泊富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)突出，河湖水生態(tài)受損嚴(yán)重的問題，提出如下修復(fù)對(duì)策：1）加強(qiáng)污染物的源——流——匯管理，加快推進(jìn)入河排污口溯源整治和污水處理基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，實(shí)施疏浚河道、清除污染底泥等工程，加強(qiáng)河湖水體的調(diào)蓄能力，抑制巢湖和鄱陽湖等城區(qū)湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化。2）開展受損河/湖濱帶的生態(tài)修復(fù)。加強(qiáng)對(duì)河湖水體的湖濱、河濱緩沖帶的保護(hù)和管理，建設(shè)沿河湖生態(tài)岸線，修復(fù)緩沖帶的自然環(huán)境，恢復(fù)生物的適宜棲息地面積。3）改善河湖水環(huán)境，提高河湖的生態(tài)連通性。實(shí)施南昌、九江和蕪湖等城市城區(qū)河湖連通工程，通過江湖連通工程、閘站生態(tài)調(diào)度等措施保障河湖生態(tài)水位，恢復(fù)九江、安慶、池州、銅陵、蕪湖和馬鞍山等沿江城市湖泊與長(zhǎng)江的天然聯(lián)系，提升河湖水體自凈能力，修復(fù)水體生境與水生生物多樣性。

4.2.4 水安全保障對(duì)策

針對(duì)研究區(qū)飲用水水源地安全風(fēng)險(xiǎn)突出，多數(shù)城市供水安全保障程度低的問題，提出如下對(duì)策：排查和取締對(duì)水源影響較大的排污口、碼頭等，特別是九江、安慶、池州、銅陵、蕪湖及馬鞍山等沿江城市和南昌、合肥及上饒等環(huán)湖城市；合理布局飲用水水源地及取水口，劃定飲用水水源保護(hù)區(qū)，加快推進(jìn)合肥、南昌及沿江城市應(yīng)急備用水源建設(shè)；推進(jìn)影響飲用水安全的重污染企業(yè)搬遷改造；強(qiáng)化巢湖等湖泊藍(lán)藻高發(fā)期飲用水水源地監(jiān)測(cè)；完善水源地保護(hù)工程設(shè)施，建立健全飲用水水源地環(huán)境保護(hù)機(jī)制，制定水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案。

針對(duì)研究區(qū)由采礦行業(yè)發(fā)達(dá)帶來的重金屬潛在風(fēng)險(xiǎn)突出的問題，采取如下對(duì)策：加強(qiáng)贛州稀土礦及安慶、銅陵、上饒等城市銅礦及其他有色金屬尾礦庫滲漏風(fēng)險(xiǎn)排查整治工作，完善尾礦庫風(fēng)險(xiǎn)防控體系；嚴(yán)禁在距離長(zhǎng)江干流、鄱陽湖岸線3 km和長(zhǎng)江支流岸線1 km范圍內(nèi)新（改、擴(kuò)）建尾礦庫；推進(jìn)河湖岸線10 km范圍內(nèi)廢棄露天礦山生態(tài)修復(fù)，嚴(yán)控礦山酸性廢水泄漏；在礦山開采過程中結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)提高重金屬開采效率；推進(jìn)資源化利用，深度回收利用有用金屬礦和有價(jià)金屬。

針對(duì)研究區(qū)航運(yùn)碼頭污染風(fēng)險(xiǎn)增大的問題，采取如下對(duì)策：強(qiáng)化九江、安慶、池州、銅陵、蕪湖和馬鞍山沿江航運(yùn)發(fā)達(dá)城市航運(yùn)污染風(fēng)險(xiǎn)控制；加快垃圾接收、轉(zhuǎn)運(yùn)及處理處置設(shè)施建設(shè)，提高含油污水接收處置能力，引導(dǎo)化學(xué)品洗艙水合理處置，提高污染事故應(yīng)急能力；制定船舶污染防治及船舶有關(guān)活動(dòng)污染水環(huán)境的應(yīng)急預(yù)案；加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)控制，確保運(yùn)輸安全嚴(yán)防污染。

5 結(jié)語

（1）長(zhǎng)江流域贛皖區(qū)內(nèi)城市水生態(tài)環(huán)境問題突出，城區(qū)水體水質(zhì)普遍較差；水資源量空間分布不均，部分城市存在不同程度的缺水問題；城市湖泊富營(yíng)養(yǎng)化突出，河湖水生態(tài)受損嚴(yán)重；飲用水水源地存在安全隱患，重金屬及航運(yùn)污染風(fēng)險(xiǎn)突出。

（2）多種因素造成研究區(qū)水生態(tài)環(huán)境被破壞。在水環(huán)境質(zhì)量方面，城鎮(zhèn)生活源為多數(shù)城市第一大污染源，化工和有色金屬航運(yùn)污染較為突出，城市徑流引起的面源污染也不容忽視；在水資源方面，較低的用水效率加劇了城市水資源短缺現(xiàn)象；在水生態(tài)方面，城市化建設(shè)的加快使城市河湖水面萎縮嚴(yán)重、水系連通受阻，水生態(tài)系統(tǒng)受損嚴(yán)重；在水安全方面，城市供水結(jié)構(gòu)單一，水源地保護(hù)力度不足給用水安全帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)；有色金屬采選及航運(yùn)的發(fā)達(dá)造成河湖重金屬和航運(yùn)污染風(fēng)險(xiǎn)突出。

（3）為改善長(zhǎng)江流域贛皖區(qū)域內(nèi)城市水生態(tài)環(huán)境狀況，水生態(tài)環(huán)境綜合整治對(duì)策應(yīng)從污水收集處理設(shè)施提質(zhì)增效、化工及有色金屬行業(yè)污染控制、面源污染削減、節(jié)水型城市構(gòu)建、河/湖濱帶及河湖連通性恢復(fù)、飲用水水源地保護(hù)、尾礦庫及航運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)防控體系建立等方面著手。