A. 渠首的南水北調—源起南陽
楚文化發祥地,南水北調渠首處。水隱龍城,山藏古寺。丹魚出水,白鷗矯翼。煙波浩淼,清流無際。山川多秀氣,憑欄臨風,滿目春秋煙雨 。
長湖迥臨平野,鐵閘橫鎖千里渠。昔日壯舉,可歌可泣;今朝偉業,驚天動地。南都春深,丹江水碧,東風起,水龍騰躍,一路蜿蜒北去。
中國南水北調工程是舉世矚目的偉大工程,它分為東、中、西三條調水線路,中線工程從長江支流漢江幹流上的丹江口水庫引水,全線自流,直抵京津,是解決華北水資源危機的最佳方案。
南水北調中線工程全長約1432公里,調水量一期工程完成後年均為95億立方米,是世界上最為宏偉的引水工程之一。
南水北調中線工程的源頭是丹江口水庫,渠首在南陽淅川縣陶岔。
丹江口水庫位於河南省南陽市與湖北省丹江口市交界處,它始建於1958年,建成於1967年,正常蓄水位157米,相應庫容174.5億立方米,水域面積為745平方公里,其中南陽境內為430平方公里,佔59%。它是全國水質較好的大型水庫之一。預計中線工程建成大壩加高後,總面積1050平方公里,南陽境內將達到516平方公里,相應庫容總量達290.5億立方銀念米。丹江口水庫庫區下淹沒的腹地則是楚國的古都丹陽。
陶岔渠首位於淅川縣九重鎮陶岔村,進水閘修建於1969年,以「遠景南水北調,近期引丹灌溉」為藍圖規劃設計,有5孔函洞式大型水閘,每孔寬6米,高6.7米,底板高程140米,壩頂高162米,素有「天下第一閘」之美譽。
作為南水北調中線工程的水源地和渠首所在地,南陽正日益受到世人的關注。
南水北調中線工程水源區涉及南陽的淅川、西峽2縣,總面積達6361多平方公里,中線總乾渠從陶岔閘引水,穿越正前南陽的淅川、鄧州、鎮平、卧龍、宛城、方城6個縣市區和高新區的26個鄉鎮,在南陽境內全長185公里,控制流域面積7630平方公里,約佔南陽總面積的29%。南陽段乾渠總工程量近2000萬立方米,計劃總投資110多億元,永久佔地3.7萬畝,臨時用地5.3萬畝。工程實施後,丹江口水庫大壩壩頂高程要從162米加高至176.6米,新淹沒耕地、園地13萬畝,庫區動遷人口近16萬。
不怕犧牲、甘於奉獻的渠首人民,堅決擁護南水北調中線工程的實施,積極配合有關部門,扎實開展多項前期准備工作。為了讓沿線人民喝上放心水,南陽市還傾全市之力,加強生態保護,建設綠色南陽,打造秀美山川。
治理污染,發展環保產業。1996年以來,南陽市先後關停了100多家污染嚴重的「十五小」企業,年削減廢水排放量2000多萬噸、COD2.5萬噸;累計投入資金3億多元,綜合治理廢水污染源280多家,削減COD排放量75%以上,確保了水源區90%以上的地表水功能區斷面水質達到功能區的水質標准。
綜合治理,減少水土流失。1994年以來,南陽市以農田水利基本建設為載體,堅持工程措施與生物措施相結合,大力發展果葯草立體種植,突出搞好水流域治理,進一步改造坡耕地,實行山、水、林、田、路綜合治理。截止目前,丹江口水庫水源區累計治理水土流失面積1313平方公里。
植樹造林,構築生態屏障。南陽市緊緊抓住國家實施六大林業工程的良好機遇,以大工程帶動區域綠化,積舉搏清極實施退耕還林工程、長防林建設工程和速生產林工程。庫區生態林建設已累計投資4億元,新增林地近百萬畝,全市森林覆蓋率達34%。
據南陽市環保部門隨機取樣檢測,反映丹江口水庫水質的25項基本指標,除總氮一項達到國家地表水二類標准外,其餘24項指標全部達到一類標准,可以直接飲用。
2013年年底,隨著南水北調中線工程的完工,丹江水將如一條巨龍,蜿蜒北去,直達京津,給沿線群眾送去甘甜純凈的飲用水,也送去南陽人民的一腔深情。
B. 南陽市生態環境現狀
3.1.1 水資源狀況
3.1.1.1 地表水水資源
南陽市河流縱橫,水系發達,地表水資源豐富。2004年全市地表水資源量為59.33×108m3(摺合徑流深223.8mm),比多年平均值(61.69×108m3)減少3.8%,比上年減少37.7%。
2004年,南陽市的廢污水排放總量為4.04×108t,比上年增加0.17×108t。其中工業廢水排放量為3.31×108t,占總排放量的81.9%;生活污水排放量0.73×108t,占總排放量的18.1%。從南陽市的5條主要流域分區來看,唐白河區接納廢污水3.36×108t,丹江口以上區接納廢污水0.48×108t,丹江口以下區接納廢污水0.05×108t,淮河上游王家壩以上接納廢污水0.09×108t,沙潁河、渦河接納廢污水0.06×108t。
根據2004年對全市主要河流的10個斷面監測結果,全年期全市水質達到或優於Ⅲ類標準的河長359.0km,占評價總河長的66.3%;劣Ⅴ類標準的河長182.3km,佔33.7%。除白土崗、鴨河口、西峽、內鄉、郭灘河段水質較好外,其他河段都受到不同程度的污染。其中南陽市區、新甸鋪、汲灘河段污染較為嚴重,污染源主要為城市生活污水和工業廢水,主要污染項目為5日生物耗氧量(BOD5)、化學需氧量、高錳酸鹽指數和氨氯等。
3.1.1.2 地下水水資源
2004年,南陽市地下水資源量22.00×108m3。全市地下水資源量比上年度減少17.1%,地下水資源模數為8.30×104m3/km2。平原區地下水總補給量為8.37×108m3,總排泄量為10.62×108m3。地下水資源的分布與變化主要受大氣降水、氣候變化及人類活動影響,與降水的分布、降水的大小、強弱、歷時長短、土壤、植被、地下水位(埋深)、含水層的情況、城鎮建設地面硬化程度及人類活動強弱等有關。從表3.1可以看出,南陽市地下水呈逐年減少的趨勢,且地區分布不均。
隨著工業的發展,廢水污染水源,丹江、湍河、白河、唐河、淮河每年接納工業廢水11780×104t,生活廢水7453×104t,廢水總排放量每年1.92×108t,更因農葯、化肥過量使用,使地表水及地下水同受污染。根據2004年對南陽市平原區淺層地下水23眼井的水質監測評價結果,達到或優於Ⅲ類標準的為22眼,達Ⅴ類標準的1眼,主要超標項目為總硬度和硝酸鹽氮。監測結果表明,南陽市地下水質基本良好,能滿足生活和灌溉的一般要求,但隨著近年來對地下水的過度開采利用,已經造成局部地下水位下降,形成地下水漏斗區和地面沉降。
表3.1 南陽市及其各行政分區地下水水資源量 (單位:108m3)
據南陽市水資源公報(1997~2004)。
2004年末,南陽市平原區淺層地下水位與上年末相比多數呈下降趨勢,全市平均下降1.22m。
3.1.1.3 水庫狀況
長江流域的大、中、小型水庫有450座(其中大型2座、中型19座),總庫容為238797×104m3,占該市水庫總庫容的97.33%,興利庫容125565×104m3,占各類水庫興利總庫容的97.21%;淮河流域的中、小型水庫有45座(其中中型1座),總庫容6558×104m3,占水庫總庫容的2.67%,興利庫容3559×104m3,占各類水庫興利總庫容的2.79%。
鴨河口水庫壩下斷面、丹江口水庫陶岔斷面整體上能滿足Ⅱ類水質要求,但氮、磷超標嚴重,其中鴨河口水庫壩下斷面總磷、總氮均為Ⅴ類,丹江口陶岔斷面總氮為超Ⅴ類,總磷為Ⅳ類。
3.1.1.4 水生態狀況
近年來,隨著南陽市城鎮化和工業化進程的加快,以及南陽地區獨特的自然地理環境,河道斷流、乾旱與洪澇交替發生、濕地面積減少、地表水與地下水受到污染、地下水水位明顯下降等問題嚴重阻礙了其水資源生態系統的良性循環,導致了水生態失衡。
(1)河道斷流:由於氣候影響,降水量年際變化大;豐、枯年的地表水量相差1.2~2.5倍,年內降水分布不均,汛期6~9月份的地表水量佔全年60%以上,非汛期河道大部分斷流。湍河、白河、唐河部分河段出現斷流,成為季節性河流。
(2)乾旱和洪澇災害:隨著全球氣候變暖,降雨量、水資源量與以往年相比有所減少,同時再加上一些河流會出現季節性斷流,乾旱災情也較嚴重,通常是旱澇交替。2004年南陽市平均降水量為806.8mm(摺合降水總量為213.87×108m3),比上年偏少18.3%,比多年平均值偏少2.4%,屬平水年份;水資源總量為66.63×108m3(扣除地表水與地下水之間的重復計算量14.70×108m3後),比多年平均值偏少2.6%,比上年偏少38.4%。總的來說,由於降雨量與水資源量減少,南陽市一些縣(市)伏旱較嚴重,影響了農作物的產量,給農業發展帶來了不利影響。
3.1.1.5 濕地生態現狀
濕地是重要的國土資源和自然資源。濕地不僅為人類的生產、生活提供多種資源,而且具有巨大的環境功能和效益,在保持水源、凈化水質、抵禦洪水、調節徑流、蓄洪防旱、控制污染、調節氣候、控制土壤侵蝕、促淤造陸、美化環境等方面具有其他系統不可替代的作用。由於人們不合理地利用濕地資源,南陽市濕地生態環境已十分脆弱,濕地環境問題十分嚴重,已嚴重影響到濕地的可持續發展和利用。突出表現在以下幾個方面:
(1)濕地面積銳減:濕地主要分布於兩大流域沿岸,包括沼澤、河流水面、湖泊水面、葦地以及灘塗等。2004年全市濕地總面積為82906.03hm2,比1997年的84693.40hm2減少了1737.37hm2,下降了2.11%(表3.2)。
表3.2 南陽市濕地面積統計 (單位:hm2)
(2)生物多樣性受損:由於濕地面積日趨減少,生態環境日趨惡化,加上對野生動物的偷捕和濫獵,使南陽市部分濕地野生動(植)物的生境改變,導致野生物種的分布范圍縮小,種群數量降低,一些物種逐步變為瀕危物種。
(3)水資源過度開采:濕地是工農業和居民生活等的主要水源地,過度和不合理的用水已使濕地供水能力受到極大影響。因過度從濕地取水或開采地下水,使部分地區的濕地水文受到嚴重威脅,導致濕地水質鹼化,湖泊萎縮。
(4)污染加劇:污染是南陽濕地面臨的最嚴重威脅之一,許多天然濕地已成為工農業廢水、生活污水的承泄區。20世紀80年代以來,南陽市水質嚴重污染的河流、湖泊數量急劇增加。淮河、唐河、白河、湍河及其主要支流均存在不同程度的污染,某些河段污染還比較嚴重。鴨河口水庫壩下斷面、丹江口水庫陶岔斷面整體上能滿足Ⅱ類水質要求,但氮、磷超標嚴重。
3.1.2 土地利用現狀
南陽市現有耕地992774.43hm2,占河南省耕地總面積的14.04%,佔南陽市土地總面積的37.45%。人均耕地1.39畝,耕地面積大、所佔比重較高,大部分集中在中部盆地,中部平原地帶佔全市耕地面積的75.32%,四周山地丘陵區佔24.68%(表3.3,圖3.1)。
表3.3 各縣(區、市)耕地基本情況
圖3.1 各縣(區、市)2004年耕地面積和基本農田保護率對比分析
耕地有效灌溉面積占常用耕地的比例不高(表3.4),除旱澇保收和高產穩產田外,廣大耕地都不同程度地存在著乾旱缺水、土地瘠薄等問題。
表3.4 各縣(區、市)農業生產條件
南陽市園地面積53043.47hm2,佔全市土地總面積的2.00%。園地是該市很有發展前途的利用類型,西峽、南召已建成獼猴桃生產基地;南召蘋果基地初具規模;果、葯、茶、畜牧已經成為桐柏縣三大主導產業;淅川縣是河南省唯一的柑橘集中產區;西峽縣是國家命名的香菇之鄉和獼猴桃之鄉。
南陽市林地面積819498.21hm2,佔全市土地總面積的30.91%,遠高於河南省16.88%的平均水平,人均林地1.15畝。西峽縣的林地最多,佔全市林地的32.09%,占該縣土地總面積的76.28%;其次為南召、內鄉、桐柏、淅川縣。林地主要集中分布在西北山區。南陽是河南省林業大市,林業資源豐富。
南陽市牧草地面積為4557.91hm2,佔全市土地面積的0.17%,淅川縣牧草地最多,佔全市牧草地的80.09%。從地域空間上看,集中分布在西部和東部。牧草地是該市很有發展潛力的利用類型,淅川、西峽縣已建成山綿羊基地,社旗、方城縣已建成肉牛及山羊基地。
南陽市其他農用地總面積為157749.43hm2,佔全市總面積的5.95%。農村道路、田坎、曬谷場等用地面積過大,農村道路過寬、農田水利設施老化現象嚴重,利用效率不高,整理潛力很大。
南陽市城鎮用地面積為35332.14hm2。2004年,南陽市農村人均居民點用地面積達192.0m2,遠遠高於國家規定的上限150m2,農村居民點整理潛力很大。獨立工礦面積20517.44hm2,佔9.84%。獨立工礦用地偏少反映工業不發達,表明該市城市化和工業化水平較低。
南陽市未利用地面積為349991.46hm2,佔全市土地面積的13.20%,主要分布在南召、內鄉和唐河縣。未利用土地面積大,難利用的比重小,土地後備資源豐富。
3.1.3 土壤性狀及水土流失
3.1.3.1 土壤性狀
南陽市以黃棕壤土類為主,兼有砂姜黑土、潮土、水稻土和紫色土等土類。海拔300~1300m,為黃棕壤土類中的粗骨性黃棕壤亞類和黃棕壤亞類;300m以下為黃棕壤土類中的黃褐土亞類和粗骨性黃褐土亞類;1300m以上為棕壤土類。
黃棕壤土佔全市土地總面積的74.2%,耕地面積占總耕地的60.3%,主要分布在伏牛山南部中、低山和丘陵地區。該類土保肥性能較強,緩沖能力較大,質地較重,但通氣性能較差,適耕期較短;砂姜黑土是在湖相沉積母質、沼澤草甸基礎上發育成的一種獨特的區域性土壤,主要分布在盆中平原地區,佔全區土地總面積的15.6%,耕地面積占總耕地的29.2%;潮土是發育在近代河流沖積物上,經旱耕熟化而成的一種幼年土壤,主要分布在盆中地區沿河兩岸,佔全區土地總面積的4.2%,耕地面積占總耕地的6.2%;水稻土是在黃棕壤和潮土上經過人們長期種植水稻水耕熟化而發育成的土壤,佔全區土地總面積的2%,耕地面積占總耕地的2.9%,主要分布在桐柏山區;其他土類土壤主要包括棕壤、紫色土等,占土地總面積的4%。南陽市土壤一般呈中性反應,緩沖性能較強,保肥性較好,適宜多種作物種植,但土壤質地黏重,耕層較淺,肥力較低。
3.1.3.2 土壤污染
2004年,農葯使用量16033t,與1997年相比凈增20%,且農葯使用具有廣泛、大面積使用的特點,致使土壤受到很大污染。農業化肥施用量大、面廣、利用率低,2004年農用化肥施用總量(折純)670464t,每公頃耕地平均施用675kg,比1997年的521kg/hm2增加154公斤,凈增加30%,造成極大的土壤面源污染,致使土壤受到污染。農膜使用量17626t,比1997年增加8246t,凈增88%,回收量過少,殘留率高,而且農膜難以降解,使土壤中的塑料薄膜殘留量逐年增加,從而對農作物根系生長產生不良影響,並且薄膜的分解也將會對土壤和地下水產生不良影響。農葯和化肥的大量使用,使絕大部分土地受到不同程度的污染,地膜的使用加重了土地污染。
3.1.3.3 水土流失
水土流失是土地資源不合理利用的不良後果。據統計,全世界水土流失面積達25×108hm2,佔全球耕地和林草地總面積86.5×108hm2的29%。全球耕地面積約14.57×108hm2,表土層平均厚18cm,由於水和風的侵蝕,在過去100年內,地球上有2×108hm2的土地遭受損失,每年有270×108t土壤隨水流失。如果以土壤層平均厚1m計算,經過809年全球耕地土壤將被侵蝕殆盡。我國水土流失極為嚴重,1949年以來,全國水土流失面積從1.16×108hm2擴大到1.48×108hm2。每年損失表土約50×108t,流失的氮、磷、鉀估計為4000×104t左右,與一年化肥用量相當,毀林開荒是水土流失、土壤退化的根本原因。
南陽市降雨量相對較大,土壤呈微酸性,鹽粒子淋溶速度快,土壤質地黏重,土地退化主要表現為水土流失。工作區土地總面積2650869hm2,水土流失土地面積475870hm2,占土地總面積的17.95%,占整個山丘區面積的26.99%。水土流失主要分布在桐柏山低山丘陵地區和丹江口水庫上游、鴨河口水庫上游地區,集中發生在淺山區和丘陵區。每年流失量相當於2000hm2耕地的活土層,流失土壤4855×104t,流失肥力折化肥54×104t,相當於2004年化肥用量的80%。水土流失使土壤中有機質下降,地力減退,中低產田面積擴大。同時,水土流失還造成泥沙對河道和水庫的淤積,河床抬高,部分水庫報廢。
3.1.4 生物資源現狀
生物多樣性是人類賴以生存的基礎,也是構成人類生存的生物圈環境。正是地球上的物種多樣性、生物遺傳多樣性和自然生態系統多樣性和自然景觀多樣性構成了豐富多彩的自然界,人類才有了充裕的物質條件和穩定的生存環境。然而,隨著南陽市經濟的高速發展,人口迅速增長,經濟活動不斷加劇,尤其是盲目地大量向自然界索取生物資源,致使環境惡化和能源短缺等生態危機出現,已經對生物多樣性構成了嚴重的威脅。
3.1.4.1 植物狀況
南陽市地處北亞熱帶向暖溫帶過渡的地區,自然地理環境比較復雜,山地和盆地形成的歷史以及植物區系的發展演化歷史均較悠久,植物種類相當豐富,有維管束植物184科927屬2298種。植被類型以落葉闊葉林占優勢。山區、丘陵地帶植被以林木分布為主,平原區則以作物植被和經濟林為主。林地面積853306hm2,森林覆蓋率30.91%,高於全省乃至全國平均水平。森林資源分布情況見圖3-2。從1996~2004年南陽市歷年的森林覆蓋率變化趨勢圖上可以看到,1996~2001年森林覆蓋率基本上保持同一個水平,2002~2003年增長較快,2004年趨於平緩增長。這是因為2000年我國開始實行大於25°坡度的耕地退耕還林政策,林地面積呈增加趨勢。
3.1.4.2 動物狀況
南陽市物種比較豐富,已發現脊椎動物415種,其中,鳥類249種,佔全省的71%;哺乳類49種,佔全省總數的86%;兩棲類16種,佔全省總數的73.7%;爬行類32種,佔全省總數的23.8%;魚類69種,以鯉形目最多,鯰形目次之。除此之外,還有節肢動物、環節動物、線形動物、扁形動物、腔腸動物和原生動物等。
盡管南陽市生物資源種類多,多樣性豐富。隨著生態環境日趨惡化,加上對野生動物的偷捕、濫獵和對葯用植物的過度採掘,使部分區域野生動(植)物的生態環境改變,導致野生物種的分布范圍縮小,種群數量降低,一些物種初步變為瀕危物種。
3.1.4.3 生態保護區建設情況
目前,全市建成自然保護區8個,建成自然保護區面積222958.5hm2,佔全省自然保護面積區的三分之一左右(表3.5)。保護區分屬伏牛山系與桐柏山系。伏牛山區是我國南北氣候、土壤及生物的過渡帶,植被類型復雜、垂直帶譜明顯,生物資源豐富,殘存有茂密的天然森林,是南北生物過渡帶綜合森林生態景觀定位研究和環境監測的基地。
表3.5 南陽市自然保護區名錄
3.1.5 森林生態系統退化
南陽市森林資源狀況見表3.6和圖3.2。南陽市目前的林業狀況與人口增長、國民經濟及社會發展、生態環境建設的目標還有較大差距。主要表現在:①森林覆蓋率與生態建設目標有一定差距,還有69015.4hm2的無林地,造林綠化任務十分艱巨;②林種結構不合理,許多森林覆蓋的山地生態系統呈結構與功能退化的狀態,森林生產力低下,森林經營粗放,林業生產的科技含量低;③目前活立木蓄積量2099.5×104m3,比第三次森林資源清查時(2285.7×104m3)減少8.2%,森林生產能力明顯下降;④天然林的面積從20世紀70~90年代呈直線下降趨勢,70年代天然林減少面積7615.0hm2,90年代則減少面積13534.9hm2。
由於森林生態系統功能退化,導致涵養水源能力下降,對自然環境的調節作用明顯減弱,影響了區域性氣候特徵,水土流失加劇,水庫及河流水體水質富營養化程度增加。
表3.6 南陽市森林資源狀況
各編號數據間關系為:1=2+8+9+10+11+12,2=3+4+5+6+7,15=16+17+18+19+20。
河南省土地資源生態安全理論、方法與實踐
圖3.2 研究區森林資源分布示意圖
3.1.6 自然災害
3.1.6.1 洪澇災害
20 世紀 50 ~ 90 年代,全市因洪澇災害造成的受害人數變化不大,造成的死亡人數有所下降,但發生次數和造成的經濟損失卻明顯增加。
3.1.6.2 旱災
20 世紀 50 ~ 90 年代全市旱災發生次數明顯增多,90 年代比 80 年代增加 24 次。因旱災造成受害人數明顯增加,造成的死亡人數卻大幅度下降,造成的經濟損失呈直線上升,旱災危害程度明顯增強。
3.1.6.3 地質災害及其他災害
地質災害以滑坡和泥石流災害最為明顯。20 世紀 50 ~90 年代,地質災害不是非常嚴重。近幾年來,隨著礦產品價格的不斷上漲和礦產資源的開發熱,水源區礦山集中分布和小規模露天無序開采,誘發了崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的不斷發生。礦區排放大量的廢水,洗礦過程中加入有機和無機葯劑而形成的尾礦水,露天礦、排礦堆、尾礦及矸石堆受雨水淋濾、滲透溶解礦物中可溶成分的廢水,礦區其他工業和生活廢水等,大部分未經處理,排放後直接或間接地污染了地表水、地下水和周圍農田,並導致了水源區水土質量的不斷惡化。其他災害呈依次增強趨勢,災害性強度在增強。
從表 3.7 可以看出,20 世紀自然災害以洪澇和旱災為主,且交替發生,造成的危害程度呈加重趨勢,已成為影響社會經濟可持續發展的重要因素。從死亡人數來看,水災大於旱災。從經濟損失和對農作物影響來看,旱災大於水災,其他災害次之。
表 3.7 生態災害和生態破壞造成的損失
注: 據南陽市環保局,2003,南陽市生態功能區劃。
C. 九重鎮老街在那點
九重鎮老街在淅川縣,位於淅川縣九重鎮老街中段,主要建設內容為新建教學樓,地上四層,框架結構(土石方工程:平整場地686.48㎡、挖坑槽土方1681.72m3、回填方1379.66m3等;砌築工程:講台26個、砌塊牆336.75m3、墊層167.3m3等;混凝土燃攜及鋼筋混凝土工程:墊層46.07m3、獨立基礎198.38m3、矩形柱亂差151.66m3等;門窗工程:木質門165.2㎡、金屬(塑鋼、斷橋)窗466.3㎡、金屬格柵窗102.6㎡;屋面及防水工程:屋面剛性層771.32㎡、屋面排水管144m等;保溫、隔熱、防腐工程:保溫隔熱牆面2442.06㎡、黑板26個;樓地面裝飾工程:塊料樓地面2575.98㎡、塊料樓梯面層110.16㎡等;牆、柱皮陪伏面裝飾與隔斷、幕牆工程:牆面一般抹灰4668.65㎡、塊料牆面1241.5㎡等;天棚工程及其他裝飾工程等);基礎設施(雨水管網:挖溝槽土方1296.91m3、挖基坑土方326.62m3、回填方1353.12m3、塑料管527.5m、砌築井19座、雨水口34座等;污水管網:挖溝槽土方1665.54m3、挖基坑土方186.75m3、回填方1685.21m3等;化糞池:挖基坑土方359.27m3、回填方156.94m3、砌築井3座等;地平硬化:水泥混凝土3213.8㎡等)。
D. 水源區的主要生態環境問題
3.2.1 水源區水環境狀況
丹江口水庫在河南省境內主要匯水支流為老灌河和丹江。老灌河在南陽境內河流長146.4km,流域面積2523km2,屬山區型河道,具有洪水猛、變幅大、縱坡陡、沙石多的特點。丹江發源於山西省商縣秦嶺蘭關,自北向南經陝西省商南縣進入河南省淅川縣,至湖北省均縣丹江口匯入漢江,幹流全長390km,至豫鄂交界處集水面積14714km2,在河南省境內幹流長117.4km,在河南省境內流域面積5592km2。
根據南陽市地表水環境功能區劃結果,丹江淅川縣段劃為Ⅱ類水質;老灌河西峽縣城以上劃為Ⅲ類水質,西峽縣城以下至擋子嶺劃為Ⅳ類水質(擋子嶺斷面為西峽老灌河出境水控制斷面,接納了西峽縣工業廢水和縣城生活污水);淅川縣城以下至張營劃為Ⅲ類水質(張營斷面為淅川縣老灌河入丹江口水庫控制端面,主要接納了淅川縣工業廢水和縣城生活污水);丹江口水庫庫區河南省區域內地表水功能區劃為Ⅱ類水質(表3.8)。
表3.8 南水北調中線工程取水源頭匯水區域控制斷面水質情況
根據南陽環境部門在南水北調中線工程丹江口水庫匯水區域的丹江布設的監測斷面和老灌河布設的監測斷面進行的水質監測結果,不同斷面水質狀況如下:
(1)丹江界牌斷面,豐水期超過Ⅱ類水質;枯水期和年均值水質均符合Ⅱ類水質標准,符合功能區劃水質類別,影響因素主要是豐水期有機物和氨氮。
(2)丹江史家灣斷面,豐水期超過Ⅱ類水質;枯水期水質為Ⅱ類;年均值超過Ⅱ類水質;總氮超標。
(3)老灌河擋子嶺斷面,豐水期水質滿足Ⅳ類水質標准;枯水期超過Ⅳ類水質標准;年均值符合Ⅳ類水質標准。
(4)老灌河張營斷面,豐水期超過Ⅲ類水質標准,其中COD(化學需氧量)稍超標,氨氮超標1.73倍,總氮超標1.79倍;枯水期超過Ⅲ類水質標准,其中COD超標2.97倍,CODMn(高錳酸鉀法測COD)超標2.02倍;年均值超過Ⅲ類水質標准,COD超標2.25倍,CODMn超標1.08倍。西峽縣擋子嶺斷面以點源有機型污染為主,淅川張營斷面,豐水期以面源氨氮污染為主,枯水期以點源有機型污染為主。
(5)南水北調中線工程渠首取水口處陶岔,豐水期、枯水期和年均值超過Ⅱ類水質標准,超標因子為總氮和總磷,主要由面源污染引起。
3.2.2 水源區環境污染形勢嚴峻
水源區環境污染,包括點源污染和面源污染。工業污染是點源污染的主要原因,農業生產中大量使用農葯、化肥和農膜是面源污染的主導因素。
南水北調中線工程要求丹江口水庫庫區水質要達到國家地表水Ⅱ類水質的要求,規定丹江口水庫水源地水質總磷不能超過0.02mg/L,總氮不能超過0.04mg/L,氨態氮不能超過0.5mg/L。丹江口水庫庫區水樣檢測結果,庫區水質大多數指標滿足Ⅱ類水質要求,其中總磷濃度為0.02~0.05mg/L,總氮濃度為1.46~1.60mg/L,總磷、總氮明顯超標。對超標成分的分析,主要是由於污水、農葯、化肥、人畜糞便及生活垃圾污染形成的面源污染引起。
3.2.2.1 工業污染
水源區工業污染的狀況不容忽視。一是工業產業結構不盡合理,重污染的造紙、化工、制葯、釀造行業在工業生產總值中所佔比重還比較大,工業廢水是造成地表水體污染的主要因素。二是水源區所有城鎮沒有生活污水處理廠和垃圾處理廠。隨著城市化進程的加快和城鎮框架的拉大,生活污水和生活垃圾污染將會日趨嚴重。三是地處源頭地區的山區縣地方財政困難,對城鎮建設投入不足,縣城和主要城鎮沒有統一的排水體系,工業廢水、生活污水與雨水沒有實行清污分流,混合排入地表水體,廢水直接排入河道,造成老灌河乃至丹江口水庫水體的污染。根據南陽市環保局監測結果,水源區西峽、淅川、內鄉3縣2003年的廢水污染物排放情況表3.9。
表3.9 水源區水污染物排放情況(2003年)
注:據南陽市農業局,2004,南水北調水源區面源污染情況調查報告。
3.2.2.2 農業生產中大量使用農葯和化肥
南陽境內庫區流域屬農業主產區,種植業佔主導地位。據測算,丹江口水庫水源地4縣36個鄉鎮111.4萬畝耕地年化肥投入量為4.35×104t(折純),用量最大的是氮磷化肥。按全國平均水平30%~40%的化肥利用率推算,年土壤固定、空氣揮發和滲入地下水、匯入地表徑流的流失量達(2.61~3.045)×104t;水源地年農葯施用量275t,品種多為殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等,對環境造成危害的是含磷、砷、汞類高毒高殘留農葯。農葯除40%被農作物及害蟲吸收分解外,一部分揮發入空氣,大部分殘留在土壤地表滲透到地下水或隨雨水沖刷匯入地表徑流流入庫區,造成污染。據調查推算,化肥、農葯對庫區總磷超標的貢獻率超過75%。水源地庫區年農膜覆蓋21.32萬畝,農膜使用量704t,按平均殘留率5.88%計算,每年殘留地膜41.39t。殘留在農田中的農膜難以分解,影響耕作,少部分分解物釋放出有害物質也污染土壤和地下水。
3.2.2.3 畜禽糞便及生活垃圾量逐年增大
隨著農業生產結構的調整,畜牧養殖業發展迅速,畜牧養殖業造成的面源污染問題也越來越突出。據調查統計,丹江口水庫匯水區現有規模養殖場超過200個,畜禽散養情況普遍,年畜禽糞便排放量超過826×104t,糞便簡單處理率僅為59.5%,糞便排放隨意性強,氮、磷、COD等大量富營養物質直接或間接排入庫區,造成環境和水體水質的直接污染。丹江口水庫匯水流域內生活污水和垃圾長期直接排放,污染地表水和地下水。
3.2.3 水源區生態環境脆弱
丹江口水庫水源區地處我國南北過渡帶、東西結合部,是一個相對獨立的自然地理單元。目前區內森林植被稀少、質量差,蓄水、固土能力低下。加之不合理的耕作方式,導致生態環境惡化,水土流失十分嚴重。資料表明:1979~1999年的20年間,丹江口水庫的淤積總量為89715.5×104m3,年平均淤積高達4485.775×104m3。按此淤積速度,將會大大縮短丹江口水庫的使用壽命。降水與徑流時空分布嚴重不均,水旱災害頻發。雨季洪水頻發,石沙俱下,冬春乾旱缺水,溝溪斷流,人畜飲水困難,不少地方山區人民往往為吃水要跑幾十千米的路程,嚴重製約了水源區經濟的發展。水旱災害的發生頻率由20世紀50年代的每年0.42次增長到目前的每年0.83次。據南陽市水利部門對淅川縣荊紫關、寺灣、大石橋、滔河4個鄉的調查,近幾年因洪水災害,減少良田500多平方千米;西峽縣自1954年以來,因洪水災害減少耕地0.7×104km2,並以每年3.6%的速度增加。
庫區大量土地被淹沒,淹沒良田2萬多平方千米,7.4萬移民外遷,10萬多移民和反遷移民被後靠安置搬遷到丘陵、低山薄地上。水源區大部分山丘區人口稠密,耕地資源匱乏,其中西峽縣人均耕地不足0.047km2,遠低於全省和南陽市平均水平。耕地後備資源不足,未利用土地中可開墾的土地資源很少,人地矛盾十分突出。隨著丹江口水庫大壩的加高,淹沒地區面積將擴大到1050km2,這一矛盾將會進一步加劇。由於土壤瘠薄,農業產業結構單一和生態環境比較脆弱,當地人民目前尚未擺脫貧困落後的局面。人均年佔有糧食僅340kg,為了生存,農民被迫開荒種地,導致森林資源銳減,加劇了生態環境惡化,使山區農業陷入了「越窮越墾,越墾越窮」的惡性循環中。
丹江口水庫庫區周邊地區以淺山丘陵地為主,溝壑縱橫,地形破碎復雜,坡度陡,植被多為中幼、中齡林和低效林,植被覆蓋率低,防護能力差,自然調節能力低下,枝葉截留及根系固土保水能力減退,生態環境較為脆弱。
3.2.3.1 水源區土壤性能差
水源地土壤以黃褐土、黃粘土或紅粘土為主,質地黏重,易干縮裂縫,通透性差,表土層疏鬆淺薄,既不耐旱,又不耐澇,並易受侵蝕,淺山丘陵區的石灰岩、片岩等抗侵蝕能力差,風化嚴重,對降雨沖擊的抵抗力較弱,極易形成水土流失。
表3.10 水源區林業用地情況 單位:hm2
表3.11 水源區域森林面積及蓄積量
表3.12 水源區林地分類情況
3.2.3.2 水源區氣候與水資源影響
丹江口水庫匯水區域內,氣候屬亞熱帶季風型大陸性氣候,降雨量年際間變化大,受季風影響,降水年內分配不均,汛期降雨量佔全年降雨量的 58% ~ 62%。暴雨集中,強度大,歷時短,入滲有限,容易沖刷侵蝕地表。丹江口水庫南陽境內支流,均屬山區型河道,坡度大,地下水資源量甚微,水資源總量以地表徑流為主,是水土流失的主要動力。水土流失使沙塵及附著在土壤上的農葯化肥殘留量得以匯入地表徑流,流入庫區,造成庫區懸浮物和氮、磷超標,對庫區水質影響較大。
3.2.3.3 水源區森林資源問題突出
一是森林資源分布不均。人們把森林作為一種自然資源對待,對森林的再生性、多功能性和更新周期長認識不足,急功近利,取之於林多,用之於林少,致使有限的森林資源分布極不合理,大部分分布在深山區的河流源頭,生長量偏小,生態系統呈現結構與功能退化狀態,防護效益差。而地處淺山、丘陵平原的下游地區,人口密度大,墾殖指數高,森林資源少,又多是人工幼林,不少地方地表裸露嚴重,是水土流失重災區。二是生態效益低。林分質量不高,低產、低效防護林所佔比重大,生產力水平低。三是林種結構和林齡結構不合理。林種結構不合理,從防護林整體上看,防護林比例仍偏小; 從林齡結構上看,幼中齡偏多,其面積、蓄積分別占整個林分的 95.8% 和 89.4%; 而近成熟-過熟林面積與蓄積分別占整個林分的 4.2%和 10.6%。水源區森林資源情況見表 3.10 至表 3.12。
3.2.4 水源區水土流失嚴重
3.2.4.1 水源區水土流失現狀
表 3.13 給出了水源區土壤侵蝕的不同類別及相關數據。大量的水土流失不但造成水庫淤積,而且使水質質量變差,富營養化程度提高。
表 3.13 水源區土壤侵蝕的類別及相關數據
根據2000年全國第三次水土流失遙感調查資料,丹江口庫區及上游流域南陽境內水土流失面積3369.01km2,年平均土壤侵蝕量約990×104t。水土流失程度大致以淺山丘陵區的中、強度流失逐漸向中山區的輕、微度流失變化,大部分發生在丹江口水庫環庫區周邊的淺山丘陵區和人口集中、植被差、養殖和農業種植區以及交通便利、開發建設項目比較集中的區域。平均土壤侵蝕模數為2938t/km2·a,溝壑密度為2.61km/km2。強度水土流失面積為446.87km2,占水土流失面積的7%,主要分布在西峽312國道沿線、淅川環丹江口庫區等植被覆蓋率較低的荒山荒坡和坡耕地上,以面蝕、溝蝕為主要形式;中度水土流失面積為1369.7km2,占水土流失面積的21.5%,主要分布在西峽縣南部山區,老灌河、淇河等沿河兩岸的狹窄地區和淅川、內鄉、鄧州的環丹江口水庫淺山丘陵區,該區人口密度較大,植被覆蓋率較低(<30%),耕地多為坡耕地,流失形式以面蝕為主,兼有溝蝕,局部有滑坡、泥石流等重力侵蝕;微度、輕度水土流失區總面積為4545.37km2,其中輕度水土流失面積1552.44km2,微度流失區面積2992.93km2,主要分布在西峽中山區和淅川西北山區、丹南山區,海拔較高,山體完整,居民少,森林茂密,交通閉塞,植被覆蓋率較高,大部分為水平梯田、水田及建築區,水域也包括在內,流失形式以面蝕為主,兼有溝蝕(表3.14,圖3.3)。
表3.14 南陽市丹江口水庫及上游流域水土流失強度分級面積及流失量
注:據南陽市水利局,2003,南陽市丹江口庫區及上游水土保持規劃。
3.2.5 水源區礦山地質環境問題
水源區礦產資源的特點是礦種類型較多,礦點多,分布較集中,但大中型礦床較少,多數為小型和礦點,絕大部分為小規模的民采。開采方式多為露天開采,產生大量尾礦棄渣。目前開采較活躍的金屬礦種為釩礦、鐵礦、金礦、輝銻礦等;非金屬礦種有大理岩、石灰岩、石墨、白雲岩等。石灰石礦、大理岩礦和釩礦等,開采極盛,常形成礦山集中分布的群采區。因此,研究區礦山環境地質問題突出。
3.2.5.1 礦山開采引起的礦山環境地質問題
(1)引起土地資源的毀損:采礦佔用和破壞土地。經調查,中型礦區佔用和破壞土地面積一般為2~9hm2,小型礦區佔用和破壞土地面積一般為1~6hm2。例如:在淅川縣城—西廟崗一帶為山間谷地,是大理岩石材加工聚集地,沿G312兩側分布加工廠幾十家。佔地寬20~50m,斷續延伸近20km。棄渣改變、破壞土地現象較為嚴重。
圖3.3 研究區水土流失分布
(2)引起地貌景觀的毀損:露天采礦破壞地貌景觀非常嚴重,毀壞了植被和生態環境。在交通干線兩側的可視范圍內可以看到采礦留下的痕跡,而且還有持續增加的趨勢。大型礦區植被破壞面積為15hm2,中型礦區植被破壞面積一般為1.5~4.5hm2,小型礦區植被破壞面積一般為0.5~2.0hm2。水源區因采礦引起的地貌景觀毀壞主要分布在以下地帶:①淅川縣城—毛堂—西簧一帶,為釩礦采礦密集地,分布采礦點幾十家,采坑沿礦脈分布,寬6~10m,深5~8m,斷續延伸近50km,總面積約100hm2,開礦棄渣就地堆積於山坡,隨處可見,對山體植被及土地破壞較為嚴重,並為水土流失提供了基本條件;②淅川縣蒿坪—大石橋一帶,為大理岩礦采礦密集地,分布采礦點幾十家,采坑沿礦脈分布,寬6~10m,深5~30m,斷續延伸近40km,總面積約80hm2,開礦棄渣就地堆積於山坡,對山體植被及土地破壞較為嚴重,並對丹江風景區有一定影響,也為水土流失提供了基本條件。
(3)地質災害頻繁發生:石灰岩、大理岩、釩礦等礦山在開采過程中,經常發生邊坡失穩、滑坡、崩塌等現象。井下開採的金礦、鐵礦易發生礦坑塌陷現象。礦山排出大量礦渣及尾礦的堆放,除了佔用大量土地、嚴重污染水土資源及大氣外,還經常發生塌方、滑坡、泥石流。尤其是一些鄉鎮集體和個人采礦場,在河床、公路兩側開山采礦,亂采濫挖,亂堆亂放,對河道暢通有一定程度的影響,也為泥石流的形成提供了固體物源。
3.2.5.2 水源區土污染分析
為了解釩礦對土壤的影響,在釩礦采礦分布較密集的毛堂—西簧一帶布設了兩條土質取樣剖面。根據分析結果得出:遠離采礦點釩含量有明顯的遞減趨勢。
3.2.5.3 水源區水環境質量分析
(1)地下水環境質量分析:地下水水環境分析主要通過地下水質量評價和地下水污染評價來實現。
1)地下水質量評價:此次評價選擇pH值、總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物、鐵(Fe)、錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、揮發酚類、陰離子合成洗滌劑、高錳酸鹽指數、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮(NH4)、氟化物(F-)、汞(Hg)、砷(As)、鈹(Be)、隔(Cd)、六價鉻(Cr6+)、鉛(Pb)、碘(I)等24項組分作為評價指標。以水質分析資料為基礎,依據單項組分,按《中華人民共和國地下水質量標准》所列分類指標確定該組分的質量類別,為單因子評價方法。根據各單項組分所屬質量類別,依表3.15的規定分別確定單項組分評價分值Fi。
表3.15 各類別單項組分評價分值
按式(3.1)和式(3.2)計算綜合評價分值F。
河南省土地資源生態安全理論、方法與實踐
式中:F為各單項組分評價分值Fi的平均值;Fmax為單項組分評價分值Fi中的最大值;n為項數。
根據計算的F值,按表3.16劃分地下水質量級別。
表3.16 地下水質量級別判定
2)地下水污染評價:選取地下水質量評價中的24項組分作為評價指標。以《中華人民共和國地下水質量標准》(GB/4848-93)中Ⅱ類水標准限值作為背景值,採用組分綜合法和污染指數法分別對無機污染進行評價。
單項指標的污染指數(I)按式(3.3)進行計算。
河南省土地資源生態安全理論、方法與實踐
式中:I為某項污染物的污染指數;Ci為某項污染物的實測含量;C0為某項污染物的背景值或對照值,此次取Ⅱ類水標準的上、下限值。
Ci值在區間內,令I=1,如果I值大於區間值的最大值或小於區間值的最小值,分別用Ci值除以區間值的最大值或最小值。
多項指標的綜合污染指數(PI)按式(3.4)和(3.5)進行計算。
河南省土地資源生態安全理論、方法與實踐
河南省土地資源生態安全理論、方法與實踐
式中:PI為單個樣品多項組分的綜合污染指數; 為各單項組分污染指數I的平均值;Imax為各單項組分污染指數I的最大值;n為項數。
根據計算的PI值,按表3.17劃分污染級別。
表3.17 地下水污染級別分類
最後計算出F值最大為7.19,最小為2.15。質量級別為「良好」和「較差」兩個級別,綜合評價結果與單項組分評價結果一致,即Ⅲ類水屬「良好」級別,Ⅳ、Ⅴ類屬「較差」級別 。
(2)水源區地表水環境質量評價:根據國家標准中基本項目標准限值中的24項指標,選擇pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量(CODcr)、生物需氧量(BOD5)、總磷(以P計)、總氮(以N計)、銅(Cu)、鋅(Zn)、氟化物(以F-計)、砷(As)、汞(Hg)、鎘(Cd)、六價鉻(Cr6+)、鉛(Pb)、氰化物、揮發酚類等17項組分作為評價指標。根據分析結果,對水源區水環境質量的評價表明:地下水組分中溶解性總固體、總硬度、硫酸鹽(S02-4)、硝酸鹽(NO3-、以氮計)、陰離子合成洗滌劑、六價鉻(Cr6+)等6項含量差異較大,在礦山及人口密集區附近含量較高,其分布面積較小;地下水質量較好的區域居多。地表水部分河段質量較差,入丹江口水庫的丹江入口處為Ⅱ類水,淇河入口處為Ⅴ類水,老灌河入口處為Ⅳ類水;南水北調中線取水口(淅川陶岔)地表水樣為Ⅱ類水,滿足生活飲用水標准。現狀條件下,采礦活動引起地下水和地表水質量的變化對丹江口水庫水質的影響程度盡管不太明顯,但對地下水和地表水質量已經造成不同程度的污染,應引起高度重視 。