董 峰
(河南欣藍環境工程有限公司河南鄭州450000)
淺談典型流域農業面源污染綜合治理分析及試點防控方案
董 峰
(河南欣藍環境工程有限公司河南鄭州450000)
淅川縣位于豫、鄂、陜三省的交匯處,擁有國內最大的人工淡水湖丹江口水庫,是南水北調中線的水源地。農業面源污染會對典型流域丹江口水源保護地產生深刻的影響,初步分析了淅川縣農業面源環境污染現狀并選擇一個綜合治理試點-九重鎮,并提出污染控制解決方案。
農業面源污染;清潔生產;地表徑流;生態凈化
近年來,隨著國家經濟和社會的發展,南水北調中線的落成為解決我國北方水資源短缺而實施的重大戰略工程。丹江口水庫流域作為南水北調中線水源地的典型流域,水環境質量的好壞直接關系到南水北調中線工程的價值。為了確保丹江口水庫水源區長期穩定達到水源地水質保護要求,保證沿線飲用水安全供應,加強淅川縣農業面源污染綜合治理,降低面源污染負荷和風險具有重大的社會效益和戰略舉措。
淅川縣位于豫西南邊陲與鄂陜三省交界,境內河流屬于長江流域漢水水系,丹江為漢江一級支流,淇河,滔河,鸛河,白浪河等為漢江二級支流,其中丹江流域站全縣流域總面積的93.5%。境內北、西、南三面環山,形成西北突起,略向東南傾斜的馬蹄地形,中部為丘陵區,東南部為崗地。
農業是淅川縣的基礎產業,農業人口占80%[1],農業生產采用傳統的粗放耕作方式,高投入,低產出,結構單一。面源污染可概括為農業面源污染,水土流失面源污染及農村生活垃圾污染。
1.1 農業生產中的化肥和農藥使用
2014年淅川縣化肥使用量達2360t,農藥734t,農膜500t左右,農業投入品用量過多破壞了土壤結構且土壤部分重金屬含量嚴重超標,并通過地表徑流,對丹江口水庫水質產生影響。根據國家地表水Ⅱ類以上水質標準(GB3828-2002)規定,丹江口水庫[2]水源地水質TP不能超過0.025mg/L,TN不能超過0.5mg/L,NH3-N不能超過0.5mg/L。根據2014年檢測結果顯示TN指標1.0 mg/L~1.5mg/L,TP指標0.05 g/L~0.1mg/L,已超過Ⅱ類水質標準[3]。在大雨沖刷,山體滑坡,泥石流等外力因素的影響下降大面積土壤中殘留的化肥和農藥沖刷匯入地表徑流大量攜帶進入庫區,對水源地水質造成農業面源污染。
1.2 水土流失
淅川縣氣候屬于北亞熱帶向暖溫帶過渡的季風性氣候,年均降雨量為817.3mm,年最大最小降雨量分別為1162.8mm和391.3mm。7~9月降水最多,占全年降雨量的49%,暴雨集中,強度大,歷時短,入滲有限,容易沖刷侵蝕地表,庫周支流屬于山區型河道,坡度大,地下水資源量甚微,地表徑流是水土流失的主要動力,水土流失使附著在土壤上的農藥和化肥殘留量得以匯入地表徑流,從而進入庫區,造成庫區的N、P等指標超標,對庫區水質影響較大。
1.3 農村生活垃圾
隨著農村生活水平的提高,畜牧業在農村地區發展迅速,畜牧產生的糞便排放量大,隨意性強,并且沒有相應的處理設施及垃圾處理設施,畜禽污水,生活污水及生活垃圾的長期直接排放,污染了地表水和地下水帶來面源污染[4,5]。
根據2015年農業部發布的《關于打好農業面源污染防治攻堅戰的實施意見》(農科教發(2015)1號)指出,加強農業面源污染治理,是轉變農業發展方式,推進現代農業建設,實現農業可持續發展的重要任務。力爭到2020年農業面源污染加劇的趨勢得到有效遏制,明確了在重點湖泊,水域,庫區建設農業面源污染綜合防治示范區,加強單項治理技術的集成配套,積極探索流域農業面源污染防治措施。
淅川面源污染綜合治理試點選擇在淅川縣九重鎮,瀕臨丹江口水庫,涉及張河,程營,張樓,九重等8個行政村,41個自然村,區域總面積3.2萬畝,耕地2.6萬畝,農業種植以軟籽石榴和煙葉為主,另有少量小麥,玉米等糧食作物。
通過治理試點防治項目實施,控制丹江口水庫入庫污染負荷減量控制的基本需求出發,根據九重鎮地理環境,農業產業結構特點,實施農田面源污染防治工程和地表徑流污水凈化利用工程建設,按照“源頭減排控制-過程阻斷攔截-末端凈化治理”的面源污染綜合防控理念,重點開展農業清潔生產,耕地地表徑流攔截,凈化,積蓄與再利用、農田尾水減排與生態凈化、農村污水處理與生態循環利用、村莊亮化等工程示范,建成典型流域農業面源污染綜合防治示范區,為丹江口庫區及上游流域全面實施農業面源污染治理提供示范樣板和經驗。實現治理區內化肥、農藥減量20%,畜禽污水、生活污水處理利用率達到90%以上,COD、TN、TP總排放量分別減少40%,30%及30%以上。
2.1 面源污染實施方案
2.1.1 源頭減失實現農業清潔生產
開展源頭控制化肥,農藥使用量,降低面源污染負荷。根據試點區種植業結構和特點,研發果樹和中草藥專用配方肥,使用有機肥,改良土壤,提高作物品質,減少化肥用量20%;開展病蟲害物理防治,按照每20畝一盞,布置太陽能殺蟲燈,覆蓋4000畝;投放粘蟲板,補蠅網對田間害蟲進行物理誘殺,布置田間害蟲生物性誘劑,減低田間害蟲數量;建設智能水肥一體化灌溉工程,智能控制自動對水、肥進行檢測調配和供給,達到精確控制灌水量、施肥量和灌溉及施肥時間。
2.1.2 過程調控控制地表徑流回用工程
根據現有地勢的高低區位結合已有的河道,溝渠進行改造建設田間導流渠,在最大匯水面設立集水窖收集地表徑流雨水,對土壤中N,P含量攔截收集;在集水窖建設提升灌溉泵房并鋪設灌溉管網,將收集的含N,P雨水重新灌溉農田,實現雨水回用,農田水體內部自凈的生態循環過程。在導流渠和集水窖前段采用適合生態條件的水生植物,營造生態護坡,構建集生態,景觀功能一體的農田溝渠生態系統。區域外排N、P可減少60%,還可以打造集生態功能,觀光功能,旱時補水為一體的區域生態景觀。
2.1.3 末端治理建設區域多塘調控凈化工程
充分利用現有的廢棄池塘及低澇洼地,構建生態護岸,人工濕地,生態河道,生態浮床,生態池塘形成多級串聯的多塘調控凈化系統,護岸搭配麥草,狗牙根,塘內分別在淺、中、深水區優化配置挺水、浮水和沉水植物,如黃菖蒲,燈心草,蓮藕,水芹等經濟型水生植物,利用植物根系對水體中的懸浮物吸附和水體自凈化能力,提高對N,P營養物質的攔截吸附能力,使水體中的污染物大幅度減少,水質得到改善,保證入庫支流水體的水質指標達到水源地要求,同時注意定期割獲,避免植物死亡造成二次污染。
2.1.4 農村生活污水處理與再循環利用工程
實施旱廁改水,建設農村污水管網收集系統,并充分利用地形高差,實現污水自流匯聚,建設一座小型污水處理站出水布置小型人工濕地,上面種植水生植物,蘆葦,茭白荷花,打造集污水處理和景觀效益的村內環境整治工程。
2.1.5 村莊亮化工程
選擇交通便利,常駐人口多的,民舍集中的村莊進行統一設計,建造圍墻,園舍,安裝太陽能路燈,配置垃圾收集箱和小型垃圾收集車,實現村莊亮化示范工程。
2.2 試點推廣建設
按照先行試點和逐步推進的原則,依據《農業環境突出問題治理總體規劃》的要求,九重鎮的試點項目和經驗將作為丹江口水庫區及上游區域的樣點示范,結合在本區域內其他地區地形特點和農業結構進行優化面源污染綜合治理方案。
淅川縣作為丹江口庫區重點區域,開始農業面源污染綜合治理的試點的建設和推廣是關乎南水北調中線工程的國計民生的重點,九重鎮的試點建設對之后的推廣起著重要的示范效應??刂乒こ谭桨傅膶嵤┵|量和水體排放的數據監測,定期公布水質數據,環境質量狀況,積極認真做好綜合防治的各項工作,減少面源污染,共同保護水源地的水體質量。
[1]徐振明,齊榮尊.丹江口水庫周邊地區環境保護初探[J].和諧城市規劃論文集,2007.
[2]長江流域水資源保護局.長江流域及西南諸河水資源質量狀況報告[R].2005.
[3]地表水環境質量標準GB3828-2002[S].
[4]蘭書林.南陽農業污染調查研究[J].環境管理,2009.
[5]趙文耀,胡家慶.丹江口水庫流域面源污染現狀分析.南水北調與水利科技,2007.
董峰(1988—),男,漢族,碩士研究生學歷,研究方向水體污染和環境整治,任職于河南欣藍環境工程有限公司技術部。