麗水市蓮都區碧湖鎮農田氮磷生態攔截溝渠的建設應用現狀與思考

陳麗芬，王會來，鐘楊波，李賽慧

(麗水市蓮都區農業農村局 農業技術推廣中心(農能辦土肥站)，浙江 麗水 323000)

農業與國家糧食安全、資源安全和生態安全密切相關。當前，我國農業可持續發展面臨著諸多挑戰，農業資源過度開發、農業投入品過量使用、農業內外源污染相互疊加帶來的一系列環境問題日益凸顯。據環境統計公報數據，我國農業面源污染已超過工業污染和城鎮生活污染，成為河湖庫等天然水體的首要污染源。因此，迫切需要加強農業面源污染防治工作。

農田面源污染治理是農業面源污染防治工作的重要組成部分，并已成為當前我國水污染防治、生態循環農業建設和農業可持續發展的共同訴求[1-2]。農田面源污染面廣、量大，污染主體較多，污染發生的時間和空間具有較大的隨機性，污染物不僅包括氮、磷等無機污染物，還包括農藥帶來的有機污染[3-4]。因此，農田面源污染治理除了需要從源頭上減少農業投入品以外，還需要依據其污染特征，采取行之有效的技術和工程措施進行過程攔截和末端凈化[5-7]。2015年4月國務院出臺的《水污染防治行動計劃》和2015年5月由農業部、國家發展和改革委員會、科技部等部委聯合發布的《全國農業可持續發展規劃(2015—2030年)》，都明確提出要全面加強農田面源污染防控，同時要求建設農田生態溝渠、凈化塘、地表徑流集蓄池等設施，凈化農田排水和地表徑流。

麗水市蓮都區農業以種植業為主，農藥、化肥等農業投入品使用過量，農產品質量安全風險增多，加強農田面源污染治理極為迫切。為此，蓮都區碧湖鎮于2018年啟動建設農田氮磷生態攔截溝渠示范項目。現總結報道如下。

1 項目基本情況

1.1 項目概況

2018年，麗水市蓮都區碧湖鎮新建(含改建)2條農田氮磷生態攔截溝渠，其中一條落實在缸窯村標準農田質量提升項目中，另一條建設于麗水市錦繡花卉盆景專業合作社基地。

1.2 建設思路

依照《浙江省農田面源污染控制氮磷生態攔截溝渠建設技術規范》等文件要求，針對示范區農田面源污染特征和引發的水環境問題，在充分總結國內外工程實踐和先進實用技術基礎上，提出農田面源污染治理的總體思路：集成運用硬質溝底生態化改造、農田排水口生態攔截、排水溝渠環保設施建設、新型生態浮島建設等措施，在農田面源污染上做“減法”，在農田生態和田園景觀上做“加法”，高標準打造田園景觀型農田生態攔截溝渠示范點。

1.3 基本原則

1.3.1 立足實際，因地制宜

從實際出發，以有關法律法規、技術規范和行業標準為依據，充分利用現有地形、溝渠和環境條件，因勢利導，因地制宜，在深入調查分析的基礎上形成科學合理的生態治理方案。在水生植物的選擇和搭配上，既要考慮凈化能力和景觀效果，又要考慮其對地域氣候的適應性，并盡量培育搭配本土植物。

1.3.2 實用性和創新性相結合

按照《浙江省農田面源污染控制氮磷生態攔截溝渠建設技術規范》要求，借助浙江省內高校和科研院所的科技力量與科研成果，在確保經濟、實用的基礎上，充分依靠創新科技成果，積極借鑒成功實施案例，采用先進、可靠的新工藝、新材料和新設備。

1.3.3 經濟效益與生態環境效益兼顧

在有效利用和改良原有溝渠的基礎上，貫徹生態功能、環境功能和景觀功能三者兼顧的理念，完善生態攔截技術系統與周圍地區的功能互補性，進一步提高攔截效率，盡量避免二次污染的產生。

1.4 建設成效

在碧湖鎮缸窯村建設的氮磷生態攔截溝渠長度1 000 m，農田有效灌溉面積66.7 hm2，溝渠清淤500 m3，硬質溝底(邊坡改造)生態化改造800 m2，設生態浮床450 m2, 種植水生植物8 000株。在溝渠中根據實際需要設置了硬質溝底生態化改造、復合生態浮床等設施，種植一批根系發達，氮、磷吸附能力強的沉水、挺水植物，如香蒲、美人蕉、燈芯草、蘆葦、石菖蒲、水芹等。

在麗水市錦繡花卉盆景專業合作社基地建設的氮磷生態攔截溝渠長度1 000 m，農田有效灌溉面積33.3 hm2。同時開展以下工程：一是土質溝渠生態化改造。溝渠清淤200 m3，河底種植沉水植物500株，栽種挺水植物8 000株。二是承泄河塘生態化改造。平整邊坡200 m2，池塘布設生態浮床400 m2，栽種護坡植物1 000余株。三是配套環保設施建設。新建反硝化除磷裝置2套、節制閘1座、循環生態水塘2個。

建設氮磷生態攔截溝渠工程可以改善溝渠生態條件，重建和恢復溝渠生態系統，強化溝渠對氮、磷等物質的攔截凈化能力，有效地攔截農田地表徑流中氮磷等營養物質排入附近河體，減輕農村地區水體的富營養化程度，有效地改善水質，減少水體氮磷污染物，增強水體自凈能力，并形成良好的農田生態景觀。據監測分析，在碧湖鎮缸窯村建設的氮磷生態攔截溝渠，使得農田水源化學需氧量和養分流失氮、磷濃度分別減少30%、40%和40%以上；在麗水市錦繡花卉盆景專業合作社基地建設的氮磷生態攔截溝渠，使得當地農田水源化學需氧量和養分流失氮、磷濃度分別減少了20%、40%和50%以上。

2 主要技術

2.1 節制閘

渠道上的節制閘利用閘門啟閉調節上游水位和下泄流量，以滿足下一級渠道的分水或截斷水流進行閘后渠道檢修的需求。其中，一個節制閘建于分水閘和泄水閘的稍下游，抬高水位以利分水和泄流；另一個建于渡槽和倒虹吸管的稍上游，以利控制水流量和事故檢修。在建設中，盡量與橋梁、跌水和陡坡等結合，以節省造價。其主要技術參數如下：節制閘的閘底高于溝底0.10～0.15 m，閘孔凈高設計為溝深的50%～60%，閘孔凈寬設計為溝寬的30%～40%，閘門宜采用直升式平面鋼閘門。

2.2 硬質化溝渠生態化改造技術

在硬化溝渠中構建漂浮型生態溝、護壁型生態溝，或漂浮型與護壁型間隔混合式生態溝，并固定安裝護壁板、隔條等構件，相應配置對污染物具有吸附能力的水生植物，實現溝渠硬化和生態化改造(圖1)。

圖1 溝渠硬質化、生態化改造

在植物的配置上，綜合考慮植物生物特性、污染凈化能力、生態鏈恢復、生物多樣性、景觀美化、生物固坡等因素，以本土沉水和挺水植物為主，不宜選用漂浮和浮葉植物。在溝底種植苦草、黑藻和金魚藻等沉水植物，及美人蕉、再力花、水生鳶尾、蘆葦等挺水植物；在溝壁種植護坡植物；在溝坡種植蜜源植物。

2.3 復合式生態浮床技術

生態浮床(圖2)既能凈化水質，又具有較好的景觀效果，現已成為河庫、湖泊等天然水體生態修復中常用的一種重要技術手段。但要說明的是，常規的浮床技術主要依賴植物的吸收作用對污染物進行凈化，效果相對有限，且受植物生長季的影響較大。塑料浮板式生態浮床植物根區較受限，主要依靠植物吸收作用去除污染物水質，凈化能力十分有限。因此，有必要繼續尋求可替代塑料浮板式生態浮床的漂浮式生態凈化設施。

圖2 復合式生態浮床

為克服傳統生態浮床的缺陷，特引入有利于植物和微生物生長的高效吸附型基質，利用基質對污染物的吸附、富集和緩沖等作用，促進植物生長及其根系激發效應，形成高底物濃度、高微生物量、高微生物活性的微處理環境，從而加速對污染物的轉化和轉移(圖3)。

圖3 新型生態浮床的污染物轉移過程與凈化機理

2.4 循環生態水塘

循環生態水塘的面積和容量依據現場條件、服務面積、農田徑流流量等因素進行設計，設計時要注意防滲和淤積問題。不同于一般的生態塘，循環生態水塘具有凈水、蓄水、農業供水、農田生態恢復、田園景觀營建等功能。循環生態水塘宜與生態溝渠、承泄區透水壩等組合配置(圖4)。

圖4 循環生態水塘

3 主要做法和經驗

3.1 強化領導，狠抓落實

由區農業農村局分管領導帶頭謀劃，明確負責人，分解落實責任。各鄉鎮(街道)切實履行好屬地職責，督促建設主體抓緊組織實施，并加強項目建設的監督管理工作，建立月報制度加以推進。

3.2 科學選址，認真規劃

由區農業農村局組織種植、水產、水利、生態等領域專家對氮磷生態溝渠建設地點進行初選后，重點考察溝渠的長度、寬度、深度、排水、排澇等基礎設施，綜合考量當地農田面源污染特征、種養結構，及規模、周邊環境等情況，本著兼顧農田排水、污染攔截和美麗田園建設的需要，充分利用原有農田排水溝渠進行改造和提升，以不改變現有溝渠灌、排水等原有功能，不破壞溝渠現有結構，盡量減少對原有生態環境的破壞或干擾為原則，最終確定建設地點。

3.3 堅持標準，確保質量

堅持質量為先，高標準開展氮磷生態攔截溝渠建設。在溝渠建設過程中，牢固樹立質量第一意識，由專業施工單位進行建設，各級部門加強督促檢查，監督施工進度，確保生態溝渠系統建設真正達到預期效果。

3.4 建立機制，發揮實效

項目列入實施計劃后，項目實施單位應積極抓好工程進度和質量，所在鄉鎮(街道)要及時負責組織、協調、指導項目實施單位把好項目工程施工，區農業農村局相關科、站室負責工程施工技術指導、服務和督查。

工程竣工后，由實施單位填寫項目驗收申請表，并提供有關圖片、協議、臺帳等證明材料，由所在鄉鎮(街道)負責審閱初驗，初驗合格后再上報至區農業農村局，由區農業農村局組織相關專家進行項目工程驗收，查閱資料，實地查驗驗收。

3.5 加強宣傳，營造氛圍

充分利用報紙、電視、廣播等傳統媒體，微信、區農業信息網等新興媒體，以及農民信箱等優勢媒體，切實加強對農田氮磷生態攔截溝渠等農業面源污染監測防治技術和建設成效的宣傳，形成良好氛圍，引導廣大主體和農民群眾主動參與、積極配合生態攔截溝渠建設，認真總結行動計劃推進過程中的好做法、好經驗，培育一批先進典型，樹立一批示范樣板，為接下來的推廣工作打下基礎。

4 問題與對策

經分析，項目中存在的主要問題：由于缺乏相關配套資金，經費來源是制約鄉鎮氮磷攔截生態溝渠建設的主要瓶頸；氮磷攔截生態溝渠的建設使用尚處于探索階段，其長效管理機制還不健全。

下一步，需因地制宜，結合當地的農作物品種、水生植物種類、地形特點等因素，科學地選擇凈化植物與處理工藝，同時著力突破工程維護、項目運行機制、經費來源等瓶頸，從而更好地推動農田氮磷生態攔截溝渠系統的建設落地與應用。