云南耿馬灌區水環境質量與退水污染負荷分析

馬麗，王東福

(云南省環境工程評估中心，云南昆明 650032)

耿馬灌區位于云南省西南邊陲，毗鄰緬甸，耿馬灌區工程被列入《全國水利發展“十三五”規劃》和云南省五網建設規劃等國家級和省級規劃中。工程建設對合理配置當地水資源，有效發揮新建和已建水庫的灌溉效益，提高灌區農業綜合生產能力，改善城鎮供水水源條件，促進邊境少數民族地區經濟社會可持續發展，保證當地少數民族脫貧致富和邊境穩定具有重要意義。但灌區的建設將同時對當地的水資源和水環境產生重大影響，本文在整理和分析區域水質監測數據的基礎上，對區域水環境現狀進行了調查和評價，并對灌區退水的各類污染負荷進行預測和核算，以便尋找重點污染源，為進一步開展耿馬灌區退水污染控制關鍵技術與政策管理體系研究、保障區域水質安全提供參考。

1 灌區工程和流域概況

耿馬灌區工程包括水源工程和灌區工程，供水范圍包括耿馬縣城以及耿馬鎮、賀派鄉、勐撒鎮、芒洪鄉4個鄉鎮和勐撒、華僑2個農場。設計灌溉面積2.05萬公頃，供水人口16.39萬人，其中城鎮人口11.18萬人，農村人口5.21萬人，農業灌溉供水量9897萬m3，城鄉生活供水水量1451萬m3。灌區規劃范圍分為耿馬片和勐撒片，其中南部的耿馬片屬低山丘陵區，溝谷縱橫、地形起伏較大，北部的勐撒片則相對平坦。耿馬片面積為1.39萬公頃，包括賀派灌片、耿馬縣城灌片、允楞灌片、團結灌片、弄巴灌片、菜籽地灌片共6個灌溉控制單元。勐撒片面積為0.66萬公頃，包括芒洪灌片、勐撒西灌片、芒枕灌片、芒見灌片、勐撒北灌片共5個灌溉控制單元。

耿馬壩區涉及的河流主要為云南省瀾滄江流域的南碧河水系和怒江流域的南汀河水系。南碧河發源于耿馬、雙江縣界四排山山脈最高峰大雪山西側，河源高程3233 m，河長103.2 km，徑流面積996.35 km2，多年平均年徑流量9.358億m3。南汀河發源于臨滄博尚、永泉、勐準一帶，通過臨滄壩、云縣勐來壩進入耿馬縣，流經勐永、勐撒鎮邊緣，穿過勐簡壩和福榮鄉芒艾山腳，入開闊的孟定壩，之后從河外清水河口流入緬甸。全程長311 km，河床平均坡降1/1750。

灌區耿馬片主要水源為另仂水庫、允楞水庫、弄巴水庫、團結水庫、翁結水庫(在建)，通過灌區南干渠和引水工程，實現向耿馬片6個灌片區提供農業灌溉用水和城鎮生活用水。各灌片的農業灌溉回歸水、城鎮生活退水通過流入擋帕河、芒片河、南木老河和十八道河等支流，最終匯入南碧河。灌區勐撒片主要水源為十八道河水庫、芒枕水庫、翁結水庫(在建)，通過灌區北干渠和引水工程實現向勐撒片5個灌片提供農業灌溉用水和城鎮生活用水。各灌片的農業灌溉回歸水、城鎮生活退水通過流入芒枕大河最終匯入南汀河。

2 區域水環境質量現狀

對照云南省和臨滄市水環境功能區劃要求，收集比對了區域常規水質監測斷面的監測結果，灌區工程范圍內水環境常規監測斷面水質現狀見表1。根據監測結果分析，區域南汀河孟定大橋斷面、南碧河那緬斷面部分月份糞大腸菌群超標。作為灌區工程范圍內主要的納污河流，南汀河和南碧河水質現狀不良，隨著灌區工程的持續實施，各類退水匯入勢必會進一步加重下游水環境污染負荷，造成下游水環境質量惡化。

表1 灌區工程涉及的地表水常規監測斷面水質情況

3 灌區相關退水類型

灌區水污染防治工作應重點考慮受退水區域的水環境質量改善，查找和明確重點污染源，尋找有針對性的污染物削減措施。分析灌區工程范圍內各類退水的水量和水質，對于尋找重點污染源、加強灌區水污染防治工作，具有重要的指導意義。

以灌區范圍內耿馬片6個灌溉控制單元和勐撒片5個灌溉控制單元為研究范圍。灌區工程范圍內工業分布較少，灌區退水主要是農業灌溉回歸水、城鎮生活退水和農村人畜生活退水三類。根據灌區的水資源配置資料，按照各類退水的退水系數，計算各灌片的各項退水量，結果統計見圖1。根據結果分析，除耿馬縣城灌片退水以城鎮生活退水為主外，其余灌片退水均以農業灌溉回歸水為主，各灌片中農村人畜生活退水量所占比例均較少。團結灌片和勐撒西灌片城鎮生活退水也占了一定比例。

圖1 灌區各灌片單元退水類型及退水量Fig.1 The main types and water yield of major return flows for each irrigation control units

4 退水污染負荷分析

4.1 農業灌溉回歸水

農業灌溉回歸水的水質主要由土壤中原有的氮、磷等可溶性營養物質和農業生產中所使用的農藥和化肥來決定[1]。灌溉將使土壤中的養分溶出并隨回歸水進入地表和地下水體，對水質造成影響。根據灌區灌溉面積、復種指數、各灌溉分區作物種植結構、各污染物的流失系數計算得出灌區農業灌溉回歸水的COD(化學需氧量)、NH3—N(氨氮)、TN(總氮)、TP(總磷)負荷量[2]，計算結果見圖2。

圖2 灌區農業灌溉回歸水各污染物負荷Fig.2 The share of pollution load of major pollutants in agricultural irrigation water

根據計算結果分析，灌區范圍內各灌溉控制單元農業灌溉回歸水污染負荷以TN為主，其次為COD，NH3—N和TP的負荷量最小。農業灌溉回歸水污染負荷主要集中在團結灌片、賀派灌片和勐撒西灌片。

4.2 城鎮生活退水

根據調查，灌區范圍內目前僅耿馬縣城建設有一座污水處理廠，其余鄉鎮的生活污水收集和處理設施正在建設中。城鎮生活退水污染負荷根據灌區范圍的城鎮人口、城鎮生活用水定額、污水排放系數、生活污水污染負荷系數和污染物流失率進行計算，計算結果見圖3。

圖3 灌區城鎮生活退水各污染物負荷Fig.3 The share of pollution load of major pollutants in urban production and domestic drainage

根據計算結果分析，灌區內各灌溉單元城鎮生活退水污染負荷以COD為主，TP負荷量最小。城鎮生活退水污染負荷主要集中在耿馬縣城灌片、團結灌片和勐撒西灌片。

4.3 農村人畜生活退水

農村人畜生活退水負荷根據農村人畜需水量、排水系數、污水污染負荷系數和污染物流失率進行計算，計算結果見圖4。

圖4 灌區農村人畜生活退水各污染物負荷Fig.4 The share of pollution load of major pollutants in rural human and animal sewage

根據計算結果分析，各灌溉控制單元農村人畜生活退水各污染負荷以COD為主，污染負荷主要集中在勐撒西灌片和賀派灌片，其他各灌片單元的占比較均勻。

4.4 灌區退水污染物負荷

將灌區退水的各污染負荷進行匯總分析，灌區退水中主要污染物負荷以COD和TN為主，污染負荷主要集中于耿馬縣城灌片區、勐撒西灌片區、團結灌片區和賀派灌片區。

5 灌區水污染防治措施

根據灌區已有的監測資料，灌區工程范圍內主要的納污河流水質現狀不良，而根據預測結果，灌區范圍內各類退水新增污染負荷較大。為保證灌區工程實施不造成區域水環境質量惡化，灌區水污染防治建議從削減區域主要退水污染負荷著手[3]，并根據不同灌片控制單元的污染特征，考慮采取以下相關的污染防治措施。

城鎮生活退水建議以耿馬縣城灌片為防治重點，同時也應考慮團結灌片和勐撒西灌片等城鎮生活退水占比較大的控制單元，考慮城鎮化發展和生活水平的不斷提高，生活污水、垃圾總量以及污染物總量都在不斷增加。實施縣城污水處理廠提標改造工程，加強城鎮生活污水處理設施建設，并提高區域污水處理廠接管率[4]。

農業灌溉回歸水建議以團結灌片、賀派灌片和勐撒西灌片單元為防治重點，在灌區工程主要退水排入的田間溝道、河溝采取生態治理工程對水質進行凈化處理，也可選取各片區承擔污染負荷較大的一級支流建設人工濕地，從而削減農業灌溉回歸水的入河負荷。另外還需考慮控制化肥、農藥的過量使用，考慮農業生產方式的合理調整。實現源頭防控是控制農田灌溉回歸水污染的重要環節[5]。

農村人畜生活退水建議以勐撒西灌片和賀派灌片單元為防治重點，但其他灌片也應綜合考慮。采取開展農村環境綜合整治，完善農村生活污水和生活垃圾收集及處置設施建設，開展畜禽養殖污染防控，實施畜禽養殖廢棄物資源化利用等措施。

6 結論

耿馬灌區工程涉及的主要地表水體包括瀾滄江流域南碧河和怒江流域南汀河，該流域水環境功能區劃要求總體不高，但根據已有的監測結果，河流水質現狀不良。

灌區退水主要包括農業灌溉回歸水、城鎮生活退水和農村人畜生活退水三類，根據預測結果，灌區各類退水新增污染負荷較大。為保證受退水區的水環境質量，應重視灌區及配套工程的水污染防治工作，采取有效措施，從源頭削減各類退水污染物。

通過分析灌區各類退水水量與水質，各灌溉控制單元退水類型呈現出區域差別。耿馬縣城灌片單元主要以城鎮發展為主，城鎮人口較多，因此該灌片退水以城鎮生活退水為主。其余灌片控制單元均以農業發展為主，退水主要以農業灌溉回歸水為主。

灌區各類退水的污染物負荷特征因退水類型不同而呈現差異，農業灌溉回歸水污染負荷以TN為主，主要集中在團結灌片、賀派灌片和勐撒西灌片。城鎮生活退水污染負荷以COD為主，主要集中于耿馬縣城灌片。農村人畜生活退水污染負荷以COD為主，相對集中于勐撒西灌片和賀派灌片，其他各灌片單元占比較為均勻。

灌區水污染防治應根據各類退水類型和不同灌片控制單元的污染特征有針對性地采取不同的防治措施，從源頭防控、過程阻斷、末端治理等多方面實施相關工程，確保灌區及配套工程實施后，受退水區各水體按功能區劃要求長期、穩定達標，水生生態良性發展。