高寶林,高武林
(湖北省水利水電規(guī)劃勘測設(shè)計院,湖北 武漢 430064)
在大力推進美麗鄉(xiāng)村、和諧社會建設(shè)的新時期,水源地水生態(tài)保護是保證人民用水安全的一項重要舉措,隨著經(jīng)濟社會發(fā)展、人們對水資源的需求量逐漸增加,對水質(zhì)的要求也在提高。另一方面,經(jīng)濟建設(shè)過程中,農(nóng)業(yè)化肥、居民生活用水和生活垃圾等面源污染成為水源地的主要污染源[1]。通過對水源保護區(qū)的水土保持工程建設(shè),可減少水土流失,改善生態(tài)環(huán)境,同時可以減少面源污染,保護水質(zhì)安全[2]。在新時期建設(shè)生態(tài)清潔型小流域的總體思路下,水源地面源污染分析評價顯得尤為重要,本文以湖北省英山縣為例,通過調(diào)查水源地現(xiàn)狀水質(zhì)、面源污染情況分析,研究和探討英山縣水土保持規(guī)劃中水土保持措施的布局方向。
英山縣絕大部分屬浠水水系,經(jīng)東河和西河兩條河流匯流最終進入白蓮河水庫,僅有少部分屬巴河水系,流域面積約14km2,占全縣總面積的0.9%。據(jù)統(tǒng)計,全縣城鎮(zhèn)供水的15個水源地中,有13個為河流供水;農(nóng)村飲水目前有59個取水點,其中有5個來源于水庫水,12個來源于地下井水,其余都為河流水或山溪水,水源地基本遍布全縣水庫、河流。
英山城區(qū)目前水源地為東河,兩座水廠均設(shè)于城區(qū)東北部的東河邊,其中一水廠位于右岸的上河擺,二水廠位于左岸的蓮花村,均通過建于河床上的大口井取水,經(jīng)消毒后供給城市管網(wǎng)。根據(jù)2014年英山縣環(huán)境監(jiān)測站監(jiān)測結(jié)果,東河城區(qū)水源地4月、11月及全年平均水質(zhì)較好,高錳酸鹽、氨氮雙因子評價和全因子評價水質(zhì)均達(dá)地表水Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);7月氨氮、總磷超標(biāo),雙因子、全因子評價總體水質(zhì)均達(dá)Ⅲ類。全縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)水源地共有13處,大部分都是河流或山溪取水,根據(jù)2014年7月水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果及英山縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地基礎(chǔ)環(huán)境調(diào)查報告,南河鎮(zhèn)枹桐坳村、桃花沖麒麟溝、吳家山林場及楊柳灣鎮(zhèn)北流水村水源地水質(zhì)較好,滿足Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);孔家坊鄉(xiāng)金盆河、陶家河鄉(xiāng)貓兒尖水庫、金家鋪鎮(zhèn)西河、石頭咀鎮(zhèn)西河、雷家店鎮(zhèn)東河、方家咀鄉(xiāng)西畈河及草盤地鎮(zhèn)干河水源地水質(zhì)達(dá)Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);方家咀沙丘田和紅山鎮(zhèn)石頭河水庫水源地總磷超標(biāo),水質(zhì)分別為Ⅳ類和劣Ⅴ類。
另外,位于縣城下游的白蓮河水庫,控制流域面積1800km2,其中英山縣境內(nèi)將近1435km2,占總面積的79.72%,現(xiàn)承擔(dān)浠水縣62.83萬人生活用水任務(wù)。根據(jù)2014年水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果,白蓮河水庫總磷、總氮超標(biāo),超標(biāo)率分別達(dá)32%和134%,總體水質(zhì)為Ⅳ類,水體呈富營養(yǎng)化,后經(jīng)過初步的庫周治理,目前水質(zhì)達(dá)Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),仍不能滿足Ⅱ類水質(zhì)管理目標(biāo)。所以從廣義上講,英山全縣都位于水源區(qū)。
隨著農(nóng)村社會經(jīng)濟的發(fā)展,英山縣面源污染越來越嚴(yán)重,由于長期不合理施用農(nóng)藥、化肥,特別是高殘毒農(nóng)藥對耕地的污染,導(dǎo)致土壤板結(jié)、土質(zhì)惡化,并且通過農(nóng)田徑流造成水質(zhì)污染。村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后,村鎮(zhèn)生活垃圾、生活污水污染嚴(yán)重,絕大部分農(nóng)村集鎮(zhèn)生活污水以及畜禽養(yǎng)殖業(yè)直接排放,生活垃圾隨意堆放,垃圾滲出液及雨水浸泡液進入溝河渠道,污染了地表水體,不僅影響水源地飲用水安全,也一定程度地威脅到農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。
2015年全縣生活污水總排放量896.95萬t,其中城鎮(zhèn)生活污水總排放量882.06萬t,工業(yè)源污水總排放量12.71萬t,廢水集中式治理設(shè)施2.19萬t。水污染物排放量分別為:COD產(chǎn)生量為3791.330t、COD工業(yè)源63.78t、BOD5產(chǎn)生量為1046.91t、總磷產(chǎn)生量28.29t、氨氮總量310.41t、總氮399.04t、動植物油103.6t。目前僅在縣城有1座污水處理廠,日處理規(guī)模2萬m3/d,其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)都未建設(shè)污水集中處理設(shè)施,都是直接排放至周邊水體。
英山縣是養(yǎng)殖大縣,據(jù)2015年統(tǒng)計,養(yǎng)牛、馬等大牲畜8557頭,養(yǎng)羊130120只,養(yǎng)豬193400頭,養(yǎng)雞鴨等家禽1858680只,畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水產(chǎn)生量222121t,污水排放量134671t;糞便產(chǎn)生量為44285t,COD產(chǎn)生量為6935.98t,氨氮84.26t,總氮658.28t,總磷72.90t。目前大部分農(nóng)村養(yǎng)殖廢水沒有經(jīng)過污水處理設(shè)施處理就直接外排,不同程度地影響著周邊環(huán)境和水體,給水源區(qū)水體保護帶來一定的壓力。
據(jù)統(tǒng)計測算,2015年全縣生活垃圾產(chǎn)生量9.49萬t,其中縣城生活垃圾產(chǎn)生量2.92萬t,村鎮(zhèn)生活垃圾產(chǎn)生量6.57萬t,英山縣目前已建125t/d無害化生活垃圾處理場一座。2015年年處理量約4.0萬t。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村里生活垃圾處理工程配套不完善,雖在部分村落設(shè)置有垃圾收集桶,但垃圾隨意傾倒、亂堆亂棄現(xiàn)象仍然存在。
據(jù)統(tǒng)計,2016年英山縣化肥施用總量為28830t,其中氮肥11930t,磷肥3300t,復(fù)合肥13600t;農(nóng)藥施用量125.600t,施用化肥農(nóng)地面積3.22萬hm2,施用農(nóng)藥農(nóng)地面積3.22萬hm2,農(nóng)業(yè)污染源COD排放總量為851.25t;氨氮總排放量8.65t。農(nóng)業(yè)面源污染導(dǎo)致土壤板結(jié)、土質(zhì)惡化,并且通過農(nóng)田徑流造成水質(zhì)污染。
全縣水生態(tài)環(huán)境總體相對較好,但部分地區(qū)的水環(huán)境污染和生態(tài)破壞問題較為突出。根據(jù)污染源普查成果分析,全縣工業(yè)污染源排放量占污染負(fù)荷的2.7%,生活污染源所占污染負(fù)荷約25.1%,農(nóng)業(yè)污染源污染負(fù)荷占72.2%;居民生活污水和農(nóng)業(yè)面源污染為主要污染源[3]。據(jù)現(xiàn)狀水源地水質(zhì)調(diào)查顯示,城區(qū)現(xiàn)狀排水為合流制,生活污水為城區(qū)主要污染源,占廢水排放總量的96%,畢昇中學(xué)、畢昇廣場、蓮花、東門口、工具廠、南門大橋和老菜市場等排污口的生產(chǎn)、生活污水未經(jīng)處理,由合流管收集后排入東河,影響東河城區(qū)段供水水質(zhì)。另外,金家鋪、石頭咀、楊柳灣鎮(zhèn)均存在水源地水質(zhì)不穩(wěn)定問題,其他農(nóng)村飲水集中水源地更是存在水質(zhì)惡化現(xiàn)象。
根據(jù)調(diào)查,主要原因是區(qū)域水土流失較嚴(yán)重,面源污染較多,大部分農(nóng)村集鎮(zhèn)生活污水直接排放,生活垃圾隨意堆放,垃圾滲出液及雨水浸泡液進入溝河渠道,污染地表水體;長期不合理施用化肥,農(nóng)業(yè)面源污染嚴(yán)重,伴隨著水土流失,污染物進入水體;畜禽養(yǎng)殖加劇水體污染;生活、農(nóng)業(yè)污染源大量污染物排放造成農(nóng)村河流、水庫水質(zhì)惡化,水體總磷、COD、總氮等指標(biāo)超標(biāo)較多。白蓮河水庫水體呈富營養(yǎng)化,水庫上游、英山境內(nèi)分布有松吳灌區(qū),其農(nóng)業(yè)面源污染對白蓮河水庫水質(zhì)有一定影響。
坡耕地因其土壤土層厚度、含水量、養(yǎng)分等方面都較差,產(chǎn)量低,所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中往往通過大量施肥提高產(chǎn)量。而坡耕地是最嚴(yán)重的地類之一,在地表徑流的作用下,化肥在耕地表面釋放并隨水分運動而遷移,不僅造成浪費,而且對地表水水質(zhì)造成嚴(yán)重負(fù)面影響,進而影響水源地水質(zhì)。因此,控制農(nóng)業(yè)面源污染保護水源地,任務(wù)之一是控制坡耕地的水土流失。目前,坡改梯措施和植物籬措施是治理坡耕地最有效的措施,根據(jù)相關(guān)研究[4],在5°~15°和15°~25°的坡耕地修建為梯田后,土壤侵蝕模數(shù)可分別下降1400~5000t/(km2·a)和5000~13000t/(km2·a)。而植物籬技術(shù)在湖北宜昌、十堰等地被廣泛應(yīng)用,在控制水土流失的同時,也是攔截和吸收污染源的重要措施之一,肖波等[5]通過研究發(fā)現(xiàn),植物籬能使地表徑流減少63%,土壤流失量減少78%,使土壤含氮量流失減少6.4%,含磷流失量54.2%,其減少土壤流失和控制面源污染效果顯著。英山縣現(xiàn)有大于5°的坡耕地1.07萬hm2,是水土流失的主要策源地,全年使用化肥量約4280t,根據(jù)相關(guān)研究成果測算[6],每年流失的化肥約2568t,在水土保持規(guī)劃中,應(yīng)加強對坡耕地的治理。對25°以上的坡耕地由于其水土流失極大,根據(jù)水土保持法等相關(guān)規(guī)定,不宜種植,需要退耕還林,控制水土流失。對于5°至25°的坡耕地,宜采取坡改梯、植物籬等措施,配套建設(shè)生態(tài)溝渠,對農(nóng)田流失的氮磷養(yǎng)分進行有效攔截,減少面源污染,控制水土流失。
生態(tài)清潔型小流域建設(shè)是我國水土流失防治和水土保持的一個發(fā)展思路和創(chuàng)新點,作為新時期水土保持的工作重點,是在傳統(tǒng)小流域綜合治理基礎(chǔ)上,將水資源保護、面源污染防治、農(nóng)村垃圾及污水處理等結(jié)合到一起的一種新型綜合治理模式。主要是以“社會生產(chǎn)力發(fā)展、農(nóng)村干凈、生活宜居”為出發(fā)點,以水土保持綜合治理為龍頭,以控制農(nóng)村水土流失與改善農(nóng)村人居環(huán)境、改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件為指導(dǎo)思想,進行綜合治理,使人居環(huán)境改善、小流域環(huán)境優(yōu)美、村莊干凈衛(wèi)生,人民居住舒服,促進地方經(jīng)濟發(fā)展的一項新的舉措[7],其建設(shè)內(nèi)容豐富,更注重以人為本,以綠化、美化、潔化人居環(huán)境為主導(dǎo)原則,做好人民生產(chǎn)和生活環(huán)境的建設(shè)。
在水源區(qū),生活垃圾和污水也是面源污染的來源之一,全縣目前總?cè)丝诔?0萬人,大牲畜0.80萬頭,小牲畜33.60萬頭,每天產(chǎn)生大量的污水和垃圾糞便。目前,除了英山縣城外,其他村鎮(zhèn)的生活配套措施都不完善,村鎮(zhèn)的生活污水隨意排放、生活垃圾亂堆亂棄,村容村貌不整潔,常造成溝道的淤塞和環(huán)境污染。在房前屋后隨意堆肥、圈養(yǎng)大牲畜,污水糞便亂流,污染村間空地,同時污染水源。需要通過修建垃圾轉(zhuǎn)運場、小型污水處理設(shè)施、沼氣池、化糞池等措施,實現(xiàn)生活垃圾集中清運處理、人畜禽糞便無害化處理、生活污水初步處理后達(dá)標(biāo)排放,以促進村容村貌的改善,構(gòu)建人居與水環(huán)境和諧的社會主義新農(nóng)村,同時減少村莊周邊水質(zhì)的富營養(yǎng)化和污染,保護水源。
濱岸緩沖帶是布設(shè)在河流、溝谷、塘堰、水庫、湖泊沿岸的植被帶,通過降低徑流流速、沉積泥沙、過濾和吸附等功能來防治面源污染,消減進入河流、水庫的氨、氮、農(nóng)藥化肥等污染源[8],據(jù)相關(guān)研究試驗表明:10m寬的緩沖帶可以去除3%~50%的氮,截留65%~95%的磷[9],同時,濱岸緩沖帶可以降低水流流速,植物根系可以固土護岸,減輕水流對河流兩側(cè)和庫岸周邊的沖刷,起到很好的水土保持效果。英山全縣有192條河流和數(shù)以萬計的毛支溝,85座大、中、小型水庫,12890口水塘,水土保持規(guī)劃應(yīng)對河流、毛支溝兩側(cè)、水庫消落帶等區(qū)域修建小型濕地和植被緩沖帶,以消減農(nóng)業(yè)面源污染。
在新時期建設(shè)生態(tài)清潔型小流域的總體思路下,水源地面源污染分析評價顯得尤為重要,區(qū)域水土保持規(guī)劃應(yīng)將水源地的面源污染控制措施納入總體規(guī)劃,并提出相應(yīng)的措施,使得規(guī)劃更加全面,更加合理。當(dāng)然,水土保持不能包羅萬象,不能僅靠水土保持措施就可以控制和治理區(qū)域的面源污染問題,還需要結(jié)合農(nóng)業(yè)、畜牧、城建、林業(yè)等其他相關(guān)部門,共同努力為水源地的水質(zhì)提供安全保障。