杞麓湖湖濱帶農田排澇區農田排水入湖污染負荷研究

張軍莉，趙 磊，趙琳娜，譚志衛，王俊松，李轉壽

(1.云南省環境科學研究院，云南昆明650034;2.通海縣環境保護局，云南通海652700)

杞麓湖流域位于云南省通海縣境內，地理位置東經102°33'48″～102°52'36″，北緯 24°4'36″～24°14'21″。湖泊略呈北東南西向的矩形狀，東西長約10.4km，南北平均寬約3.5km，湖岸線全長約32km，最大水深6.8m，平均水深4m，全湖自西向東逐漸加深。杞麓湖湖盆呈現一定程度的懸湖狀態，湖泊無明顯出流口，為一封閉型高原淺水湖泊，唯一泄水通道為湖東南面的岳家營落水洞巖溶裂隙，泄洪至華寧王馬龍潭出露后歸曲江，屬珠江流域西江水系。

由于早年缺乏科學的管理，圍湖造田、移山填湖、修建硬質堤岸等錯誤決策致使流域西部、南部平壩區的部分圍海造田新增的耕地低于湖泊正常水位，由于該片區主要土地利用類型為耕地，為杞麓湖流域主要的蔬菜生產地，農田精耕細作，然而農田排水無法自流進入湖泊，必須通過排澇站人為抽水排澇。本研究旨在通過現場調查和監測，核算湖濱帶農田排水入湖的污染負荷。

1 內容及方法

1.1 研究范圍

湖濱農業排澇區主要分布在杞麓湖西南岸湖濱帶區域，面積 24.03km2，約占流域總面積的9.5%。片區內多為早年圍湖造田形成的耕地，范圍涉及沿湖十街村委會、大營村委會、龔楊村委會、金山村委會、長河村委會、六一村委會、大樹村委會、萬家村委會、黃龍村委會、云龍村委會、楊廣村委會等11個村委會。片區土地利用現狀類型絕大部分為耕地，以蔬菜種植為主。片區耕地海拔低于杞麓湖湖面海拔。

1.2 研究內容

對研究范圍內的抽水排澇站分布和運行狀況進行調查，在此基礎上，選擇有代表性的抽水排澇站作為水質調查的重點對象，在旱季和雨季分別采集水樣，以實測水質數據為基礎核算片區主要污染物的入湖污染負荷。

1.3 研究方法

由于排澇區泵站抽排水具有很大的隨機性，與灌溉情況、降雨情況密切相關，本研究根據區域泵站抽排水狀況，采用如下方法對區域入湖污染負荷進行調查核算。

抽排水水量調查:對每個泵站的抽排水情況進行詳細記錄，掌握抽排水水量。

抽排水水質調查:泵站抽排水主要包括2類，一是非降雨狀況下的灌溉排水，二是降雨狀況下的降雨徑流，對這2類廢水分別進行采樣分析。泵站排水的水質分析根據排水的時段不同，分為旱季排水的采樣和雨季排水的采樣。本研究選擇了5個代表性泵站進行水樣采集，分別為:龔楊紅旗河抽排水站、黃龍二組排澇站、龔楊楊家咀排澇站、六一牛角壩排澇站和萬家排澇站。

2 調查及實驗結果

2.1 泵站分布和運行狀況調查

泵站調查的重點對象為直接從杞麓湖抽水或者直接排水進入杞麓湖泵站的數量和分布。據現場調查統計，在研究范圍內從杞麓湖抽水和排水進入杞麓湖的泵站共計50個，其中，抽水灌溉泵站共計19個 (僅具有抽水功能的泵站)，沿湖僅有排澇功能的泵站23個，還有8個具有抽水和排澇功能的泵站。以上泵站中，有3個是通海縣水利局直接管理的抽水站，分別為落水洞抽水站、沙溝咀抽水站和螞蝗壩抽水站，其余泵站大多為上世紀所建的泵站，現大多分屬村委會所有，村委會派專人進行管理。

在現場的調查中了解到，除了縣管的抽水站及少數由村委會管理的泵站有抽排水的記錄外，其余大部分泵站無抽排水的記錄，難以準確地對湖濱農業排澇區的抽排水量進行核算，因此，為較準確地對區域內的農業抽排水量進行準確的核算，本調查采取了與無抽排水記錄泵站的管理人員進行合作的方式，請泵站的管理人員從接受調查日連續12個月詳細記錄泵站的運行情況，根據泵站的運行情況核算泵站在研究期間內的抽排水量。

自調查始至結束，共收回和得到32個抽排水泵站的泵站運行情況統計。在統計過程中，選取其中的9個抽排水泵站 (記錄結果較為完整和全面的泵站)作為本次泵站調查的重點研究對象，分別為:黃龍村委會黃龍大隊排澇站、大樹營 (趙家溝)底壩抽排澇站、六一牛角壩排灌站、二街海埂排澇站、龔楊紅旗河抽排澇站、龔楊楊家咀排澇站、龔楊四社抽水站、十街工農抽水站、二街底壩抽水站，該9個泵站分布在湖濱農業排澇區的范圍內，其中有3個泵站僅具抽水功能的泵站、有4個泵站僅具排澇功能的泵站，還有2個泵站為抽水和排澇功能都有的泵站，能完全代表該片區內所有泵站的類型，且該9個泵站均勻分布在湖濱農業排澇區范圍內，根據該9個泵站的詳細記錄計算每個泵站的抽水或者排水量，并由現場調查結合GIS技術確定該9個泵站服務的面積范圍，進而核算湖濱農業排澇區范圍內耕地的單位面積年抽排水量。

在對典型泵站抽排水量統計計算的基礎上，農業排澇區單位面積的抽排水量結果為，單位面積的抽水量為 0.64～5.78m3/m2·a，平均值為2.13m3/m2·a，單位面積的排水量為 0.76～2.81m3/m2·a，平均值為0.96m3/m2·a。從統計的結果看，位于不同位置的泵站及其服務范圍內的耕地，由于地理位置的不同、土壤性質的不同，其抽排水量存在一定的差異。

根據上述結果核算，湖濱農業排澇區范圍24.03km2，湖濱農業排澇區在項目研究期間的泵站抽水量為:51298791m3/a，泵站排水量為:23444112 m3/a。

2.2 農業排澇區農田排水水質狀況調查

項目研究中，農業排澇區農田排水水質通過在調查的泵站中選取其中5個泵站分別在旱季和雨季采樣分析排水水質狀況。自2009年9月至2010年8月底，共采集旱季水樣40個，雨季采集4場降雨，10個水樣。

雨季排澇的過程與降雨量密切相關，但由于湖濱農業排澇區旱季抽排水頻繁，旱季和雨季排水的主要污染物濃度差別不大。根據泵站水質采樣實測結果，各主要污染物的濃度算術平均值分別為:TN:17.63mg/L，TP:0.46 mg/L，CODCr:55.69 mg/L。

2.3 農田排水中入湖污染負荷

湖濱農業排澇區農業排水入湖污染負荷量由泵站排水量與主要污染物濃度乘積計算得，TN:413.32t/a，TP:10.78t/a，CODCr:1305.60t/a。

3 結論

(1)湖泊西南部區域為流域內主要的蔬菜主產區，特別是湖濱帶農業排澇區的農田排水直接通過泵站抽入湖泊，該片區面積為全流域面積的6.78%。

(2)研究區主要污染物入湖污染負荷為:TN:413.32t/a，TP:10.78t/a，CODCr:1305.60t/a。區域內單位面積的入湖污染負荷強度達到TN:17.20t/km2、TP:0.45 t/km2、CODCr:54.33 t/km2，處于較高的水平。

(3)在調查中發現，杞麓湖湖周的村莊大多與湖濱農業排澇區緊密相連，因此，村莊的生活污水等未經收集處理的部分同樣匯入到湖濱農業排澇區內，通過泵站抽入湖泊中，因此，該片區的污染負荷也包含了部分湖周村莊的生活污水等污染物。

［1］洪華生，黃金良，曹文志.九龍江流域農業非點源污染機理與控制研究［M］.北京:科學出版社，2008.

［2］黎尚豪，俞敏娟，李光正，等.云南高原湖泊調查［J］.海洋與湖沼，1963，5(2):87－114.

［3］李恒.云南高原湖泊水生植被的研究 ［J］.云南植物研究，1980，2(2):113－141.