保春剛
1、項目背景
近年來,隨著我國經濟迅速發展,飲用水源質量狀況甚憂,水環境污染問題成為制約區域社會經濟可持續發展的瓶頸,飲用水水源保護問題已成為關系國計民生的重大問題。松花壩水庫是昆明承擔主城防洪和飲用水源供給的重要樞紐工程,近十年來供水任務逐年上升,松華壩水庫的供水安全,直接關系到昆明城市安全及社會穩定。松華壩水源保護區是昆明城市的生命之源,對水源區實施重點保護,切實保障人民群眾的飲水安全,事關城市人民的健康和生活質量的提高,關系到昆明市社會、經濟、環境的和諧發展,刻不容緩。
2、建設任務
以消減水源區二級保護區農田面源污染、恢復流域生態系統功能、維護流域生態安全為目標,開展以農村面源污染輸移為主要特征的農田面源污染控制工程的實施,從農田面源污染物的源—匯—流過程中進行控制,實現污染物的消減,為促進松華水源區二級保護區內農田面源污染的治理起到推動作用。
3、松華壩水庫水源保護區面源污染現狀
松華壩水源保護區面源污染包括水土流失、化肥流失、農田固廢、農村生活污水、農村生活垃圾、人畜糞便和魚塘養殖。面源污染產生量引用《松華壩水源區保護總體規劃》中統計量,見表1。
由上表可以,水源區TN主要來源于化肥流失、人畜糞便、水土流失污染,三者共占污染總量的89%,其余污染源僅占污染總量的11%。TP的污染物來源與TN相似,第一污染源是化肥流失,第二污染源是人畜糞便污染,第三污染源是水土流失,三者污染負荷占總負荷量的96.0%。
根據《松華壩水源區保護總體規劃》中的數據,按不同保護區級別統計水源面源污染物排放量見表2。
從上表可見,二級保護區的面源污染物TN和TP產生量最大,產生于三級保護區的量次之。因此,二級保護區是面源污染防范中的重點區域之一。
據上表顯示,松華壩水源區二級保護區的污染主要來自于水土流失、人畜糞便和化肥流失,其中松華壩水庫流域的土壤侵蝕主要發生于占全流域67.42%的坡耕地,也就是在二級保護區廣泛分布的旱地已成為水源保護區突出的主要水土流失發生地。
二級保護區內的坡耕地通過農田徑流產生了大量的面源污染,水土流失和不合理的化肥使用、以及缺乏有效的面源污染控制措施是導致水源保護區農田面源污染加重的主要原因。因此,控制和削減二級保護區坡耕地水土流失和化肥流失是解決松華壩水源區面源污染的重要環節之一。
4、治理的思路及措施
根據二級保護區面源污染特征,工程從兩方面進行治理,一部分針對坡耕地開展水土流失綜合治理工程,工程內容包括坡改梯工程、道路工程、溝渠水土攔截工程、植物籬工程、植物緩沖帶工程、水循環利用工程;一部分為農田化肥流失治理工程,內容包括測土配方施肥、地膜及秸稈雙相覆蓋、農藥面源污染防治、綠肥還田。
4.1水土流失綜合治理工程
(1)坡耕地治理工程。對項目區內的坡耕地進行治理。以達到保水、保土、保肥的目的。
(2)道路工程。道路設計與坡面水系和水土攔截溝渠相結合,統一規劃,統一設計、道路布置的數量以滿足、方便耕作為前提,保證道路在每個地塊范圍內均有部分高于地塊標高,部分低于地塊標高,便于耕作和地塊匯水的排泄。
(3)溝渠水土攔截工程。為有效排出項目內部匯水,依托所有機耕道路布設生態攔截溝,將現有排水溝和新建生態攔截溝有機結合起來,使每個地塊的水經生態攔截溝、水窖循環利用起來,既緩解坡地灌溉用水缺乏的問題,同時,將徑流儲存于水窖中,減少了農田面源的輸出,間接消減了面源污染。
(4)植物籬工程。植物籬沿機耕道路生態攔截溝靠路沿石一側布設,形成不間斷的植物帶,具有分散地表徑流、保水蓄土、改善土壤理化性質等功能,能夠有效控制面源污染。
(5)植物緩沖帶工程。植物緩沖帶布置于生態攔截溝渠的邊坡上,邊坡種植植被,既可以護坡,又是植物緩沖帶,可以攔截從溝兩側隨徑流匯集的泥沙。
(6)水循環利用工程。水循環利用工程包括水窖、沉沙池及生態連接溝,布置于道路外側,面源徑流經攔截溝收集導流至水窖,再循環利用與農田灌溉。在這個過程中,面源污染先通過水土攔截溝渠進行消減,再通過水窖進行消減,既緩解坡地灌溉用水缺乏的問題,同時,將徑流儲存于水窖中,減少了農田面源的輸出,間接消減了面源污染。
4.2農田化肥流失控制工程
(1)測土配方。松華壩水庫庫區內農業集約化程度相對較高,施肥水平也高,氮、磷、鉀施肥比例不平衡,氮肥過量,鉀肥不足,化肥利用率低,過量施肥,不僅造成肥料浪費,還對松華壩水庫水體造成威脅。通過測土配方施肥技術,不僅能培肥地力,增加產量,改善農產品品質,而且減少肥料成本,減輕農業面源污染,達到節本增效,保護環境的作用。
(2)地膜、秸稈雙相覆蓋。地膜具有增溫、保濕、促進土壤養分分解、抑制雜草生長等作用。秸稈覆蓋可以蓄水保墑、培肥保土、抑制雜草、調節地溫、促進作物生長。地膜秸稈雙相覆蓋能平穩提高地溫,可取到良好的增產效果。
(3)綠肥還田。種綠肥不僅是增辟肥源的有效方法,對改良土壤也有很大作用。本工程主要種植冬季綠肥,種植種類主要有紫云英、苕子、茹菜、蠶豆等。
(4)農藥防治。根據項目區玉米、蔬菜、烤煙等作物主要病、蟲、草、鼠害的發生規律,結合當地農業生產實際,堅持“預防為主,綜合防治”的植保方針,將有害生物控制在經濟受害允許水平之下,明顯降低農藥用量,達到有效控制松華壩水庫農藥面源污染的目的,保障人民身體健康及水源安全,確保水源保護區農業經濟的可持續發展。
5、結論及建議
通過本方案的實施,實現工程范圍內氮磷肥投入量降低3~5個百分點,化肥利用率提高3~8個百分點,農業面源徑流氮磷損失量減少30%,減少化學農藥使用量30%,農業廢棄物資源化和無害化處理利用率達到80%(秸稈收集利用、覆蓋),坡耕地水土流失量削減60%,農田水資源利用提高30%。
工程的建設能有效防護了松華壩水庫水源,特別是牧羊河的水質,促進了項目內水源區保護及農村經濟的可持續發展。
(作者單位:昆明龍慧工程設計咨詢有限公司)