尤濱乾,賈偉忠,葛佳穎,林蔚紅,楊麗,阮贊譽,沈秋蘭,居夢婷,程勤海*
(1.海寧市土肥植保能源技術服務站,浙江 海寧 314400;2.海寧市長安鎮農業農村辦公室,浙江 海寧 314400;3.浙江省耕地質量與肥料管理總站,浙江 杭州 310020)
浙江省海寧市地處太湖流域杭嘉湖平原,亞熱帶季風氣候,素有“魚米之鄉”之稱。區域內河網密布、池塘湖泊眾多,農作物以水稻為主,種植面積約1.1萬hm2。據測算,每年稻田退水氮、磷流失量達397.85 t、8.50 t[1],對河湖水生態健康構成不利影響,每年7—9月部分河流斷面總磷濃度呈季節性超標[2]。
為切實減輕稻田氮磷流失對區域內水環境的影響,海寧市于2017年承擔和實施了國家級太湖流域農業面源污染綜合治理試點項目,在丁橋鎮新倉村建立稻田退水治理核心示范區193 hm2,采用連鎖六邊形、魚鱗穴、階梯等形式建設農田氮磷生態攔截溝渠系統3 313 m,配套生態調蓄塘0.5 hm2,于2018年被評為省級優秀溝渠系統[3]。在此基礎上,海寧市不斷創新治理模式,著力提升運維管護水平,至2021年末,全市已累計建成生態溝渠總長16 959 m、農田匯水面積1 108.7 hm2,并且逐步迭代升級,形成了以農田氮磷生態攔截溝渠系統為核心的稻田退水“零直排”治理技術體系。2021年7月,發布《海寧市加快推進稻田退水“零直排”工程建設行動計劃(2021—2025年)》,正式啟動和全面推進農田退水“零直排”治理工作[4]。
由于起步相對較早,海寧市在治理工程建設與運維方面逐漸積累形成了一定的經驗。本文結合海寧市近年來農田退水“零直排”工程建設與運維的實踐,分析了當前“零直排”工程建設與運維的現狀、存在問題及解決對策,以期為進一步開展農田區域退水“零直排”治理提供參考借鑒。
根據《稻田退水“零直排”工程建設技術導則(試行)》(以下簡稱《技術導則》),海寧市因地制宜,結合稻田所在區域地形地勢、周邊水體資源分布等特點,主要采用了全封閉式、半封閉式、開放式三種建設模式[5]。
1.1.1 全封閉式
在退養水塘、斷頭河浜、小河道等小水體資源豐富的區塊,構建“生態溝渠-生態濕地-調蓄回灌”系統,實現區域內稻田退水的循環利用與“零排放”。
1.1.2 半封閉式
在小水體資源相對不足的區塊,構建“生態溝渠-生態調蓄塘-生態凈化帶”系統,稻田退水經生態塘調蓄處理后,除部分回用外,其余部分流入生態緩沖帶經深度凈化后再進入受納水體。
1.1.3 開放式
在農田周邊沒有封閉小水體資源利用的區塊,構建“生態溝渠-生態凈化帶”系統,將附近小河道改造成為生態凈化帶,稻田退水經生態溝渠和生態凈化帶逐級攔蓄降解后再流入受納水體。
海寧市明確將“零直排”工程作為全域土地綜合整治、高標準農田、小型農田水利等項目的必備內容,要求同步設計、同步建設、一體推進;對于單獨建設的“零直排”工程項目,市財政按建安費的50%進行補助[4]。市級以上財政投入比例相對較高的項目在具體立項時,對起點高、技術新、效果好、示范性強的工程給予優先考慮。截至2022年底,海寧全市累計投入資金6 300萬元,建成生態溝渠系統2.5萬m、生態調蓄塘1.2 hm2,稻田退水“零直排”治理面積1 400 hm2,其中:全封閉式153.3 hm2、半封閉式386.7 hm2、開放式860 hm2。此外,作為技術擴展,全市稻魚綜合種養“零直排”技術應用面積760 hm2。根據《海寧市稻田退水“零直排”工程建設規劃(2021—2025年)》(以下簡稱《規劃》),接下來還將每年建設“零直排”治理工程1 400 hm2,目標是:至2025年底實現“零直排”治理面積5 600 hm2以上[6]。
海寧市按照“建管并重”和“誰受益、誰負責”的原則,明確市、鎮、村三級建后管護工作職責,建立長效管理機制,市鎮兩級開展定期檢查指導并在每年年底共同對已建“零直排”工程進行考核打分(打分項包括:建設規模、內容與質量情況,標識標牌與責任落實情況,構筑物和植物的維護情況,整體美觀度與系統運行情況,肥藥減量和氮磷減排情況等[5]),確保“零直排”治理設施建好管好用好。同時,為切實減輕基層資金壓力,對于稻田退水“零直排”治理工程所在村,市財政每年按區塊內水稻實際種植面積給予1 500元·hm-2的管護資金支持,鎮(街道)配套不少于市級補助,對于管護不到位的不予補助,并取消鎮(街道)的評優資格。
2.1.1 糧田布局碎片化問題嚴重
無論從工程建設運維的技術實踐出發,還是從耕地空間布局的長遠規劃考量,稻田退水“零直排”工程選址應盡量選擇在集中成片的稻田區域,一般要求稻田匯水面積在10 hm2以上。然而,全市11 426.7 hm2糧食功能區涉及圖斑數1 156個,其中小于6.67 hm2的633個、小于3.33 hm2的399個,單個區塊不足6.67 hm2的就占了89.3%,給治理工程的選址與布局形成很大制約。
2.1.2 已建成的高標準農田功能較為完備
截至2022年底,全市已建成高標準農田24 746.7 hm2,集中成片田塊基本都建設了混凝土排渠且運行正常,再建生態排渠將導致重復投入;而《海寧市高標準農田建設“十四五”規劃》中儲備入庫的新建高標準農田項目僅1 073.3 hm2,“十四五”期間,全域土地綜合整治每年能新騰出的農田也僅133.3 hm2左右。
2.2.1 技術環節還存在一定短板
稻田排水具有時間集中、水量大等特點,水流侵蝕生態溝渠壁,易造成水土流失和渠底淤積堵塞;渠內植物生長旺季與降雨高峰期重疊,嚴重影響農田排澇;若遇極端高溫干旱天氣,生態溝渠水位不夠,會導致菌種、水生動植物等失活失效,影響凈化效果;目前考慮到客觀條件等多方面因素,技術上要求每10 hm2稻田配套生態調蓄塘300 m3以上[5],但如果只按最低標準進行建設,理論上生態塘只能蓄納承載0.3 cm稻田水量,容易發生水力沖擊過載的情況。
2.2.2 全封閉模式占比偏低
稻田退水治理三種模式中,開放式在治理目標上僅能降解20%左右的氮磷指標[7-9],而全封閉模式可實現退水回用、循環灌溉,農田退水基本不外排,能顯著減少對外河水質的影響。受農田周邊河浜、水塘分布以及是否可建生態調蓄塘等地理條件限制,已建成的1 400 hm2中開放式占61%、全封閉式僅占11%,《規劃》到2025年全封閉式占比也只能提高到16%[6]。
2.2.3 生態溝渠寬度偏大
由于受土壤質地、氣象水文和地形地貌等的影響,海寧市生態溝渠一般設計寬度在2 m以上(傳統溝渠僅0.8 m),不僅給跨溝渠的農事操作帶來很多不便,而且也占用了更多的農地,使農田的經濟效益受到影響。
2.3.1 投資較高影響工程擴面
生態溝渠造價在500~2 000元·m-1(平均1 000元·m-1左右),而普通現澆溝渠僅需280元·m-1。全封閉模式投入尤高,如周王廟鎮長春村40 hm2“零直排”治理示范區,投資達6萬元·hm-2。
2.3.2 補助偏低影響建設積極性
目前項目來源主要有農業綠色發展、全域土地整治、小農水、高標準農田、糧食功能區改造提升等途徑,其中農業綠色發展項目省級補助90%,但目前因資金用完已不再接受申報,其他項目市財政補助在50%~70%,缺口部分由鎮村兩級分擔,基層資金壓力較大。
2.3.3 管護機制不夠健全影響工程長期效益發揮
雖然屬地政府基本都制定了管護制度,但“重建輕管”思想依然存在,施工管護期內基本都能正常運維,管護期過后,部分農田區塊極易出現運維資金投入不足、主體職責不明、管護措施不到位等情況。
對已完成高標準農田建設且排水系統運行正常的區塊,對標《技術導則》要求,允許對其在盡量不破壞既有設施的前提下,按照“缺啥補啥”原則,因地制宜進行“零直排”化改造提升,并按單獨建設的農田退水“零直排”工程進行立項布局和提供政策支持。針對相互間隔較近的零散田塊,優先采用生態排渠貫通的方式連片成網開展“零直排”治理。加大土地全域整治力度,盡力擴大單個整治區域的面積,結合高標準農田改造提升等工作同步考慮建成區塊的“零直排”工程建設。
農田退水“零直排”工程建設是真金白銀的投入,要依托科研院所和專家力量,充分汲取基層智慧,確保“零直排”項目設計合理、關鍵環節技術過硬,同時還要兼顧農業科技、農村環境與歷史人文等要素的設計統一,做到既合規實用,又生態美觀,既彼此協調,又彰顯層次感[9]。要在工程實踐中不斷進行完善和優化,優先采用建維成本低廉且效果好的技術手段,慎重選擇建維成本高昂的設施設備,切忌華而不實。針對生態調蓄塘耐水力負荷較弱的情況,推廣應用稻田地表徑流氮磷流失防控技術,通過有效減少稻田退水源頭產生量、提高農田氮磷肥料利用率等手段,切實緩減末端治理系統的運行壓力[10-12];針對“全封閉模式”回灌水塘建設受地理條件制約的問題,要充分利用水利圩區進行改造提升,使其兼具生態調蓄和回灌功能;要通過強化田間節灌控排系統的設計,進一步增強稻田“田面蓄水”功能,從而對生態調蓄塘功能實現部分替代或補償,并使其他模式的治理效果也盡量向全封閉模式看齊。針對水土流失、影響排澇、動植物失活等問題,結合工程實踐淘汰或改進一批生態溝渠樣式[13-14],不斷創新優化工程設計建造方案,更新《水生植物推薦名錄》[15]。針對河灘、生態濕地等部分區域極易出現一枝黃花等外來入侵物種泛濫的問題,在試點研究的基礎上積極推廣應用巨菌草種植技術,利用巨菌草的生態排擠競爭優勢擠占生態位,同時充分發揮其水土保持與氮磷消納功能。針對生態溝渠跨度偏大問題,通過推廣低壓節水灌溉技術把灌渠從明渠改為暗管,從而節省土地以用于生態排渠建設;通過間隔設置跳板、結合攔水坎設置過渠支撐物、或輔以工程措施增加溝壁傾斜度等辦法,方便跨溝渠的農事操作。
針對各類項目補助政策不一的情況,研究通過提低的辦法進行統籌優化,適當提高市級財政投入比例,提高基層的建設積極性[16],同時鼓勵引導在花卉、果蔬、苗木等種植業地塊建設農田退水“零直排”治理工程。調整農田退水“零直排”建設工程指標的考核評價標準,從年終考核拓展到月賽季比考核,并且在日常定量考核的基礎上增加定性考核內容,將做好運維管護、落實管護經費、設置水質監測點位、定期開展水質檢測等內容納入平時考核,逐步提高運維分數占比,以確保項目長期穩定發揮效益。不斷完善農田退水“零直排”系統監測評價工作,在核心示范點構建數字化水質水量自動監測系統[17],用更翔實的數據對工程建設和運維效果進行更加科學全面的評估,持續提升農田面源污染治理工程的建設與運維管理水平。
海寧市的農田區域退水“零直排”治理工作,在工程設計上,因地制宜,將農田氮磷生態攔截溝渠系統與周邊池塘河流分布緊密結合,通過攔截降污、生態調蓄、循環灌溉等措施實現農田退水的資源化利用與減量化排放;在建維管理上,建立工程質保期制度,同時充分發揮村“三小組長”和監督員作用,加強日常巡查監督;在運行管護上,注重與節灌控排、肥藥雙控、農村生態環境衛生等工作相結合,提升水肥利用效率,切實減少源頭產生量,保障設施正常運行;在監測評估上,不斷細化要求,2023年已將年度檢測考核改為對稻田退水關鍵期進行跟蹤檢測考核,并在3個“零直排”治理示范區探索建設水質自動監測系統4套、通量監測系統1套,為進一步深化農田區域退水“零直排”治理提供數據支撐。