湖南省洞庭湖區農村水環境問題成因及其治理對策研究

謝謙，唐詩佳

（1.長沙學院鄉村振興研究院，湖南 長沙 410022；2.文化遺產保護修復與數字化應用湖南省工程研究中心，湖南 長沙 410022；3.長沙縣供排水技術服務中心，湖南 長沙 410100）

農村水環境是指分布在廣大農村地域的河流、湖泊、水庫等地表水環境和泉水、淺層地下水、深層地下水等地下水環境的總稱。湖南省洞庭湖區主要涵蓋岳陽市、常德市、益陽市和長沙市望城區，共有鄉鎮312 個，鄉村人口達617.97 萬人，其農村水環境既承擔著調蓄長江和湖南“四水”的重要任務，又是農業農村可持續發展的基礎。2018 年，中共中央國務院印發了《國家鄉村振興戰略規劃（2018—2022 年）》，明確提出“以農村垃圾、污水治理和村容村貌提升為主攻方向，開展農村人居環境整治行動”[1]。2023 年，國務院批復同意的《新時代洞庭湖生態經濟區規劃》，更強調了“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產”的發展思路。因此，實施農村水環境治理，著力構建和諧人水關系，是貫徹落實鄉村振興戰略的重要舉措。然而，湖南省洞庭湖區人口密集，且為國家糧食、生豬主產區，污染物排放量強度高、總量大，農村水環境質量不容樂觀。

1 湖南省洞庭湖區農村水環境現狀問題

由于受江湖關系深刻調整、氣候變化和人類活動等因素影響，水流不進、流不動、留不住、污染重等現象相互交織，洞庭湖農村水環境安全形勢十分嚴峻，主要體現在4 個方面。

1.1 季節性水資源短缺嚴重

三峽建成后，長江干流荊江河段平均縱向沖刷深度達2.1 m，長江通過三口分流入湖水量大幅減少。低枯期，洞庭湖與長江水位落差加大，出流加快，水域面積僅500 km2左右，成為“地上懸湖”。三峽蓄水期間，以四口河系為主要水源的南縣、華容、安鄉地區水資源量大幅減少，已逐步成為湖南省第四個干旱區。部分供水工程以地下水為水源，導致地下水位降低、水量日益減少。而且，受農業養殖和地質條件影響，地下水源氨氮、鐵、錳超標嚴重，水質達標率低。

1.2 水質整體呈輕度污染

近年來，洞庭湖水質有一定程度改善，2022 年，洞庭湖總體水質為Ⅲ類，湖體總磷濃度下降為0.06 mg/L，但仍未達到0.05 mg/L，總體呈輕度污染狀態。空間分布上，洞庭湖總氮、總磷含量呈現“入湖高于出湖、出湖高于湖體”的分布特征，周邊“四水”的入湖污染物監測中，氮和磷為主要污染指標，實際監測量分別占到75.8%和64%以上，污染物阻截難度大。

1.3 水體生態功能退化明顯

由于入湖水量銳減，淤塞嚴重，洞庭湖垸內外原本四通八達的水系被切斷，造成河湖、溝渠、塘堰水體流動性差，自凈能力下降。垸內外水體多用于養殖，富營養化嚴重，爆發藍藻水華生態災害的幾率增加，生物多樣性遭到破壞。此外，湖區濕地功能呈退化趨勢，部分區帶植被由濕地類型向中生性草甸演替，過去十年間，洞庭湖區自然濕地面積減少了1.6 萬hm2，瀕危物種生境惡化。

1.4 防洪減災能力嚴重不足

洞庭湖區重點垸堤防建設時間早，建設標準偏低，一線防洪大堤除142 km 長江干堤防洪標準較高，其余多為5～10 年一遇，一般垸堤防防洪標準不到5 年一遇。此外，據省水利廳測算，若重現1954 年型長江洪水，城陵磯地區將有305 億m3的超額洪量，分蓄洪任務較重。然而，洞庭湖區僅有澧南、西官、圍堤湖垸具備主動分蓄洪條件，有效蓄洪容積僅9 億m3，蓄洪能力嚴重不足。

2 湖南省洞庭湖農村水環境問題成因

洞庭湖水環境問題層出不窮，且治理難度較大，歸根到底，主要存在以下幾個方面的困難與問題。

2.1 水文情勢變化較大

洞庭湖水文情勢變化的影響因素是多方面的，既有自然因素，又有人為因素。自然因素方面，洞庭湖泥沙主要來源于荊江三口和湖南四水，水沙進入湖區后,因比降減小、流速減慢，泥沙極易在河口段淤積,導致河床升高,泄水輸沙能力減弱；此外，每年汛期大量泥沙淤積于洪道兩側，形成洲灘，亦導致過水斷面縮小[2]。人為因素方面，歷史上大規模的圍墾洲灘，使洞庭湖泥沙淤積速率大幅提升；三峽運行后，荊江三口入湖泥沙量大幅減少，有利于泥沙淤積減緩，但三峽水庫蓄水，也使得洞庭湖枯水期提前、持續時間增長。可以看出，江河湖泊是一個復雜的系統，任何一個環節被干擾，都會影響到整個系統的良性循環。

2.2 農村面源污染嚴重

長期以來，洞庭湖作為我國糧食主產區，粗放型的農業生產經營方式沒有徹底扭轉，化肥、農藥、畜禽養殖等面源污染，已成為農村水環境問題的主要原因[3]。化肥使用方面，據統計，2021 年洞庭湖區岳陽、常德、益陽3 市農作物化肥使用總量為70.99 萬t，較2020年減施率為3.15%，平均每公頃播種面積施用化肥270.18 kg，高于國際公認的化肥施用安全上限225 kg/hm2。農藥使用方面，洞庭湖區農藥使用量大，2021 年，洞庭湖區岳陽、常德、益陽3 市農藥使用量為2.61 萬t，占全省農藥使用總量的1/4，畝均用量超過全國平均水平的10%；而且，洞庭湖區范圍內多采用手動施藥機械，農藥利用率不到30%，絕大部分農藥降落到地面，對水源、土壤等環境造成污染。畜禽養殖方面，2022年，洞庭湖區岳陽、常德、益陽3 市全年出欄生豬1 396.6 萬頭，占全省出欄生豬總量的21.86%；牛出欄39.69 萬頭，占全省出欄牛總量的21.68%；羊出欄303.59 萬頭，占全省出欄羊總量的27.56%。由于畜禽糞便利用率不高，部分糞便未經處理排入水體，極易造成水體污染。此外，大規模的水產養殖也對湖泊、水庫等水體造成了污染，2021 年洞庭湖區水產品產量達145.49 萬t，占全省水產品總產量的54.67%，水污染物排放量較大，其中，化學需氧量1.75 萬t，氨氮0.08 萬t，總氮0.28 萬t，總磷0.03 萬t。

2.3 農村生活污水處理困難

目前，洞庭湖區農村生活污水大都未經處理直接排放，化學需氧量、動植物油等農村生活源水污染物排放總量已超過城市地域[4]。但是，農村生活污水處理存在較多困難，如：重視程度不高，水處理資金欠缺，村民的環保觀念相對欠缺；村民居住分散、地形落差大、區域分布廣、施工難度較大；站點和泵房等特殊節點的選址艱難，涉及農田侵吞，或是允許用地的面積十分有限；針對農村地域污水處理的技術實力較低，缺乏對應的工程設計和建設運行規范；污水處理多頭管理、權責不明。

2.4 科研創新能力不足

當前，洞庭湖區農村水環境治理缺乏符合地方實際情況的創新技術，科技創新存在較多困難與問題。其一，湖南省有著豐富的科研創新資源，然而，在科技研發、科技服務及協作創新中，科研設施共享率低、科研資源配置碎片化同質化、協同創新機制不活等問題，導致洞庭湖環境污染治理和生態修復的科技攻關舉步維艱，嚴重制約了湖區的科技創新發展；其二，洞庭湖區環保企業以中小微企業為主，企業規模資金有限，缺少專門的科技研發機構，自主創新能力不強，原創性技術較少，科研運用能力較差，研究質量有待提升；其三，生態環境的保護與修復，必須建立在遵循自然規律的基礎之上，洞庭湖與長江之間江湖關系已發生明顯變化，亟待開展流域生態、江湖關系等方面的基礎科學研究，為洞庭湖水環境保護與治理奠定堅實的基礎；其四，洞庭湖區環境保護與治理仍缺乏高效率、低成本的環保技術，傳統技術對污染物的循環處理與可回收利用率比較低。農業面源污染領域的環保技術最為欠缺，農膜、農藥、化肥等的施用，仍然是影響洞庭湖環境質量的重要因素。

2.5 水環境治理體制機制不暢

“重經濟，輕環保”的現象一直存在，許多地方以犧牲資源環境為代價來發展經濟，環保部門與經濟部門相互合作與制約機制不強[5]。洞庭湖生態文明建設的公眾參與機制建設相當滯后，缺乏相應制度保障，參與程序、途徑、方式不明確。洞庭湖水域寬廣，人口眾多，環境執法成本較高。水環境立法滯后，行政執法難以準確到位，且缺乏必要的司法手段。公眾環境維權意識較弱，對環境污染的危害缺乏深刻的認識，過分依賴政府行為。生態補償融資渠道單一，補償領域過窄、標準偏低，缺乏穩定性和可持續性。

3 湖南省洞庭湖農村水環境治理對策

圍繞湖南省洞庭湖區農村水環境現實問題，必須堅持基礎科學研究和應用科學研究并重，著力構建市場導向的洞庭湖綠色技術創新體系，積極推動生產生活方式綠色轉型。

3.1 加強江湖關系演變的基礎研究

針對洞庭湖與長江、四水的作用關系問題，著力開展江湖關系和生態系統演變的基礎研究，以實現對洞庭湖自然生態演變規律的全面把握。主要內容包括：其一，江湖關系健康評價。揭示洞庭湖與長江江湖水沙交換關系的演變過程及其與江湖水沙運移、地形演變互饋影響的機理，闡明重大水利工程影響下江湖關系變化及對洞庭湖生態系統影響的機制。其二，河湖連通優化調控。從河、湖與水系等水循環基本概念入手,揭示水系連通的水循環物理機制,探明水量平衡、能量平衡、水資源可再生性、水循環尺度等問題,為河湖連通工程的實施奠定理論基礎[6]。其三，水利工程聯控聯調。針對江湖關系的變化，尋求新時期洞庭湖水利工程聯控聯調方案，為保障洞庭湖乃至長江中游地區水安全提供科學依據。

3.2 深化水生態修復技術的創新應用

針對洞庭湖水體自凈功能下降、生態濕地退化、水土流失等問題，通過水生態修復技術的創新與應用，促進洞庭湖生態系統的恢復。主要內容包括：其一，河道生態修復。以河道景觀水體的水質凈化維護為主要目標，人為合理搭配水生植物、水生動物、微生物形成一個完整的生物鏈，通過植物凈水、以魚保水、微生物調控，去除河道水體富營養化，控制藻類的爆發。其二，黑臭水體整治。以養菌源微生物技術為主，配合生態浮島技術、生態浮毯技術、生態基凈水技術、曝氣復氧技術，提升水體自凈功能，以實現河道水質的長久高效凈化。其三，人工濕地。因地制宜，根據不同水流方式，分類構建表面流濕地、水平流濕地、垂直流濕地等人工濕地，促進廢水中污染物質的良性循環，以獲得污水處理與資源化的最佳效益。其四，小流域水土保持治理。加強丘崗坡面梯田的整修和維護，完善配套的蓄攔、排水、沉沙等小型水利水保工程的建設，并優先采用植物護坡、護埂措施。加強塘、堰整治，進行河道清淤。

3.3 著力推進農業面源污染的綜合防治

針對農業生產活動造成的水體氮磷污染、畜禽糞便污染、農田重金屬污染等問題，著力推進農業面源污染綜合防治工程，促進農業可持續發展。主要內容包括：其一，種養一體化轉型。將畜禽養殖產生的糞污作為種植業的肥源，種植業為養殖業提供飼料，并消納養殖業廢棄物，促進了洞庭湖區農業的綠色化轉型[7]。其二，農業溝渠改造。依據洞庭湖農村地區的溝渠現有條件，以種植能夠高富集氮磷的水生植物為主要途徑，將植物凈化和工程措施相結合，通過攔截、阻隔、沉淀、吸附、降解、吸收等方式，攔截氮磷營養物，減少農業生產對洞庭湖水體的污染[8]。其三，畜禽標準化養殖。從良種選育、飼料配制、生態養殖和糞便處理等多環節入手，通過良種繁育技術、飼料產品研發、生物床技術、有機肥生產等一系列相關技術的創新，提升畜禽標準化養殖水平，減少畜禽養殖污染。其四，農田重金屬污染防治。著力推動農田鎘污染辨識技術創新，針對性地增施綠肥、有機肥，提升土壤凈化能力，并輔以客土法、水洗法等方法，降低農田鎘污染程度。

3.4 加強農村生活污水和垃圾的無害化處理

針對洞庭湖農村生活污水處理難的現實問題，大力開展農村生活污水和垃圾的無害化處理，以實現洞庭湖水污染的源頭防控。主要內容包括：其一，農村生活污水治理。因地制宜，采取城鎮管網延伸、集中處理和分散處理等多種方式，加快農村生活污水治理[9]。其二，更新污水治理設備。以FMBR、MBR、MBBR 為主體工藝的一體化設備，因其占地小、建設投資少、運行維護簡單等優點，市場應用相對成熟，可廣泛應用于農村污水治理領域。其三，農村生活垃圾分類回收與處理。從農村生活垃圾回收與處理兩個方面入手，加大生活垃圾分類知識宣傳力度，開展垃圾分類處理技術的科研與攻關，提升農村生活垃圾處理水平，減少農村生活垃圾對環境的污染。

3.5 健全科技創新體制機制

實施創新驅動發展戰略，破除束縛創新驅動發展的體制機制障礙，搭建創新基礎平臺，培育科技創新主體，打通科技和經濟轉移轉化的通道。主要內容包括：其一，健全科技創新評價機制。加快科研項目績效評價從重過程向重結果轉變，積極推行第三方評價，探索建立政府、社會組織、公眾等多方參與的評價機制。其二，完善科技成果轉化機制。加強知識產權保護，構造“政產學研”的知識產權創造格局，打造有利于成果轉化的制度和環境。其三，搭建創新基礎平臺。突出洞庭湖生態經濟區建設的技術需求，重點在節能環保、新材料、生物技術等領域，爭取打造一批國家重點實驗室等科學研究類平臺，以及基礎設施類平臺。其四，培育科技創新主體。實行“一企一策”和定制化聯系幫扶，圍繞洞庭湖污染治理和生態修復培育一批有區域影響力的環保科技領軍企業，引導高校、科研院所與企業建設一批產學研合作的生態技術創新聯盟，促進本地技術和成果就地轉移轉化。其五，加強人才隊伍建設。加大科技人才培養力度，擴大洞庭湖科研項目資助范圍和規模，支持培育污染治理、生態修復等領域的創新團隊。

4 結語

農村水環境是湖南省洞庭湖區農業農村可持續發展的重要基礎性資源，對于新時代洞庭湖江湖關系協調、農業綠色發展、農民生活幸福有著直接影響。然而，洞庭湖農村水環境安全形勢十分嚴峻，季節性水資源短缺嚴重，水質整體呈輕度污染，水體生態功能退化明顯，防洪減災能力嚴重不足，使得洞庭湖農村水環境治理難度較大。因此，有必要找準洞庭湖農村水環境問題的產生的原因，針對性地提出湖南省洞庭湖農村水環境治理的具體對策。