老虎潭水庫水源地面源污染現(xiàn)狀及防治措施

朱清秀

（湖州市河湖管理中心，浙江 313000）

老虎潭水庫位于湖州市吳興區(qū)埭溪鎮(zhèn)境內(nèi)，是浙江省百億水資源保障工程之一，是1 座以防洪為主，結(jié)合供水，兼顧灌溉的綜合水利工程[1]。水庫壩址以上集水面積110 km2，匯集莊上、大陳、小溪3 條小流域水源[1]。水庫上游涉及吳興區(qū)埭溪鎮(zhèn)、德清縣莫干山鎮(zhèn)、安吉縣梅溪鎮(zhèn)3 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)12 個(gè)建制村[2]。水庫于2010 年3 月正式供水，日供水量約20 萬m3，被稱為湖州市民的“大水缸”。

飲用水源地水庫庫區(qū)大都位于具有天然河段的山區(qū)，國內(nèi)外的相關(guān)研究表明，農(nóng)業(yè)面源污染是飲用水源地水庫污染的主要來源[3]。飲用水水源地面源污染的來源主要有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中使用的化肥農(nóng)藥和禽畜養(yǎng)殖產(chǎn)生的污染、農(nóng)村生活活動(dòng)產(chǎn)生的生活污水和固廢污染、土壤侵蝕和水土流失、大氣干濕沉降等[4]。面源污染由于來源分散，潛伏周期長，同時(shí)與降水和地表徑流關(guān)系密切，有明顯的滯后性，導(dǎo)致面源污染的控制十分困難。因此，有效控制面源污染成為相關(guān)部門研究的重要課題。筆者系統(tǒng)調(diào)查和分析了老虎潭水庫水源地面源污染情況，在此基礎(chǔ)上針對性地提出防治措施，以期為其他水庫開展水源保護(hù)工作提供參考。

1 面源污染排放現(xiàn)狀

1.1 農(nóng)業(yè)林業(yè)種植污染

老虎潭水庫集水區(qū)共有土耕地、園地、林地面積6.361 km2、3.923 km2、89.517 km2。園地種植的經(jīng)濟(jì)作物以茶葉為主，林地中一般商品林面積約26.968 km2，種植的經(jīng)濟(jì)作物主要為毛竹、淡竹、茶、散竹。

如表1 所示，老虎潭水庫庫區(qū)內(nèi)施用的肥料主要有尿素、復(fù)合肥、有機(jī)肥（菜餅為主）等。根據(jù)統(tǒng)計(jì)各類土地面積、調(diào)查相關(guān)的施肥量，最后按化肥的氮磷含量及流失量計(jì)算農(nóng)業(yè)種植污染物排放量。考慮污染物從源頭進(jìn)入水庫水體的輸移由于蒸發(fā)、滲漏、沉降、降解等因素衰減，通過入庫系數(shù)確定最終進(jìn)入老虎潭水庫的污染物總量，入庫系數(shù)根據(jù)入庫距離、排放方式等因素進(jìn)行修正。估算農(nóng)業(yè)種植業(yè)污染物入庫量分別為化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）158.04 t·a-1、NH3-N 1.94 t·a-1、總氮（Total Nitrogen，TN）22.44 t·a-1、總磷（Total Phosphorus，TP）1.48 t·a-1。

表1 老虎潭水庫庫區(qū)內(nèi)各類土地施肥量單位：kg/667 m2

1.2 散養(yǎng)畜禽養(yǎng)殖污染

老虎潭水庫集水區(qū)內(nèi)已無規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖，但散養(yǎng)戶依然存在。根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查，集水區(qū)內(nèi)各個(gè)建制村散養(yǎng)豬358 頭、雞2 630 羽、鴨279 羽、羊5 頭。根據(jù)《第一次全國污染源普查畜禽養(yǎng)殖業(yè)源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》中的華東地區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)計(jì)算畜禽養(yǎng)殖污染物排放量，通過入庫衰減系數(shù)估算散養(yǎng)畜禽養(yǎng)殖污染物入庫排放量分別為COD 59.92 t·a-1、NH3-N 0.62 t·a-1、TN 3.31 t·a-1、TP 0.67 t·a-1。

1.3 農(nóng)村居民生活污染

根據(jù)2020 年8 月工作人員的統(tǒng)計(jì)調(diào)查，老虎潭水庫水源地保護(hù)區(qū)內(nèi)共有人口16 905 人，其中已納管約10 062 人，未納管約6 843 人。按照農(nóng)村居民生活用水定額140 L·d-1、排污系數(shù)0.8，計(jì)算污水排放量，納管居民生活污水污染物濃度按照污水終端實(shí)測值，未納管居民按照《水庫水源安全保障工程實(shí)施方案編制導(dǎo)則》中提及的人均污染物產(chǎn)物系數(shù)，計(jì)算農(nóng)村居民生活污染物排放量，通過入庫衰減系數(shù)估算農(nóng)村生活污水入庫量分別為COD 45.52 t·a-1、NH3-N 10.60 t·a-1、TN 13.40 t·a-1、TP 1.29 t·a-1。

1.4 民宿污染

老虎潭水庫水源地內(nèi)的民宿有明顯的季節(jié)性，7—9 月為旺季，入住率約80%，其余月份為淡季，入住率約20%。根據(jù)調(diào)查，庫區(qū)內(nèi)共有民宿294 家，民宿用水定額取300 L·d-1，排污系數(shù)0.8，污染物濃度納管部分按污水終端出水濃度、未納管部分按民宿自設(shè)終端濃度，計(jì)算污染物排放量，通過入庫衰減系數(shù)估算民宿污染物入庫排放量分別為COD 6.67 t·a-1、NH3-N 2.24 t·a-1、TN 2.92 t·a-1、TP 1.69 t·a-1。

1.5 大氣沉降

根據(jù)杭嘉湖地區(qū)各地大氣氮、磷年總沉降通量可知，湖州市氮沉降通量4 950.74 kg·km-2·a-1，磷沉降通量67.22 kg·km-2·a-1[5]。老虎潭水庫庫區(qū)水域面積5.3 km2，估算大氣沉降輸入水庫的TN 為26.39 t·a-1、TP 為0.36 t·a-1。

2 面源污染影響

2.1 入庫污染源構(gòu)成分析

根據(jù)污染源調(diào)查分析，老虎潭水庫入庫污染源量COD 270.15 t·a-1、NH3-N 15.40 t·a-1、TN 68.46 t·a-1、TP 5.49 t·a-1，各類污染物構(gòu)成比例見圖1。

圖1 老虎潭水庫入庫污染源構(gòu)成比例

丁新新等在2012 年、2013 年的研究均表明畜禽養(yǎng)殖是老虎潭水庫的主要入庫污染源[1-2]。2013—2014 年庫區(qū)畜禽養(yǎng)殖整改后，農(nóng)業(yè)林業(yè)種植已成為主要污染源，大氣沉降對老虎潭水庫總氮的貢獻(xiàn)率為38.55%，對總磷的貢獻(xiàn)率為6.55%，大氣沉降對庫區(qū)的富營養(yǎng)化和水生態(tài)環(huán)境具有一定的影響。

2.2 水庫及入庫支流水質(zhì)現(xiàn)狀

根據(jù)2015—2020 年湖州市生態(tài)環(huán)境局水質(zhì)數(shù)據(jù)，結(jié)合浙江省生態(tài)環(huán)境科學(xué)設(shè)計(jì)研究院專家2020 年8 月對庫區(qū)及支流入庫口水質(zhì)有機(jī)污染物的監(jiān)測，分析庫區(qū)及三條入庫支流水質(zhì)情況。

水庫庫區(qū)的NH3-N、溶解氧、高錳酸鹽等指標(biāo)基本均優(yōu)于地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)；TP 大部分時(shí)間達(dá)到地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，個(gè)別月份為0.030 mg·L-1，劣于Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)；TN 大部分時(shí)間達(dá)到Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，個(gè)別月份為劣Ⅴ類。經(jīng)過有機(jī)物全組分檢測，所測得特征污染物分析指征農(nóng)業(yè)面源和生活源。

莊上溪、大陳溪、小溪水質(zhì)除TN 外，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。TN 濃度較高，在1.8～3.0 mg·L-1，在1—6 月TN 濃度較高。經(jīng)過有機(jī)物全組分檢測，所測得特征污染物分析指征農(nóng)業(yè)面源和生活源。有效控制農(nóng)業(yè)林業(yè)種植污染、農(nóng)村生活污染，對提升水庫水質(zhì)有重要意義。

3 污染治理現(xiàn)狀及存在的問題

3.1 農(nóng)業(yè)林業(yè)種植污染治理

老虎潭水庫保護(hù)區(qū)內(nèi)各建制村采用推廣緩釋肥、調(diào)整化肥使用結(jié)構(gòu)、改進(jìn)施肥方式減少化肥施用量，采用精準(zhǔn)監(jiān)測、統(tǒng)防統(tǒng)治、精準(zhǔn)施藥減少農(nóng)藥施用量。根據(jù)2015—2019 年湖州市的化肥施用量、農(nóng)藥使用量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，吳興區(qū)、德清縣及安吉縣的化肥施用量和農(nóng)藥使用量均呈減少趨勢，德清縣農(nóng)藥使用量的減少幅度較大。庫區(qū)內(nèi)的茶園、竹林等經(jīng)濟(jì)作物占比較多，且一般種植在山坡上，雨水沖刷導(dǎo)致化肥、農(nóng)藥流失率相對更高，對水源地水質(zhì)的污染影響不容忽視。

3.2 散養(yǎng)畜禽養(yǎng)殖污染治理

2013—2014 年畜禽養(yǎng)殖綜合整治后，老虎潭水庫集水區(qū)內(nèi)目前已無規(guī)?；B(yǎng)殖，畜禽養(yǎng)殖已不再是入庫污染源的最主要來源。集水區(qū)內(nèi)散養(yǎng)畜禽養(yǎng)殖排放污染物量較少，但養(yǎng)殖戶為取水方便，常臨溪選址，用溪水沖刷糞便和籬笆，導(dǎo)致糞便污水直接進(jìn)入溪流，使水中固體懸浮物、有機(jī)物和微生物含量升高，導(dǎo)致水質(zhì)變差，進(jìn)而影響水庫水體。針對散養(yǎng)畜禽養(yǎng)殖仍須嚴(yán)格管理，控制源頭污染。

3.3 農(nóng)村居民生活污染治理

老虎潭水庫集水區(qū)內(nèi)農(nóng)村生活污水大部分已納管處理，據(jù)2020—2021 年調(diào)查，庫區(qū)內(nèi)有52 座農(nóng)村污水站點(diǎn)，設(shè)計(jì)總規(guī)模1 291 t·d-1，除芳山村1 號終端以外，其余終端出水水質(zhì)均達(dá)到《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB33/973—2021）一級標(biāo)準(zhǔn)。

莊上村、太平橋村、芳山村、仙潭村、南路村未達(dá)到建制村接戶率70%以上的覆蓋標(biāo)準(zhǔn)，部分農(nóng)村污水站點(diǎn)未正常運(yùn)行，原有的部分管道也存在破損、滲漏等問題。

3.4 民宿污染治理

埭溪鎮(zhèn)和莫干山鎮(zhèn)分別對轄區(qū)內(nèi)的民宿和污水處理做出了規(guī)定，大部分民宿均自建了污水處理終端，處理規(guī)模為3～5 t·d-1，工藝以A2O 和微動(dòng)力一體化設(shè)施為主，部分為AO 或化糞池工藝。民宿污水經(jīng)自建污水處理終端處理后納入農(nóng)村污水處理站點(diǎn)，大大降低了民宿污水的污染物濃度。

現(xiàn)場調(diào)研及分析發(fā)現(xiàn)，民宿污水處理存在部分納管民宿污水排放量與農(nóng)村污水站點(diǎn)規(guī)模不匹配、終端出水水質(zhì)較差、終端運(yùn)維管理較弱等問題。

4 建議

4.1 農(nóng)業(yè)林業(yè)種植污染控制

針對農(nóng)業(yè)林業(yè)種植污染的防治采取“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的原則，合理控制農(nóng)業(yè)種植面積，加強(qiáng)對肥料和農(nóng)藥的管理，從源頭減少污染物的產(chǎn)生。

1）嚴(yán)管區(qū)內(nèi)種植業(yè)布局。根據(jù)浙江省人民政府辦公廳發(fā)布的《關(guān)于堅(jiān)決制止耕地“非農(nóng)化”防止耕地“非糧化”穩(wěn)定發(fā)展糧食生產(chǎn)意見》的要求，老虎潭水庫水源地保護(hù)區(qū)的主導(dǎo)功能為飲用水源保護(hù)，保護(hù)區(qū)內(nèi)不宜實(shí)施退林還耕，已實(shí)施綠化造林的耕地建議保持現(xiàn)狀。優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)與布局，逐步減小茶、苗木種植面積，探索開展山脊線以下茶園地、竹林地統(tǒng)一流轉(zhuǎn)。發(fā)展經(jīng)濟(jì)林業(yè)、無公害食品、綠色食品、有機(jī)食品等，減少污染物產(chǎn)生。嚴(yán)格禁止保護(hù)區(qū)內(nèi)毀林種茶或占用河灘地進(jìn)行種植的行為，對于坡度在30°以上的坡地應(yīng)保持自然植被覆蓋，不得開發(fā)用作種植用地。

2）嚴(yán)格控制化肥和農(nóng)藥的使用。一級、二級保護(hù)區(qū)內(nèi)禁止使用農(nóng)藥和化肥。推進(jìn)準(zhǔn)保護(hù)區(qū)化肥、農(nóng)藥減量化，實(shí)行最嚴(yán)格的“肥藥兩制”改革監(jiān)督，每月對保護(hù)區(qū)內(nèi)建制村開展監(jiān)督檢查；全面推進(jìn)供給端“配方肥替代平衡肥”行動(dòng)；積極推廣有機(jī)肥、專用肥、緩（控）釋肥；改進(jìn)施肥方式，改表、撒施肥為水肥一體化、側(cè)深施肥等方式，老虎潭水庫在茶葉、毛竹、苗木等各類經(jīng)濟(jì)作物種植過程中提倡深施肥，可明顯減少肥料流失；推廣農(nóng)業(yè)防治、生態(tài)調(diào)控、理化誘導(dǎo)、生物防治和精準(zhǔn)施藥等綠色防控技術(shù)。

3）提倡節(jié)水灌溉。采用節(jié)水灌溉方式，間歇灌溉、小水勤灌、滴灌的方式能降低氮、磷的流失率，提高水分利用率。根據(jù)浙江省農(nóng)科院環(huán)境資源與土壤肥料研究所試驗(yàn)，合理的定額灌溉制度可以降低農(nóng)村面源氮素污染負(fù)荷的62%～69%。

4.2 農(nóng)村居民生活污水治理

1）農(nóng)村生活污水處理終端新建或擴(kuò)容。莊上村、太平橋村、芳山村、仙潭村、南路村根據(jù)生活污水量確定需要增加的終端處理規(guī)模，新建或?qū)ΜF(xiàn)有的終端進(jìn)行擴(kuò)容，以實(shí)現(xiàn)納管率70%的目標(biāo)。

2）已建污水處理設(shè)施的排查和修復(fù)。針對建制村內(nèi)的文化禮堂或農(nóng)村公共事務(wù)管理用房中存在的隔油池嚴(yán)重堵塞的問題，進(jìn)行更新并定期清掏，對于未設(shè)置隔油池的情況，應(yīng)按照接待用餐人數(shù)設(shè)置相應(yīng)規(guī)模的隔油池，以確保餐飲廢水的有效處理。針對污水處理終端出水指標(biāo)中氨氮、總磷無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的問題，應(yīng)針對排放標(biāo)準(zhǔn)過低或存在問題的終端進(jìn)行提標(biāo)改造。同時(shí)，全面排查、修復(fù)和更新老化管道、破損管道，檢查管道是否存在混接、脫節(jié)和堵塞現(xiàn)象，確保管網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3）加強(qiáng)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的運(yùn)維。明確生活污水處理設(shè)施終端的運(yùn)維范圍和責(zé)任主體，合理劃分農(nóng)戶和第三方運(yùn)維服務(wù)機(jī)構(gòu)的責(zé)任范圍，明確鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村委、村民的管理責(zé)任，加強(qiáng)宣傳引導(dǎo)。定期對農(nóng)村生活污水處理設(shè)施進(jìn)行維修保護(hù)，確保處理設(shè)施正常運(yùn)行。

4.3 民宿污水治理

1）嚴(yán)格執(zhí)行埭溪鎮(zhèn)、莫干山鎮(zhèn)現(xiàn)有的民宿管理規(guī)定，嚴(yán)格控制民宿總量，二級保護(hù)區(qū)內(nèi)的民宿逐步退出。嚴(yán)格執(zhí)行民宿建設(shè)審批制度，確保所有民宿均配套污水處理設(shè)施。對現(xiàn)有污水處理設(shè)施不滿足要求的情況，將處理工藝改為A2O 或微動(dòng)力一體化設(shè)施，對現(xiàn)有已采用A2O 或微動(dòng)力一體化設(shè)施，但出水達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)行全面檢查，查明原因并進(jìn)行改造。

2）提高民宿終端運(yùn)行管理水平，明確運(yùn)維主體。定期對民宿終端出水進(jìn)行檢測，出水不達(dá)標(biāo)或不能滿足要求的予以限期整改，確保達(dá)標(biāo)排放。整治期間，對整治情況進(jìn)行全程監(jiān)督，對逾期未完成或經(jīng)整改仍未達(dá)標(biāo)排放的公開曝光，依法責(zé)令停業(yè)、關(guān)閉或取締。

3）針對性地建立特殊巡查或管理機(jī)制，在民宿污水處理終端增設(shè)流量計(jì)，將數(shù)據(jù)接入水庫智慧化管理平臺，實(shí)現(xiàn)民宿污水流量的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。在特殊時(shí)段，加強(qiáng)對民宿污水終端的巡查，增加抽檢的終端數(shù)和頻次，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。

4.4 散養(yǎng)畜禽養(yǎng)殖污染控制

1）控制畜禽養(yǎng)殖規(guī)模。保護(hù)區(qū)內(nèi)畜禽養(yǎng)殖以散養(yǎng)為主，畜禽糞污難以集中處置，建議采用總量控制措施，將保護(hù)區(qū)內(nèi)畜禽養(yǎng)殖總量控制在羊、豬總量≤300 頭，雞、鴨、鵝總量≤2 500 羽。

2）優(yōu)化清理糞污的方式。加強(qiáng)對農(nóng)民的宣傳引導(dǎo)，鼓勵(lì)養(yǎng)殖戶采取干清糞或墊草墊料的方式清理糞污，盡量少用水沖清糞方式。清理出的干糞可集中收集轉(zhuǎn)運(yùn)至最近的處理廠，處理后還田消納。

5 結(jié)語

通過老虎潭水庫現(xiàn)狀污染源調(diào)查分析，明確了農(nóng)業(yè)林業(yè)種植污染已成為目前老虎潭水庫的主要污染源。經(jīng)過持續(xù)的污染源治理，入庫污染負(fù)荷會(huì)得到削減，但水庫保護(hù)區(qū)內(nèi)只要有人居住，生活污水以及勞動(dòng)耕作產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)林業(yè)面源污染一定會(huì)存在，只有移民出庫，實(shí)行水源保護(hù)區(qū)封閉式管理才是當(dāng)前最佳的方案。后續(xù)可開展逐步移民出庫的課題研究，論證二級保護(hù)區(qū)優(yōu)先進(jìn)行移民出庫的可行性。