麗水市蓮都區(qū)碧湖鎮(zhèn)農(nóng)田氮磷生態(tài)攔截溝渠的建設(shè)應(yīng)用現(xiàn)狀與思考

陳麗芬，王會來，鐘楊波，李賽慧

(麗水市蓮都區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心(農(nóng)能辦土肥站)，浙江 麗水 323000)

農(nóng)業(yè)與國家糧食安全、資源安全和生態(tài)安全密切相關(guān)。當(dāng)前，我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨著諸多挑戰(zhàn)，農(nóng)業(yè)資源過度開發(fā)、農(nóng)業(yè)投入品過量使用、農(nóng)業(yè)內(nèi)外源污染相互疊加帶來的一系列環(huán)境問題日益凸顯。據(jù)環(huán)境統(tǒng)計公報數(shù)據(jù)，我國農(nóng)業(yè)面源污染已超過工業(yè)污染和城鎮(zhèn)生活污染，成為河湖庫等天然水體的首要污染源。因此，迫切需要加強農(nóng)業(yè)面源污染防治工作。

農(nóng)田面源污染治理是農(nóng)業(yè)面源污染防治工作的重要組成部分，并已成為當(dāng)前我國水污染防治、生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)建設(shè)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的共同訴求[1-2]。農(nóng)田面源污染面廣、量大，污染主體較多，污染發(fā)生的時間和空間具有較大的隨機性，污染物不僅包括氮、磷等無機污染物，還包括農(nóng)藥帶來的有機污染[3-4]。因此，農(nóng)田面源污染治理除了需要從源頭上減少農(nóng)業(yè)投入品以外，還需要依據(jù)其污染特征，采取行之有效的技術(shù)和工程措施進(jìn)行過程攔截和末端凈化[5-7]。2015年4月國務(wù)院出臺的《水污染防治行動計劃》和2015年5月由農(nóng)業(yè)部、國家發(fā)展和改革委員會、科技部等部委聯(lián)合發(fā)布的《全國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2015—2030年)》，都明確提出要全面加強農(nóng)田面源污染防控，同時要求建設(shè)農(nóng)田生態(tài)溝渠、凈化塘、地表徑流集蓄池等設(shè)施，凈化農(nóng)田排水和地表徑流。

麗水市蓮都區(qū)農(nóng)業(yè)以種植業(yè)為主，農(nóng)藥、化肥等農(nóng)業(yè)投入品使用過量，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險增多，加強農(nóng)田面源污染治理極為迫切。為此，蓮都區(qū)碧湖鎮(zhèn)于2018年啟動建設(shè)農(nóng)田氮磷生態(tài)攔截溝渠示范項目?，F(xiàn)總結(jié)報道如下。

1 項目基本情況

1.1 項目概況

2018年，麗水市蓮都區(qū)碧湖鎮(zhèn)新建(含改建)2條農(nóng)田氮磷生態(tài)攔截溝渠，其中一條落實在缸窯村標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田質(zhì)量提升項目中，另一條建設(shè)于麗水市錦繡花卉盆景專業(yè)合作社基地。

1.2 建設(shè)思路

依照《浙江省農(nóng)田面源污染控制氮磷生態(tài)攔截溝渠建設(shè)技術(shù)規(guī)范》等文件要求，針對示范區(qū)農(nóng)田面源污染特征和引發(fā)的水環(huán)境問題，在充分總結(jié)國內(nèi)外工程實踐和先進(jìn)實用技術(shù)基礎(chǔ)上，提出農(nóng)田面源污染治理的總體思路：集成運用硬質(zhì)溝底生態(tài)化改造、農(nóng)田排水口生態(tài)攔截、排水溝渠環(huán)保設(shè)施建設(shè)、新型生態(tài)浮島建設(shè)等措施，在農(nóng)田面源污染上做“減法”，在農(nóng)田生態(tài)和田園景觀上做“加法”，高標(biāo)準(zhǔn)打造田園景觀型農(nóng)田生態(tài)攔截溝渠示范點。

1.3 基本原則

1.3.1 立足實際，因地制宜

從實際出發(fā)，以有關(guān)法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，充分利用現(xiàn)有地形、溝渠和環(huán)境條件，因勢利導(dǎo)，因地制宜，在深入調(diào)查分析的基礎(chǔ)上形成科學(xué)合理的生態(tài)治理方案。在水生植物的選擇和搭配上，既要考慮凈化能力和景觀效果，又要考慮其對地域氣候的適應(yīng)性，并盡量培育搭配本土植物。

1.3.2 實用性和創(chuàng)新性相結(jié)合

按照《浙江省農(nóng)田面源污染控制氮磷生態(tài)攔截溝渠建設(shè)技術(shù)規(guī)范》要求，借助浙江省內(nèi)高校和科研院所的科技力量與科研成果，在確保經(jīng)濟、實用的基礎(chǔ)上，充分依靠創(chuàng)新科技成果，積極借鑒成功實施案例，采用先進(jìn)、可靠的新工藝、新材料和新設(shè)備。

1.3.3 經(jīng)濟效益與生態(tài)環(huán)境效益兼顧

在有效利用和改良原有溝渠的基礎(chǔ)上，貫徹生態(tài)功能、環(huán)境功能和景觀功能三者兼顧的理念，完善生態(tài)攔截技術(shù)系統(tǒng)與周圍地區(qū)的功能互補性，進(jìn)一步提高攔截效率，盡量避免二次污染的產(chǎn)生。

1.4 建設(shè)成效

在碧湖鎮(zhèn)缸窯村建設(shè)的氮磷生態(tài)攔截溝渠長度1 000 m，農(nóng)田有效灌溉面積66.7 hm2，溝渠清淤500 m3，硬質(zhì)溝底(邊坡改造)生態(tài)化改造800 m2，設(shè)生態(tài)浮床450 m2, 種植水生植物8 000株。在溝渠中根據(jù)實際需要設(shè)置了硬質(zhì)溝底生態(tài)化改造、復(fù)合生態(tài)浮床等設(shè)施，種植一批根系發(fā)達(dá)，氮、磷吸附能力強的沉水、挺水植物，如香蒲、美人蕉、燈芯草、蘆葦、石菖蒲、水芹等。

在麗水市錦繡花卉盆景專業(yè)合作社基地建設(shè)的氮磷生態(tài)攔截溝渠長度1 000 m，農(nóng)田有效灌溉面積33.3 hm2。同時開展以下工程：一是土質(zhì)溝渠生態(tài)化改造。溝渠清淤200 m3，河底種植沉水植物500株，栽種挺水植物8 000株。二是承泄河塘生態(tài)化改造。平整邊坡200 m2，池塘布設(shè)生態(tài)浮床400 m2，栽種護坡植物1 000余株。三是配套環(huán)保設(shè)施建設(shè)。新建反硝化除磷裝置2套、節(jié)制閘1座、循環(huán)生態(tài)水塘2個。

建設(shè)氮磷生態(tài)攔截溝渠工程可以改善溝渠生態(tài)條件，重建和恢復(fù)溝渠生態(tài)系統(tǒng)，強化溝渠對氮、磷等物質(zhì)的攔截凈化能力，有效地攔截農(nóng)田地表徑流中氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)排入附近河體，減輕農(nóng)村地區(qū)水體的富營養(yǎng)化程度，有效地改善水質(zhì)，減少水體氮磷污染物，增強水體自凈能力，并形成良好的農(nóng)田生態(tài)景觀。據(jù)監(jiān)測分析，在碧湖鎮(zhèn)缸窯村建設(shè)的氮磷生態(tài)攔截溝渠，使得農(nóng)田水源化學(xué)需氧量和養(yǎng)分流失氮、磷濃度分別減少30%、40%和40%以上；在麗水市錦繡花卉盆景專業(yè)合作社基地建設(shè)的氮磷生態(tài)攔截溝渠，使得當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水源化學(xué)需氧量和養(yǎng)分流失氮、磷濃度分別減少了20%、40%和50%以上。

2 主要技術(shù)

2.1 節(jié)制閘

渠道上的節(jié)制閘利用閘門啟閉調(diào)節(jié)上游水位和下泄流量，以滿足下一級渠道的分水或截斷水流進(jìn)行閘后渠道檢修的需求。其中，一個節(jié)制閘建于分水閘和泄水閘的稍下游，抬高水位以利分水和泄流；另一個建于渡槽和倒虹吸管的稍上游，以利控制水流量和事故檢修。在建設(shè)中，盡量與橋梁、跌水和陡坡等結(jié)合，以節(jié)省造價。其主要技術(shù)參數(shù)如下：節(jié)制閘的閘底高于溝底0.10～0.15 m，閘孔凈高設(shè)計為溝深的50%～60%，閘孔凈寬設(shè)計為溝寬的30%～40%，閘門宜采用直升式平面鋼閘門。

2.2 硬質(zhì)化溝渠生態(tài)化改造技術(shù)

在硬化溝渠中構(gòu)建漂浮型生態(tài)溝、護壁型生態(tài)溝，或漂浮型與護壁型間隔混合式生態(tài)溝，并固定安裝護壁板、隔條等構(gòu)件，相應(yīng)配置對污染物具有吸附能力的水生植物，實現(xiàn)溝渠硬化和生態(tài)化改造(圖1)。

圖1 溝渠硬質(zhì)化、生態(tài)化改造

在植物的配置上，綜合考慮植物生物特性、污染凈化能力、生態(tài)鏈恢復(fù)、生物多樣性、景觀美化、生物固坡等因素，以本土沉水和挺水植物為主，不宜選用漂浮和浮葉植物。在溝底種植苦草、黑藻和金魚藻等沉水植物，及美人蕉、再力花、水生鳶尾、蘆葦?shù)韧λ参铮辉跍媳诜N植護坡植物；在溝坡種植蜜源植物。

2.3 復(fù)合式生態(tài)浮床技術(shù)

生態(tài)浮床(圖2)既能凈化水質(zhì)，又具有較好的景觀效果，現(xiàn)已成為河庫、湖泊等天然水體生態(tài)修復(fù)中常用的一種重要技術(shù)手段。但要說明的是，常規(guī)的浮床技術(shù)主要依賴植物的吸收作用對污染物進(jìn)行凈化，效果相對有限，且受植物生長季的影響較大。塑料浮板式生態(tài)浮床植物根區(qū)較受限，主要依靠植物吸收作用去除污染物水質(zhì)，凈化能力十分有限。因此，有必要繼續(xù)尋求可替代塑料浮板式生態(tài)浮床的漂浮式生態(tài)凈化設(shè)施。

圖2 復(fù)合式生態(tài)浮床

為克服傳統(tǒng)生態(tài)浮床的缺陷，特引入有利于植物和微生物生長的高效吸附型基質(zhì)，利用基質(zhì)對污染物的吸附、富集和緩沖等作用，促進(jìn)植物生長及其根系激發(fā)效應(yīng)，形成高底物濃度、高微生物量、高微生物活性的微處理環(huán)境，從而加速對污染物的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移(圖3)。

圖3 新型生態(tài)浮床的污染物轉(zhuǎn)移過程與凈化機理

2.4 循環(huán)生態(tài)水塘

循環(huán)生態(tài)水塘的面積和容量依據(jù)現(xiàn)場條件、服務(wù)面積、農(nóng)田徑流流量等因素進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計時要注意防滲和淤積問題。不同于一般的生態(tài)塘，循環(huán)生態(tài)水塘具有凈水、蓄水、農(nóng)業(yè)供水、農(nóng)田生態(tài)恢復(fù)、田園景觀營建等功能。循環(huán)生態(tài)水塘宜與生態(tài)溝渠、承泄區(qū)透水壩等組合配置(圖4)。

圖4 循環(huán)生態(tài)水塘

3 主要做法和經(jīng)驗

3.1 強化領(lǐng)導(dǎo)，狠抓落實

由區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局分管領(lǐng)導(dǎo)帶頭謀劃，明確負(fù)責(zé)人，分解落實責(zé)任。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)切實履行好屬地職責(zé)，督促建設(shè)主體抓緊組織實施，并加強項目建設(shè)的監(jiān)督管理工作，建立月報制度加以推進(jìn)。

3.2 科學(xué)選址，認(rèn)真規(guī)劃

由區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局組織種植、水產(chǎn)、水利、生態(tài)等領(lǐng)域?qū)＜覍Φ咨鷳B(tài)溝渠建設(shè)地點進(jìn)行初選后，重點考察溝渠的長度、寬度、深度、排水、排澇等基礎(chǔ)設(shè)施，綜合考量當(dāng)?shù)剞r(nóng)田面源污染特征、種養(yǎng)結(jié)構(gòu)，及規(guī)模、周邊環(huán)境等情況，本著兼顧農(nóng)田排水、污染攔截和美麗田園建設(shè)的需要，充分利用原有農(nóng)田排水溝渠進(jìn)行改造和提升，以不改變現(xiàn)有溝渠灌、排水等原有功能，不破壞溝渠現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，盡量減少對原有生態(tài)環(huán)境的破壞或干擾為原則，最終確定建設(shè)地點。

3.3 堅持標(biāo)準(zhǔn)，確保質(zhì)量

堅持質(zhì)量為先，高標(biāo)準(zhǔn)開展氮磷生態(tài)攔截溝渠建設(shè)。在溝渠建設(shè)過程中，牢固樹立質(zhì)量第一意識，由專業(yè)施工單位進(jìn)行建設(shè)，各級部門加強督促檢查，監(jiān)督施工進(jìn)度，確保生態(tài)溝渠系統(tǒng)建設(shè)真正達(dá)到預(yù)期效果。

3.4 建立機制，發(fā)揮實效

項目列入實施計劃后，項目實施單位應(yīng)積極抓好工程進(jìn)度和質(zhì)量，所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)要及時負(fù)責(zé)組織、協(xié)調(diào)、指導(dǎo)項目實施單位把好項目工程施工，區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局相關(guān)科、站室負(fù)責(zé)工程施工技術(shù)指導(dǎo)、服務(wù)和督查。

工程竣工后，由實施單位填寫項目驗收申請表，并提供有關(guān)圖片、協(xié)議、臺帳等證明材料，由所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)負(fù)責(zé)審閱初驗，初驗合格后再上報至區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，由區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局組織相關(guān)專家進(jìn)行項目工程驗收，查閱資料，實地查驗驗收。

3.5 加強宣傳，營造氛圍

充分利用報紙、電視、廣播等傳統(tǒng)媒體，微信、區(qū)農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)等新興媒體，以及農(nóng)民信箱等優(yōu)勢媒體，切實加強對農(nóng)田氮磷生態(tài)攔截溝渠等農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測防治技術(shù)和建設(shè)成效的宣傳，形成良好氛圍，引導(dǎo)廣大主體和農(nóng)民群眾主動參與、積極配合生態(tài)攔截溝渠建設(shè)，認(rèn)真總結(jié)行動計劃推進(jìn)過程中的好做法、好經(jīng)驗，培育一批先進(jìn)典型，樹立一批示范樣板，為接下來的推廣工作打下基礎(chǔ)。

4 問題與對策

經(jīng)分析，項目中存在的主要問題：由于缺乏相關(guān)配套資金，經(jīng)費來源是制約鄉(xiāng)鎮(zhèn)氮磷攔截生態(tài)溝渠建設(shè)的主要瓶頸；氮磷攔截生態(tài)溝渠的建設(shè)使用尚處于探索階段，其長效管理機制還不健全。

下一步，需因地制宜，結(jié)合當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)作物品種、水生植物種類、地形特點等因素，科學(xué)地選擇凈化植物與處理工藝，同時著力突破工程維護、項目運行機制、經(jīng)費來源等瓶頸，從而更好地推動農(nóng)田氮磷生態(tài)攔截溝渠系統(tǒng)的建設(shè)落地與應(yīng)用。