積極開展農村面源污染防控實驗
推進生態(tài)清潔小流域建設

長沙市水務局

    長沙市總面積11819平方公里，其中水土流失面積1322平方公里，占11.19%。長期以來，由于農業(yè)環(huán)境污染問題日趨嚴重，大多數(shù)溝渠、塘庫和河流水質欠佳，水土流失和農村環(huán)境污染給城鄉(xiāng)人居環(huán)境造成了嚴重影響，成為制約我市農村“兩型社會”建設的主要因素。2000年以來，我市以水土流失治理為核心、以河道治理為主體、以工程措施為手段，先后開展了多條小流域綜合治理工作，取得了一定的成效。特別是自2010年開始，通過小流域治理，水土流失得到有效防控，水體中的懸浮物明顯下降，但水色未清，COD、總氮、總磷等指標沒有明顯改善，水體富營養(yǎng)化依然比較嚴重，個別地區(qū)甚至有進一步惡化的趨勢。為此，我們及時調整工作思路，以河道治理與環(huán)境污染源頭防控有機結合為治理重心，以工程措施與生態(tài)措施結合為治理手段，探索出了“水土流失、農業(yè)面源污染和養(yǎng)殖點源污染的綜合治理”的新路子。
    一、小流域農業(yè)面源污染源頭綜合防控體系試驗探索
    農田面源污染和養(yǎng)殖點源污染防控是生態(tài)清潔型小流域建設的重點和難點。我局與中科院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所合作，依托國家水土保持科技示范園中科院長沙農業(yè)環(huán)境觀測研究站（簡稱中科院長沙站）的技術研發(fā)，開展了農業(yè)面源污染流域源頭防控示范。
    1、小流域泥沙和農田面源污染生態(tài)攔截
    長沙市的農戶極為分散，生活和養(yǎng)殖廢水一般直接排入農田排水溝，與農田面源污染和山洪泥沙匯集，污染當?shù)睾拖掠嗡|。一般的工程治理措施難度大，又很難奏效。為解決這個難題，我局與中科院長沙站合作，積極探索攔截農田面源污染的有效措施。在金井河流域選擇控制面積分別約1和5平方公里區(qū)域，分別布設兩條排水溝設置生態(tài)攔截帶，開展小流域泥沙和農田面源污染生態(tài)攔截示范。
    該項研究采取的措施是充分保證行洪通暢的前提下，在集水區(qū)控制性排水溝的尾端選擇較寬趟或加寬的部位設置梯級植物帶，面積約為每平方公里200 m²，寬度1.5 m以上，比降0.5-1.0%，底部平坦；每間隔10-20米筑一條15 cm高的攔水埂，分格按高矮搭配的方式種植植物；高桿植物密度適中、泥沙攔截能力強，低矮植物覆蓋度大、耐淹能力強；植物選擇以生長周期長、生物量大為原則，搭配方式以泥沙和氮磷攔截兼顧，保證溝中周年基本有植物覆蓋；重點配置有一定經濟價值或觀賞功能的本土濕生植物。排水溝旁的低洼處可設置經濟濕地，種植經濟價值或觀賞植物，開展水禽、水產養(yǎng)殖。 
    兩條排水溝的生態(tài)攔截帶試驗結果表明，水質可由入口的劣5類提升到出口的3類，總磷含量從3類提升到2類，每年攔截的泥砂達100 kg/m²。
    2、養(yǎng)豬污染生態(tài)治理
    長沙市的生豬養(yǎng)殖是農民的重要經濟支柱，一般養(yǎng)殖戶都有數(shù)十到數(shù)百頭的規(guī)模。豬糞對環(huán)境污染非常嚴重,不僅會導致土壤退化,農作物產量和品質下降,而且還可以通過徑流、淋失作用污染地表水和地下水,對生態(tài)環(huán)境造成極大危害,甚至進入人類食物鏈而危害人類健康。我局聯(lián)合中科院長沙站在長沙縣白沙鎮(zhèn)錫福村開展養(yǎng)豬污染生態(tài)治理示范。選擇的養(yǎng)豬場規(guī)模為50~300頭，具體技術措施是在排泄物經過沼氣發(fā)酵和“四池”凈化之后，就地選擇地勢較低的地塊，設置“基質凈化-生物凈化-經濟濕地系統(tǒng)”。
    基質凈化：按照每頭豬1平方米設置凈化池，填充高效去除氮磷的生物基質。基質就地取材，無需經濟投入，可將養(yǎng)殖場廢水中的氮磷分別由500和30 ppm 以上消減到200-300 ppm和10ppm以下為下一步的生物凈化創(chuàng)造適宜條件。 基質3個月后可取出作有機肥。
    生物凈化：按照每頭豬2平方米設置淺水濕地，水深控制在15cm；種植耐氮磷植物。由中科院長沙站篩選的植物產量高（每年鮮重可達20噸/畝）和養(yǎng)分含量高，可作為草食動物的飼料。生物凈化系統(tǒng)排出的水中的氮磷含量可進一步分別下降到30和3 ppm以下；適宜于經濟植物生長。
    經濟濕地：可根據(jù)用戶意愿設置3級。第一級經濟濕地按照每頭豬5平方米設置，水深控制在5cm左右，種植高產濕生蔬菜；第二級和第三級濕地可利用魚塘和藕田等，進一步凈化和利用氮磷，提高經濟效益。根據(jù)試驗，第一級經濟濕地出水水質優(yōu)于3類標準，第三級濕地出水水質優(yōu)于2類標準。包括基質凈化-生物凈化-經濟濕地在內的整個系統(tǒng)對養(yǎng)豬場廢水的各類污染物的去除率高達99%。
    錫福村的示范表明，農戶中小類養(yǎng)殖場的污水排放采用生態(tài)治理，有效地克服工程措施建設投入和運行成本高、清理廢渣難度大、氮磷凈化效率低等一系列缺陷，而且能夠作到投入低、用地少、管理簡便，既徹底根除氮磷污染又循環(huán)利用、產生很好的經濟效益，深受農民的歡迎。
    二、農業(yè)面源污染源頭綜合防控技術的實踐運用
    生態(tài)清潔型小流域示范建設是一項系統(tǒng)工程，涉及到水土流失防控、生態(tài)景觀構建、環(huán)境污染治理等諸多方面。依靠單一措施，很難奏效。因此，我市在生態(tài)清潔型小流域建設工作中，系統(tǒng)總結了小流域農業(yè)面源污染源頭綜合防控體系試驗成果并加以推廣應用，初步形成了水土流失防控與流域環(huán)境污染源頭治理有機結合的工作思路，就是在地表水土流失防控和河道整治等工程措施的基礎上，構建以生態(tài)措施為主導的“流域農業(yè)面源污染源頭綜合防控體系”。
    開慧河流域生態(tài)清潔型小流域建設是根據(jù)2011年長沙市委一號文件精神，于當年啟動的生態(tài)清潔型小流域建設重點項目。首期工程包括連片的13條支溝（集水區(qū)），以生態(tài)自然、人水和諧為原則，盡量減少工程痕跡和圬工結構。重點從三個層面進行綜合治理。一是強化養(yǎng)豬污染生態(tài)治理。具體措施是以所有規(guī)模20頭以上養(yǎng)豬戶單獨或相鄰多戶作為一個單元，因地制宜地設置“基質凈化-生物凈化-經濟濕地系統(tǒng)”，原地治理養(yǎng)殖點源污染，同時產生一定的經濟效益。二是結合支溝疏導工程，構建泥沙和污染物生態(tài)攔截帶。具體措施是以集水區(qū)為單元，根據(jù)各自支溝的長度、流量和種植養(yǎng)殖密度，按照中科院長沙站制定的泥沙和污染物生態(tài)攔截帶技術規(guī)程在末端設置50-200米生態(tài)攔截帶，種植雨久花和狐尾藻等，使各集水區(qū)的排水達標。三是小流域的干流水質的提升。具體措施是在干流沿途的開闊處和出口設置景觀濕地，種植水生經濟植物、花卉并養(yǎng)殖水產，達到水質生態(tài)凈化、美化環(huán)境和經濟產出“三贏”的目的。
    此外，在目前沒有納入生態(tài)清潔型小流域綜合治理項目、農業(yè)環(huán)境污染較為嚴重的福臨、白沙和金井等鎮(zhèn)，我局正協(xié)助長沙縣和中科院長沙站加大“小流域泥沙和農田面源污染生態(tài)攔截”和“養(yǎng)豬污染生態(tài)治理”等新技術的推廣力度。特別是今年又啟動了瀏陽市南川河、望城區(qū)黃金河和岳麓區(qū)八曲河的生態(tài)清潔型小流域綜合治理。
長沙市要達到河暢水清，岸綠景美，人水和諧的目標，還任重道遠！尚需不斷探索與實踐。以生態(tài)措施為代表的新科技，在生態(tài)清潔型小流域建設中展顯出強大的優(yōu)勢。我們將繼續(xù)與科研單位合作，開發(fā)新技術，推廣新成果。