大塘港水庫水環境綜合治理研究

龔安國,金德鋼

(寧波市水利水電規劃設計研究院,浙江 寧波 315192)

1 問題的提出

大塘港水庫位于象山縣西南面,原設計為一座以灌溉為主的堵港蓄淡工程,但隨著經濟社會的發展,大塘港功能逐步發生了轉變,除滿足區域灌溉用水需求外,還承擔區域的防洪排澇以及城鄉生活和工業供水任務,是象山縣中南部地區的重要供水水源,2005年被浙江省人民政府劃定為飲用、農業用水區,飲用水水源一、二級保護區(浙政辦發[2005]109號)。由于大塘港兩岸堤防一直未能得到系統有效的治理,區域防洪排澇體系尚未完善,當遭遇暴雨時,大塘港洪水容易頂托漫灌入侵平原,造成部分地區受災嚴重;此外,區域內各種污染源大量進入大塘港,對港內水質產生了極大的影響,水質已呈富營養化趨勢,且大塘港兩岸沿線景觀單一,缺少統一規劃布局,已無法滿足大塘港 “生態戰略”的發展要求。因此,制定科學合理的治理與保護規劃,確保大塘港防洪排澇及供水安全,實現大塘港生態發展就顯得十分必要。

2 工程概況

大塘港位于象山縣中南部,位于定塘、曉塘、石浦、新橋4鄉鎮及寧海隔洋塘境內,屬三門灣內港岳井洋支流,呈南北之狀,全長21 km,港道平均寬度250～300 m,水域面積4.79 km2,水庫集雨面積134 km2,總庫容4 675萬m3,正常庫容3 135萬m3。大塘港原設計洪水標準為10 a一遇,是一座以灌溉為主,兼顧防洪、排澇、淡水養殖等綜合利用的攔海蓄淡中型水利工程,主要承擔新橋、定塘、曉塘、石浦4個鄉鎮的農田灌溉任務,灌溉面積0.63萬hm2(9.4萬畝),年灌溉水量1 500萬m3,受益人口10萬。

3 水環境現狀及存在問題

3.1 水環境現狀

大塘港區域內有行政村61個,居住村民6.3多萬人。

寧波市自2003年開始實施 “百村示范,千村治理”工程以來,對生活污水和生活垃圾進行集中處理,取得了一定效果,但污水隨意排放和垃圾偷到現象時有發生,對大塘港水環境產生了較大的影響。

3.1.1 水質現狀

根據象山縣環保局2009—2011年對大塘港水質監測結果,大塘港綜合水質評價為Ⅴ類。其中高錳酸鹽指數為Ⅳ類,生化需氧量為Ⅴ類,總磷、總氮為劣Ⅴ類,氨氮Ⅲ類,氰化物、氟化物、六價鉻均為Ⅱ類,鋅、鉛為Ⅰ類。大塘港水質呈中度富營養化,具體表現為總氮、總磷重度富營養化,高錳酸鹽指數、葉綠素為輕度富營養化。原因首先為大塘港為堵港蓄淡工程,本身氯離子指標偏高,加上庫區居民生活旅游污染、農業面源污染、周邊畜禽養殖以及水產養殖等對大塘港水質產生了極大的影響。

3.1.2 污染源分析

3.1.2.1 面源污染物調查

面污染源主要是農業面污染源,指人們從事農業生產活動時產生的非點源污染物,其中,水土流失、化肥農藥的施用是主要的污染形式。據統計流域內耕地面積為0.49萬hm2(7.31萬畝),農業面源污染治理難度較大。

(1)化肥流失。對化肥流失污染復核的估算主要借助前人的經驗以及結合流域現場調查,以確定不同土地利用類型下施用化肥氮磷的產污系數,公式如下:

式中:A為流域內化肥施用總量,t/a;B為流域內化肥氮磷流失系數;C為單位化肥中氮磷含量,g/kg;D為農田集約經營系數。

(2)水土流失。水土流失污染負荷估算方法是土壤流失量與土壤中的氮磷污染物背景含量的乘積,公式如下:

式中:Ca為吸附態非點污染源污染物流失量,t/a;A為單位土壤侵蝕量 (根據流域內土壤類別進行確定),t/(hm2·a);S為土壤侵蝕面積,hm2;Qa為流失土壤中的氮磷污染物背景含量,kg/t。經分析計算可得大塘港水庫面源污染負荷見表1。

表1 大塘港水庫流域面源氮、磷流失量匯總表t/a

3.1.2.2 點源污染物

(1)生活污染源。對大塘港有影響的行政村61個,居住村民6.3萬多人,據本次調查,每個行政村都有公用廁所,污水經簡單處理后,直接排放入溪坑、河道,并流后進入大塘港。流域范圍內年生活用水量約275.5萬m3,排污量220.4萬m3。

(2)畜禽及蝦塘養殖污染源。在調研中發現,水庫流域村莊的禽畜養殖污染問題比較嚴重,禽畜糞便氮、磷含量很高,禽畜糞便污染已成為水庫流域污染的一個主要來源,另外蝦塘養殖產生大量的殘餌、排泄物,對庫區水環境也有很大影響。經統計,區域內共養殖禽類61.94萬只,豬1.39萬頭,蝦塘養殖693.3 hm2(1.04萬畝)。畜禽、蝦塘養殖及污水排放情況見表2、3。

表2 畜禽養殖及污水排放情況表

表3 蝦塘養殖及污水排放情況表

(3)工業污染源。大塘港雖為飲用水保護區,但流域附近或庫區仍有高污染排放企業,大部分集中在定塘鎮長塘河流域和曉塘鄉九龍江流域,庫區沿岸200 m范圍內有約16家,排水量約236萬m3/a。

(4)旅游業污染源。根據各農家樂的統計,全流域內的旅游接待人數近22萬。農家樂的主要污染物為生活污水,為了節約成本,進行污水池沉淀處理后排放,更多的農家樂則將污水直接排入河道,對庫區水質造成了不良影響。

3.1.2.3 庫區污染物總量分析

污染物在入庫過程中,一般要經過2個階段的降解,首先是在入河過程中,其次是在河道中傳送時。根據上述污染源統計分析,進入大塘港的污染物總量:總磷213.35 t/a,總氮 156.10 t/a,總 COD 755.90 t/a,總氨氮130.33 t/a。

3.2 沿線景觀現狀

為充分發揮沿大塘港地區濱水旅游休閑景區的優勢,帶動地區經濟社會又好又快發展,象山縣政府確立了沿大塘港建設防護林帶的目標,打造“生態休閑”的發展戰略。目前,大塘港兩岸主要為農田、桔園等,缺少統一的規劃,且兩岸堤防坍塌嚴重,雜草叢生,現狀沿岸景觀體系遠不能滿足大塘港“生態戰略”的發展要求。

3.3 存在的問題

3.3.1 庫區污染源分布廣,治理難度大,水質狀況不容樂觀

區域內各種污染物大量進入大塘港,對水質產生了極大的影響,由于量大面廣,治理難度較大。其中,農業面源污染以化肥、農藥及水土流失為主;農村居民、旅游產生的生活污水一般經簡單處理后大部分直接排入河道,兩岸禽畜及蝦塘養殖較多,對水質產生了較大影響;此外,流域內高污染和高排放的生產企業仍然存在,排水口水質距達標要求差距較大。經水質監測統計,大塘港綜合水質評價為Ⅴ類,呈富營養化趨勢,水質狀況不容樂觀。

3.3.2 水庫沿線景觀單一,不能滿足大塘港 “生態戰略”的發展要求

大塘港地處象山縣蟹鉗港—岳井洋區域,是象山縣重要生態保護區,兩岸主要為農田、桔園等,景觀單一,堤防坍塌嚴重,雜草叢生,現狀沿岸景觀體系遠不能滿足大塘港 “生態戰略”的發展要求。

4 治理對策研究[1]

4.1 水庫水環境容量控制

本文所指水環境容量為:在90%水文保證率條件下,大塘港為Ⅱ類水質目標所能承受的最大污染物排放量。采用總體達標水環境容量計算方法,對于湖庫等計算采用公式為:

式中:W為水域的水環境容量,T/d;q為旁側入流流量,m3/s;Cs為研究水域的目標水質濃度,mg/L;V為水域水文條件下的水體體積,m3;K為污染物綜合降解系數,1/d。

根據上述計算方法,大塘港近期水環境容量按照Ⅲ類水質目標計算,遠期水環境容量按照Ⅱ類水質目標計算,結果見表4。

表4 大塘港水環境容量表 t/a

4.2 污染物入庫總量控制

根據研究區域水環境容量計算結果和污染物調查情況確定剩余水環境容量。剩余水環境容量可按下式計算:

式中:W剩余為水域的剩余水環境容量,t/a,當 W剩余為正數時,表明水域還有環境容量。當W剩余為負數時,表明水域已經沒有環境容量,該數值為污染物削減量;W為水域的水環境容量,t/a;W排入量為現狀情況下排入水域污染物量,t/a。

計算結果顯示,大塘港近期為達到Ⅲ類水質目標其污染物削減量TP為203.56 t/a、TN、COD及氨氮環境容量均有剩余;遠期為達到Ⅱ類水質目標其污染物削減量TP為207.98 t/a、TN為24.20 t/a、氨氮為20.56 t/a。

4.3 生活污染源治理對策

(1)農村生活污水治理。生活污染源治理措施主要包括修建生活污水收集和處理系統,并確保正常運行,實現生活污水達標排放,杜絕生活污水直接入河。

(2)農村生活垃圾治理。目前,農村90%以上的生活垃圾已進行集中處理,但由于管理上的欠缺、垃圾運輸壓力大等問題,目前在水庫流域范圍內仍有成堆的生活垃圾,需在規劃期內全部清除。

4.4 農業污染源治理對策

根據已有經驗并結合當地實際情況,主要通過以下措施,加強對農業面源污染的控制。

(1)調整農業產業結構。在保證糧食生產的前提下,著重調整農業產業結構;利用農村特有田園風光,在遠離水庫庫區村莊適度發展生態型休閑農業,實現水庫水資源保護、旅游開發和農村經濟有機結合。

(2)加強化肥施用管理。加強農田養分管理,積極研究推廣配方施肥、平衡施肥等高效施肥技術,根據不同作物不同時間不同土壤的施肥品種和施肥量,調整氮、磷、鉀比例,提高化肥利用率,減少污染。

(3)推廣集水農業技術。實施集水農業技術,變革耕作方式,坡面水系整治和坡改梯,提高水肥利用率,以減少污染。通過輪作、等高耕作、套種、混播、覆蓋耕作、深耕、收割留茬等集水農業技術,建設基本農田,合理利用土地,防止水土流失,實現農業生態良性循環。

4.5 工業污染源治理

全面實施農村工業企業向園區集中,水庫流域范圍內農村各類污染企業必須配套與排放要求相適應的污染防治設施,進一步提高農村工業的治污水平,通過減量化、無害化和資源化,有效削減農村工業污染物的排放量,使農村工業在水庫流域的污染負荷比重不斷下降。治理措施如下:

(1)統籌規劃、精心安排,大塘港流域范圍內的農村工業企業應統一搬遷到鄉鎮工業園區。對于流域范圍內排污較大的工廠,應堅決取締,實行關?；虬徇w,政府給予一定的經濟補償。

(2)大塘港流域生態保護區和生態治理區,禁止新建、擴建與供水設施及保護水源無關的建設項目;水庫流域生態修復區內不得新建、擴建向水體排污的建設項目。

(3)加強對農村工業企業的監督管理,嚴格執行企業污染物達標排放和污染物排放總量控制制度,發展循環經濟,推行清潔生產。

4.6 畜禽養殖污染源治理對策

在規劃期內,對在水庫流域生態治理區、生態保護區內的禽畜養殖場,實行關?；虬徇w;對于水庫流域生態修復區內的禽畜養殖,建設禽畜養殖場廢棄物綜合利用、污染治理等設施。

綜合水庫流域內農村實際情況,因地制宜,積極探索農牧結合方式,通過禽畜排泄物轉化為有機肥、沼氣等途徑,切實提高資源的有效利用,減少環境污染,促進種養業的協調發展。

4.7 旅游業污染源治理對策

隨著大塘港流域范圍內旅游業項目的增加,景點知名度的提高,人類對大塘港流域造成了一定的污染。主要治理措施如下:

(1)禁止開展庫區水面的水上旅游項目。

(2)水庫流域內所有農家樂必須到環保部門補辦環境影響評價手續,新建的必須提前辦理并嚴格執行建設項目“三同時”制度。取締和規范集雨區內無證經營的農家樂。

(3)位于水庫流域范圍內的農家樂,實行全面整改,必須設置污水處理設施,實現污水達標排放;對工作落實不到位或拒不進行限期整改的,堅決取締;在飲用水源一級保護區內禁止經營農家樂。

4.8 河道整治工程

為解決大塘港過村段沿岸污染物局部超標、河道水質惡劣、河床淤積等問題,采取人工濕地及食物鏈生物操縱技術,雙連峙村已建生物復合型人工濕地,面積約4 000 m2;大塘港放養鰱魚60萬尾,鳙魚45萬尾。針對水庫集水區內定塘鎮、新橋鎮、曉塘鄉3個鄉鎮的溪道和河流進行拓寬、清淤、護岸等處理,河道整治長度為92.08 km。

5 結 語

通過水環境治理各項措施的落實,以達到改善水庫水環境、水質達到國家地表水Ⅱ類、規劃范圍內形成良好穩定的生態系統的目標。對大塘港兩岸沿線景觀統一規劃,充分發揮沿大塘港地區濱水休閑景區的優勢,打造 “生態休閑”的大塘港,帶動地區經濟社會又好又快發展。

[1]龔安國.寧波市象山縣大塘港綜合整治與保護規劃 [R].寧波:寧波市水利水電規劃設計研究院,2012.