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浙江平原河网地区农田排水口监管思路初探

2021-03-24朱俊高小孟陈佳

安徽农学通报 2021年4期

朱俊 高小 孟陈佳

摘 要:随着固定源污染治理的日趋完善,农田面源污染对我国水污染的贡献日益提高。农田排水口作为农业面源向自然水体输入污染的主要连通口,尚未建立监管体系。该文通过对浙江平原河网区域农田排水情况调查和特征分析,探讨将农田排水口纳入监管的必要性、特殊性和难点,提出了农田排水口监管思路,并以长兴县为例进行了监管案例研究,为下一步深化入河排污口管理、农业面源水污染防治等提供参考。

关键词:农田排水口;农业面源;入河排污口监管

中图分类号 S276文献标识码 A文章编号 1007-7731(2021)04-0117-04

Abstract: With the improvement of point source pollution control, the contribution of agricultural non-point source pollution to water is increasing in our country. Farmland drainage outlet is the main outfall of pollution from the agricultural non-point source. However, the systematic supervision system of farmland drainage outlets has not yet established.Through the investigation and characteristic analysis of farmland drainage in the plain river network area of Zhejiang Province, the paper discusses the necessity, particularity and difficulty of incorporating farmland drainage outlets in the supervision. Finally, this paper puts forward some suggestions for the management of farmland drainage outlets,and takes Changxing County as an example for research. The paper provides a reference for the subsequent deepening of the management of sewage outlets into the river and for the prevention and control of agricultural non-point source pollution.

Key words: Farmland drainage outlet; Agricultural non-point source; Supervision of sewage outlet into the river

入河排污口为直接或者通过沟、渠、管道等设施向江河、湖泊(含运河、渠道、水库等水域)排放废污水的口门[1]。入河排污口是陆源污染物进入江河、湖泊等水体的通道和连接点,《中华人民共和国水法》《中华人民共和国水污染防治法》等法律法规政策监管制度明确了入河排污口设置、审批和相关责罚等要求。在入河排污口实际管理工作中,主要对企业生产和城镇生活等点源排污的入河排污口实施监管。农田排水口历来被作为农田水利设施的组成部分之一,更多关注其防洪排涝、灌溉排水等功能,目前尚未纳入现有入河排污口管理范畴。2019年,生态环境部制定《关于落实<长江保护修复攻坚战行动计划>工作方案》(环办水体函[2019]211号),部署了长江入河排污口排查整治工作,将成片农田、养殖坑塘等入河排水口也纳入到排查整治范围。

农田排水因携带大量土壤中淋洗出来的化肥、农药等物质,是部分区域水体污染的主要贡献来源之一[2],其排水水质和水量因种植作物、区域水系、灌溉方式等不同而存在较大差异,在水网密布的平原河网地区更为复杂。已有对于农田排水污染管控的研究,大多关注排水前端灌溉方式优化、排水末端生物处理、排水循环利用等方面[3],而对于农田排水口的监管研究尚属空白。为此,本文从深化浙江省入河排污口管理出发,探讨了农田排水口实施监管的必要性和可行性,以期为后续开展农田排水口管理、深化种植业面源污染控制提供参考。

1 浙江平原河网地区农田排水系统和特征

浙江平原河网包括杭嘉湖平原、宁绍平原、温黄平原和温瑞平原,陆域总面积1.8万km2,海拔高度2.5~5.5m。区域内地势低平,起伏和缓,水量丰富,河网密布,河道密度2.3km/km2,水域面积率7.0%[4]。

1.1 农田排水系统 浙江平原河网地区是浙江主要产粮区,区域内农田水利基础设施建设较為完善,已形成相对完整的灌排系统。杭嘉湖平原河网排水系统可分为“圩区-灌区-农田”3个层级,其他平原河网排水系统由于圩区面积占比较少,主要为“灌区-农田”2个层级。圩区单元以主干河道为界,以闸站作为防洪堤与圩区内的引排水通道,闸站按照是否装有提升泵站分为排灌站和节制闸两种。灌区单元主要为明渠和管道的组合方式,并设有机埠房从河网或沟塘中引水,绕经灌区内农田灌溉后富余水量再排入河网或沟塘。灌区内不同农户的农田形成独立的农田单元,自主设置排水口,与灌排水渠相连。

1.2 农田排水口主要特征

1.2.1 责任主体分散,数量众多 浙江平原河网地区农田种植以散户、小规模种植为主,规模化种植户较少,0.67hm2以下的农户占比为73.7%,0.67~1hm2规模农户约占15%,1.33hm2以上大户占11.3%[5]。可见,农田排水口的主体十分分散,排水口的数量较多,统一管理难度较大。

1.2.2 类型多樣,与排水系统层级相关 圩区单元、灌区单元和农田单元对应不同的排水口数量。圩区单元内农业面源污染汇集入河网后最终通过闸站汇入主干河道。通常,圩区闸站建设较规范,数量相对较少。灌区单元排水口以涵管、明沟等形式连通灌溉渠与河网。农田单元排水口为农田与灌溉渠的连通口,规模较小、数量繁多,也有与沟塘等水体直接相连的情况。

1.2.3 排水规律复杂,影响因素诸多 农田排水主要是对农田中沥水、涝水、退水的清退,排水时间、排水水量、排水水质等受降雨量、地形、灌溉水量、施肥量、土壤、植被等多种因素的影响[6-12],虽有一定的季节分布规律,但年际间仍有一定差别。农田单元因主体众多,排水随机性更大。

1.3 农田排水污染特征 农田排水通常是由降雨或灌溉水富余引起的农田径流,具有时间上随机性和不确定性以及污染的滞后性特征。农田排水常携带污染物运移,降雨量和施肥量是影响氮磷输出的主要因素。研究表明,降雨量与径流量呈显著正相关关系,降雨量越大,农田径流量越大,污染负荷越高[13];田间产污强度和灌水量也呈显著正相关关系[14]。施肥期对农田排水中氮磷浓度影响较大,通常施肥后田面水氮磷浓度显著提升[15,16]。此外,不同类型种植用地排水污染也不同,叶照金等[17]研究表明,虽然径流量与降雨量呈显著正相关,但不同地块农田年径流量存在显著差异,轮作地>旱地>苗木地>休闲地>林地;农田排水中TN、TP等年均浓度均高于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅴ类水标准,不同作物农田径流中氮磷含量也存在差异,旱地、轮作地的污染物浓度高于其他类型。

2 农田排水口监管的必要性、特殊性和主要难点

2.1 必要性 随着工业生产和城镇生活源污染治理的日趋完善,农田面源对于区域水污染贡献占比日益提高。根据第二次全国污染源普查浙江省数据,农业源化学需氧量、氨氮、总氮、总磷排放量分别占水污染物排放总量的14.07%、19.09%、35.04%和65.04%。种植业氨氮、总氮和总磷排放量在农业源中占比分别为71.1%、84.1%和81.5%,已成为浙江省水污染物的主要来源之一。农田排水水质大多处于地表水劣Ⅴ类水质状态[18,19],加剧了周围水体的富营养化。农田排水口作为区域农业面源污染与自然水体连通的媒介,通过对其实施监管将农田排水水质的监测分析作为掌握、验证农业面源前端污染防治措施效果的依据,对于掌握区域农业面源污染总体情况,开展种植业面源污染控制,以及深化浙江省入河排污口管理是十分必要的。

2.2 特殊性 农田排水口作为农田水利设施基本组成部分,对其实施监管既要控制排水,又要控制排污。农田排水口排水根据耕作、排涝等需求为间歇性排放,以及受降雨、灌溉、施肥等多种因素的影响,排水水量、水质、时间等存在诸多不确定性,排水规律复杂,对其监管应区别于常规的入河排污口管理。针对农田排水口主体的特殊性,不应对其实施设置审批等常规监管,而应采取引导合理设置、规范化建设等管理方式,对不同层级的农田排水口实施差别化的管理要求。

2.3 主要难点 农田排水口虽是农业面源污染物与自然水体连通的主要媒介,但长期以来仅作为排水设施管理,并未纳入“排污口”的管理范畴,环境管理层面对其实施监管缺少明确的政策依据,且缺乏农田排水标准和处罚依据。农田排水口量大面广、主体众多,且排水规律特殊,难以统一实施监管,如何有效地识别管控区域及差别化农田排水口管控尚有待探索。行政层面对农田排水口的排水排污监管尚属空白,未部署监管部门、监管制度、监管人员及设施、监管清单等任务,管理基础薄弱,短时期内难以形成监管体系。

3 农田排水口监管思路

3.1 以水环境质量改善需求为核心识别管控区域 浙江平原河网地区不同层级的农田排水口数量庞大,应以区域水环境质量改善需求为核心,基于水域保护要求、水质达标状况、农田面源污染排放现状等,以水环境控制单元为管理单元对农田排水口实施差别化的监管措施。对水质考核断面因农业面源引起超标或不能稳定达标的水环境控制单元,应将农田排水口纳入常规管控;对水质稳定达标的水环境控制单元,可结合地方管理能力或水质持续改善需求,自主选择是否将农田排水口纳入管控。对农田排水口纳入管控的水环境控制单元,可进一步识别重要水域保护区、规模化种植集中区块(大中型灌区、标准农田建设区等)、水土流失区块等,将其作为重点管控区域,实施农田排水口重点管理,管控的其他区域作为一般管控区,实施差别化的分类管控。对重点管控区域应严格规范农田排水口设置,强化农田排水口水质监测管理,倒逼源头污染物减量。

3.2 实施分层级、分时段管理模式 对纳入管控区域的农田排水口,按农田水利设施的不同层级,实施差别化管理。第1层级是圩区单元的闸站排水口,这类排水口建设相对规范,可设置排水口标识,建立排水监测制度,实施排水口备案管理。第2层级是灌区总排水口,鼓励实施规范化建设,设置排口标识,结合灌溉排水、排沥、排涝等情况建立排水监测制度,鼓励实施备案管理。第3层级为规模化种养植农田排水口,农田排水较为集中、水量较大,应纳入监管范围。鼓励对其实施规范化建设,设置排水口标识,按需求建立排水监测制度。第4层级是重点管控区块的散户农田排放口,综合考虑区域水质敏感性、污染排放影响大小等酌情纳入监管。此外,由于农田排水的间歇性、季节性等特点,结合农作物的生长周期、灌溉和区域降水实况等,设定分时段监测制度,减少监管成本,重点强化农作物灌溉、施肥后排水期、强降雨期和控制断面水质超标时期的监管。

3.3 强化配套机制的完善 实施农田排水口监管是以农田排水口监管信息为依据,更好地掌握并指导区域农业面源污染防治。因此,应明确将农田排水口纳入入河排污口监管范畴,制定农田排水标准,完善农业面源污染防治各项配套机制。建立相关部门协调联动管理制度,农业面源污染防治及农田排水口管理涉及的农业农村、水利、生态环境等部门应加强信息沟通、落实部门职责,形成管理合力。通过积极推广绿色种养殖和规模化种植,加强科学施肥、施药以及轮作方式、节水灌溉的引导,从源头减少农田排水排污量;加强农田水利设施建设,实施圩区、灌区、规模化种养殖户农田排水口的规范化建设,开展重点管控区域的农田排水口监测及监管制度;开展农田排水治理设施建设,并进行跟踪监测,以及完善设施运维工作等。

4 农田排水口监管案例研究

4.1 長兴县农田基本情况 长兴县地处长江三角洲杭嘉湖平原,平原河港交织、荡漾密布。2017年,长兴县种植业面积为8537km2,包括农作物、桑园、茶园和果园等作物类型。农作物种植面积占比最高,占种植业面积的81.9%。长兴县种植业以散户为主,种粮大户仅2000户,种植面积占全县粮食作物面积的40%,其余60%种植面积根据测算约有15万散户,数量十分庞大。

长兴县是浙江省小型农田水利重点县,农田水利系统分为圩区-灌区-农田3个层次。有85个圩区单元,设置了342个排涝站和321个节制闸,闸口一般与河道相连;灌区单元由灌、排两用的三面光水渠相连形成,灌区总排水口通常与河道、支流及沟汊相连;农田单元有农户自主设置的与灌排水渠相连的排水口,达到数万量级,主体十分分散。从现有管理基础来看,仅水利部门对圩区单元的闸站排水口设有档案资料管理和汛旱期运行调度管理。

4.2 长兴县农田排水口监管研究 以长兴县合溪、新塘、杨家浦和铁路桥4个“水十条”控制单元水质现状为基础,其中铁路桥断面控制单元包括长兴县泗安镇、林城镇、虹星桥镇、和平镇、吕山乡以及吴兴区杨家埠街道,其水质不能稳定达到Ⅱ类水质目标,且TP、TN受农业面源影响较大,因此将铁路桥断面水环境控制单元(长兴部分)的农田排水口纳入监管,其余控制单元内农田排水口不进行监管。铁路桥断面水环境控制单元(长兴部分)面积为663km2,种植面积544km2,作物类型多样,主要包括稻-麦、蔬菜、花卉苗木、水果和茶叶。考虑将管控区域中的泗安水库灌区、虹星桥灌区和和平水库灌区以及标准化农田等种植集中、排水量大的区域作为重点管控区域,其余作为一般管控区。

对铁路桥断面水环境控制单元(长兴部分)农田排水口实施分级分时段管控。对396个圩区闸站排水口和3个灌区总排水口实施备案管理,排水口进行性规范化建设,建立标识牌,加强汛期强降雨期(6—8月份)及断面超标月份(10—12月份)的排水口监测,可根据单元内部断面水质超标情况再细分区域抽测;对规模化种植农田排水口建议进行规范化建设和排水口标识工作,对施肥期及断面水质超标月份的排水监测进行抽查;对散户农田排水口通常接入三面光渠且数量众多,建议不进行监管。同时,为了更好地管控农田面源污染,建议长兴县完善化肥农药科学施用、农田水利节水灌溉设施及灌溉制度等前端防控手农田排水口虽然是农业面源向自然水体输出水污染物的主要连通口,但因其作为农田水利设施的主导作用、设置主体的特殊性等,并未纳入常规环境监管范畴。鉴于农业污染面源对区域水环境污染的贡献比重、农田排水水质情况等,有必要对农田排水口开展监管,将其作为掌握区域农业面源污染、倒逼农业面源前端污染防治措施实施的有效手段。

5 结语

浙江平原河网地区因其水系密布、农田主体繁多,开展农田排水口监管工作复杂。本文提出浙江平原河网区域实施农田排水口监管应以水环境质量改善需求为核心,识别管控区域,结合区域农田排水口层级划分和排水规律实施分级分时段管理模式,同时强化配套机制的完善,提高农业面源污染防治整体效能,同时也为深化浙江省入河排污口管理工作提供思路。

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(责编:张宏民)