吉林省西部水田開發(fā)造成的地表水污染問題淺析

朱顯梅 吉林省環(huán)境科學(xué)研究院，吉林 長春 130012

吉林省西部水田開發(fā)造成的地表水污染問題淺析

朱顯梅 吉林省環(huán)境科學(xué)研究院，吉林 長春 130012

水田開發(fā)在有效利用土地資源，增加糧食產(chǎn)量，提高農(nóng)民生活質(zhì)量，保障國家糧食安全的同時(shí)，也會帶來一系列環(huán)境問題，尤其是鹽堿化土地進(jìn)行水田開發(fā)活動帶來的影響更為突出。本文以吉林省西部水田松原灌區(qū)為例，針對萬畝水田開發(fā)對區(qū)域地表水環(huán)境質(zhì)量的影響進(jìn)行定性分析，有針對性地提出減緩措施及建議，為吉林省西部松原灌區(qū)進(jìn)行水田開發(fā)的環(huán)境保護(hù)工作提出科學(xué)依據(jù)。

地表水污染；灌區(qū)；水田開發(fā)

1 松原灌區(qū)現(xiàn)狀

松原灌區(qū)是哈達(dá)山水利樞紐工程的主要配套工程，是《吉林省增產(chǎn)百億斤商品糧能力建設(shè)總體規(guī)劃》中9座大型灌區(qū)節(jié)水改造配套工程之一。位于吉林省西部，地處松嫩平原西南側(cè)，東臨第二松花江，南到套浩太及大布蘇鎮(zhèn)，西為霍林河下游，北與查干湖接壤。灌區(qū)控制范圍包括松原市的前郭縣、乾安縣、寧江區(qū)和白城市的大安市部分土地。

松原灌區(qū)為萬畝大型灌區(qū)，分前郭、乾安、大安龍海3個(gè)分灌區(qū)，共12分片。灌區(qū)現(xiàn)有水田、旱田、草原、飼料地等。水田灌溉區(qū)主要布置在鹽堿化耕地及未開墾的鹽堿荒地分布較集中的區(qū)域。

前郭分灌區(qū)在區(qū)片上分布有前郭片、紅星片、戎字片。乾安分灌區(qū)位于前郭灌區(qū)以西、查干湖以南的霍林河下游，包括有字片、水字片、余字片、洪字片、安字片、大布蘇片。龍海分灌區(qū)位于道字泡以北、霍林河下游左、右岸，只有一個(gè)龍海片。

松原灌區(qū)以第二松花江為灌溉水源，由新建哈達(dá)山水利樞紐工程擋水壩抬高第二松花江水位，使江水經(jīng)輸水總干渠自流入花敖泡、道子泡。其中前郭灌區(qū)大部分面積為直接供水灌溉，小部分面積為抽水灌溉，乾安灌區(qū)和大安龍海灌區(qū)利用有字泡、花敖泡、道字泡的調(diào)蓄作用，通過修建泵站提水灌溉。

鑒于松原灌區(qū)緊鄰的查干湖為國家級自然保護(hù)區(qū)，區(qū)域生態(tài)環(huán)境敏感，因此需要選取灌區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的天然泡沼作為水田灌溉回歸水的承泄區(qū)，以避免高鹽分回歸水直接排入查干湖帶來生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)松原灌區(qū)各分片區(qū)的布置、周邊區(qū)域泡沼的位置及容量，在松原灌區(qū)規(guī)劃階段，共選取了14個(gè)泡沼或濕地作為水田回歸水排水承泄區(qū)。

2 區(qū)域地表水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀

2.1 查干湖水質(zhì)現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查，查干湖水體目前污染比較嚴(yán)重，其綜合功能類別為V類水質(zhì)。其中TN平均值達(dá)到IV類標(biāo)準(zhǔn)，TP平均值達(dá)到V類標(biāo)準(zhǔn)，水體已呈現(xiàn)富營養(yǎng)化趨勢；另外，全湖中CODMn含量也較高，其平均值達(dá)到V類標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 第二松花江水質(zhì)現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查，第二松花江目前水質(zhì)較好，僅COD在松原下、石橋斷面超《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)III類標(biāo)準(zhǔn)。分析其原因可能是前郭灌區(qū)回歸水排入第二松花江，同時(shí)接納沿程少量的生活污水與生產(chǎn)廢水。

接納的前郭灌區(qū)回歸水中礦化度較高，但由于第二松花江流量大，其稀釋能力較強(qiáng)，因此河流中礦化度不是很高。河流中SO42-、Cl-、NO3-、Na＋四項(xiàng)指符合生活飲用水水源地和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，其中Na+濃度明顯低于200mg/L生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)值，有較大的環(huán)境容量。

氨氮、硝酸鹽氮、COD等3項(xiàng)污染物濃度從上游到下游均呈上升趨勢，分析其原因，可能是松原市內(nèi)生活污水及生產(chǎn)廢水排入到第二松花江，使其有機(jī)污染物與氨氮、硝酸鹽氮濃度升高。同時(shí)Na+、SS、Cl-、HCO3

-4項(xiàng)指標(biāo)也呈上升趨勢，其原因可能是前郭灌區(qū)回歸水排入，前郭灌區(qū)回歸水中含有較大的鹽分，因此松原下與石橋斷面離子濃度高于松原上斷面。

3 松原灌區(qū)水田回歸水中鹽分污染物濃度

根據(jù)大安和前郭灌區(qū)內(nèi)實(shí)驗(yàn)田多年種稻脫鹽試驗(yàn)結(jié)果，其平均可溶鹽類的釋放系數(shù)在0.25～0.15之間，且在開發(fā)初始階段鹽釋放濃度較高。對新開發(fā)水田，第一年對鹽分的洗脫作用比較明顯，洗脫率較高，而后對鹽分的洗脫率呈下降趨勢。東北地理所孫廣友研究員對松嫩平原大安古河道強(qiáng)度鹽堿土種稻脫鹽試驗(yàn)表明，含堿斑的重度鹽化草甸土種稻脫鹽效果比較明顯，第一年鹽分洗脫率達(dá)到50%以上，第二年洗脫率開始降低?？紤]到本研究區(qū)鹽堿化土地面積及程度均較大，特別是大安龍海片區(qū)，基本均為中、重度鹽化水平，因此，本文考慮灌溉回歸水對承泄區(qū)最不利的影響，確定鹽分洗脫率第一年為25%，而后逐年均為20%。即水田開發(fā)第1年，鹽分離子釋放系數(shù)取0.25，即25%鹽分離子淋洗出來進(jìn)入回歸水，以后逐年排鹽量約為剩余鹽量的20%。

4 地表水水質(zhì)保護(hù)措施

4.1 合理設(shè)置水田灌溉回歸水承泄區(qū)

1）鑒于松原灌區(qū)緊鄰的查干湖為國家級自然保護(hù)區(qū)，區(qū)域生態(tài)環(huán)境敏感，本次灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中要嚴(yán)格按國家有關(guān)部門的要求設(shè)計(jì)回歸水去向及承泄區(qū)，在松原灌區(qū)規(guī)劃階段，共選擇了14個(gè)泡沼和大面積濕地作為承泄區(qū)。

2）松原灌區(qū)內(nèi)泡田洗堿回歸水中含鹽堿量較大且全鹽量較高的，泡田洗堿排出的回歸水必須排入泡沼中，不直接排入霍林河河谷濕地承泄區(qū)。

3）有的濕地承泄區(qū)在承泄回歸水第3年及第5年有回歸水外排，如果承泄區(qū)蘆葦濕地的凈化能力有限，累積的鹽分溶解在濕地內(nèi)的水中，而使經(jīng)濕地外排的水中鹽分離子濃度會高于水田直接外排回歸水。因此，在有多余回歸水外排的年份，考慮可將滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求的灌溉回歸水不經(jīng)過承泄泡沼而直接排到查干湖中。

4）有的承泄區(qū)承泄能力很小，灌溉回歸水排入后，在第1年即會有回歸水外排至查干湖，由于蘆葦濕地凈化能力有限，排入查干湖的回歸水濃度與水田直接排出的回歸水濃度相差不大。Na+濃度高于200mg/L的控制標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時(shí)也高于查干泡中現(xiàn)狀水質(zhì)監(jiān)測的Na+濃度值，雖然這部分外排回歸水量很小，但由于鹽分離子濃度較高，排入查干湖中，將會使排放口附近的查干湖局部水域鹽分離子濃度升高，對查干湖局部水域水質(zhì)帶來一定的影響。因此需要重新選擇合適的承泄區(qū)接納這部分回歸水，以避免超標(biāo)排放的多余回歸水對查干湖的影響。

4.2 回歸水承泄區(qū)濕地處理系統(tǒng)的構(gòu)建

回歸水排入承泄區(qū)后，如不經(jīng)過蘆葦濕地凈化作用，則會造成鹽分離子大量累積，在發(fā)生洪水時(shí)，會對區(qū)域水環(huán)境存在污染風(fēng)險(xiǎn)。因此需要在承泄區(qū)內(nèi)恢復(fù)及構(gòu)筑蘆葦濕地。

1）天然濕地恢復(fù)

水田回歸水排入的14個(gè)泡沼，均能恢復(fù)濕地和明顯增加濕地面積，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在有水源保障的情況下，經(jīng)1～3年后，蘆葦濕地面積可達(dá)到泡沼面積的40%。

另外，灌區(qū)內(nèi)仍有許多未選作承泄區(qū)的小泡沼，由于多年干旱基本干涸，且容積很小，不能作為承泄區(qū)，但回歸水可以排入，恢復(fù)泡沼內(nèi)的蘆葦植被，使鹽沼濕地成為具有凈化功能的湖泊濕地，如鳴字泡、五連泡等。

2）恢復(fù)和構(gòu)筑濕地處理系統(tǒng)

①充分利用泡沼自然恢復(fù)外，須在霍林河河口構(gòu)筑大面積濕地。北側(cè)利用大安灌區(qū)的葦田堤防，南側(cè)從有字泡到徐新屯有二級臺地圍限，形成蘆葦濕地處理系統(tǒng)的天然屏障。從徐新屯南互助村到后盈子村處需設(shè)一處圍堤，防止?jié)竦貎?nèi)的水外溢。圍堤長5. 23km，堤高2.2m，堤頂寬2m，邊坡1：2。

②在回歸水排入新廟泡的總排口一帶規(guī)劃建設(shè)人工蘆葦濕地凈化處理系統(tǒng)，這一帶目前已經(jīng)有大片蘆葦生長，經(jīng)必要的改造后，可滿足新增回歸水凈化處理需要，減輕對新廟泡水體的不利影響，有利于查干湖濕地生態(tài)環(huán)境的改善。

③在各排水干渠道內(nèi)種植蘆葦，進(jìn)一步凈化回歸水。

④為保證蘆葦正常生長，要控制濕地內(nèi)的水位高度，在蘆葦生長萌發(fā)期，水深應(yīng)控制在0.5m以下，正常生長期要控制在1.0m以下。

4.3 排入查干湖水田回歸水鹽分離子控制標(biāo)準(zhǔn)的建議

鑒于目前國家及地方污染物排放標(biāo)準(zhǔn)以及GB11607-89《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中均未規(guī)定鹽分離子污染控制或質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，僅在GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的補(bǔ)充項(xiàng)飲用水水源地標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了Cl-、的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，而在《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定了Na＋的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值。因此建議，無論是經(jīng)承泄區(qū)凈化后還是直接排入查干湖中的水田回歸水中Cl-、、Na＋的濃度應(yīng)分別滿足上述兩標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的限值，以免對查干湖水質(zhì)及其生態(tài)環(huán)境功能帶來影響。由于鹽分無水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，建議排入查干湖和新廟泡的回歸水，其全鹽量原則上不超過新廟泡和查干湖中現(xiàn)有濃度。

[1]周維博，李佩成.我國農(nóng)田灌溉的水環(huán)

境問題[J].水科學(xué)進(jìn)展,2001.9第A卷(第3期)

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.20.007