太湖地區(qū)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)小流域治理模式探討

張維清　林立清

摘 要

利用生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)治理小流域污染問題模式已經(jīng)得到廣泛的推廣。本文以太湖地區(qū)小流域某入湖河道為例，針對(duì)存在的問題，提出“種養(yǎng)結(jié)合、水陸循環(huán)”的生態(tài)農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)方案，為生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)小流域治理提供模式探討，可供同類工程借鑒。

關(guān)鍵詞

太湖地區(qū);生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè);小流域;治理

中圖分類號(hào)： S181;F327 ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.075

目前小流域河道因?yàn)槿鄙儋Y金維護(hù)和地方政府和群眾的重視，存在著河道堵塞，生態(tài)功能喪失等問題[1]。生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式作為一種小流域河道的治理模式已經(jīng)得到廣泛推廣[2]。太湖作為我國第三大淡水湖泊，水系發(fā)達(dá)，小流域眾多。太湖地區(qū)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速[3]。為進(jìn)一步探討生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式下的小流域治理問題，本文以太湖地區(qū)小流域某河道治理模式為例，總體采用“種養(yǎng)結(jié)合、水陸循環(huán)”的設(shè)計(jì)方案，旨在為生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)小流域治理模式提供參考。

1 生態(tài)農(nóng)業(yè)及其發(fā)展歷程

生態(tài)農(nóng)業(yè)是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果和現(xiàn)代管理手段，因地制宜地設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)整和管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)工程體系，相較于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)能獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益[4]。20世紀(jì)20年代，生態(tài)農(nóng)業(yè)在歐洲興起，30-40年代在瑞士、英國、日本等得到發(fā)展，70年代末東南亞地區(qū)開始研究生態(tài)農(nóng)業(yè)，同時(shí)我國也開始發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，80年代創(chuàng)造了許多具有明顯增產(chǎn)增收效益的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，2016年我國首次提出“積極推廣高效生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式”的一號(hào)文件[5]。

2 方案設(shè)計(jì)

2.1 總體思路

擬治理河流多方面污染負(fù)荷貢獻(xiàn)較大。一方面，河流來水呈輕度污染，在本段疊加水產(chǎn)養(yǎng)殖退水、生活污水和農(nóng)業(yè)面源污染后，水體中氮磷等營養(yǎng)負(fù)荷顯著升高，尤其是區(qū)域水產(chǎn)養(yǎng)殖面積較大，養(yǎng)殖廢水多直接就近入河，嚴(yán)重污染水體，亟須率先開展水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水標(biāo)準(zhǔn)化治理示范工程，探索養(yǎng)殖廢水治理途徑。因此，可重點(diǎn)開展“種養(yǎng)結(jié)合、水陸循環(huán)”工程，清凈源頭水質(zhì)。

2.2 總體設(shè)計(jì)

針對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖污染突出問題，在水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘標(biāo)準(zhǔn)化改造的基礎(chǔ)上，建設(shè)水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水標(biāo)準(zhǔn)化治理工程，發(fā)展連片池塘尾水集中處理的健康養(yǎng)殖方式。在上游北側(cè)2030畝水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)，開展水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水標(biāo)準(zhǔn)化治理試點(diǎn)，同步在水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理區(qū)創(chuàng)建水生蔬菜種植基地，利用水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水培育有機(jī)蔬菜，實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合。

針對(duì)治理河流周邊農(nóng)田徑流和退水污染問題，實(shí)施農(nóng)業(yè)面源氮磷生態(tài)攔截凈化工程。在沿線以村為單位，總體選擇以附近村789畝退漁區(qū)域（其中530畝退漁還田，259畝退漁還濕）和120畝現(xiàn)狀農(nóng)田區(qū)域，在農(nóng)田內(nèi)建設(shè)生態(tài)溝渠攔截氮磷，溝渠匯水進(jìn)入259畝退漁還濕而成的生態(tài)濕地深度凈化，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)尾水循環(huán)灌溉，控制沿河農(nóng)業(yè)面源污染。

針對(duì)區(qū)域秸稈、生態(tài)凈化植物秋季收割物、水產(chǎn)養(yǎng)殖清塘淤泥等農(nóng)業(yè)廢棄物，設(shè)計(jì)實(shí)施農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用工程。采用農(nóng)業(yè)廢棄物生化處理制肥機(jī)對(duì)秸稈和生態(tài)凈化植物進(jìn)行綜合處理（殺菌、發(fā)酵、除臭、濃縮），制成有機(jī)肥還至農(nóng)田;清塘淤泥可用于退漁還田地形平整或堆肥后作為土壤改良劑使用。

3 具體措施

3.1 水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水標(biāo)準(zhǔn)化治理

治理區(qū)域內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖面積達(dá)到8500畝，養(yǎng)殖尾水緩沖凈化段較短，污染貢獻(xiàn)負(fù)荷較大。為保證水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘良好的水環(huán)境，可因地制宜在上游北側(cè)2030畝水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)退漁170畝，用于集中建設(shè)水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水標(biāo)準(zhǔn)化治理工程，改造后養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)養(yǎng)殖水面積1500畝。水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水通過專用生態(tài)排水溝渠導(dǎo)入沉淀+過濾壩+曝氣+水生蔬菜種植基地三級(jí)凈化系統(tǒng)處理。凈化后的養(yǎng)殖尾水達(dá)到設(shè)定水質(zhì)要求后通過進(jìn)水渠回用至養(yǎng)殖塘。養(yǎng)殖尾水凈化過程中產(chǎn)生的藻類、水草、螺類等可作為水產(chǎn)養(yǎng)殖的優(yōu)質(zhì)餌料，水生蔬菜可投入市場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)循環(huán)、達(dá)到氮磷資源化利用的目標(biāo)。

主要建設(shè)內(nèi)容包括：

（1）生態(tài)溝渠：利用養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)原有的排水渠道進(jìn)行加寬和挖深改造。并在渠道內(nèi)種植水生植物，養(yǎng)殖尾水進(jìn)入生態(tài)溝渠后可經(jīng)水生植物的吸收作用對(duì)其進(jìn)行初步氮磷攔截。

（2）沉淀池：針對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中懸浮物和溶解性氮磷濃度較高的主要特征，采用沉淀方式去除大部分剩余餌料和懸浮物。同時(shí)在沉淀池中種植水生植物或設(shè)置水生植物的浮床。

（3）過濾壩：沉淀池和曝氣池之間、曝氣池與水生蔬菜種植基地之間用堤壩分割，并在堤壩間建過濾壩，在壩體中填充大小不一的濾料（細(xì)沙、碎石等），通過過濾壩過濾和吸附作用，進(jìn)一步濾去水體中微型懸浮物顆粒。

（4）曝氣池：在曝氣池中對(duì)養(yǎng)殖廢水進(jìn)行增氧并加入光合細(xì)菌等微生物制劑，通過微生物的分解作用降解污染物。

（5）水生蔬菜種植基地：水生蔬菜種植基地是培育荸薺、茭白、水芹等蔬菜，用水生蔬菜替代常規(guī)水生植物，利用蔬菜的吸收降解作用來達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。蔬菜種植基地內(nèi)設(shè)置高效菌藻共生凈化單元，將溶解態(tài)氮磷轉(zhuǎn)化為顆粒態(tài)。再投放濾食性水生動(dòng)物，通過其對(duì)藻類的捕食和濾食作用去除藻類。蔬菜種植基地靠近曝氣池過濾壩附近50%面積配套種植沉水植物、挺水植物、浮葉植物等各種高效吸收氮磷的水生生物，穩(wěn)定吸收利用水體中的氮磷營養(yǎng)鹽、確?？傮w凈化效果。

3.2 農(nóng)業(yè)面源氮磷生態(tài)攔截凈化

目前治理區(qū)域農(nóng)田徑流和退水損失嚴(yán)重、現(xiàn)有混凝土排水溝渠缺乏氮磷攔截功能。重點(diǎn)針對(duì)退漁區(qū)域構(gòu)建“農(nóng)田+生態(tài)溝渠+濕地”的農(nóng)業(yè)面源治理模式，根據(jù)農(nóng)田布局，建設(shè)排水高效生態(tài)攔截溝渠系統(tǒng)，匯水集中進(jìn)行生態(tài)濕地深度凈化處理、循環(huán)灌溉。

主要建設(shè)內(nèi)容包括：

（1）生態(tài)溝渠：在四周邊界構(gòu)建生態(tài)溝渠系統(tǒng)，在溝渠內(nèi)種植具備一定經(jīng)濟(jì)效益且能高效吸收氮磷的植物，營造高效去污的景觀型生態(tài)溝渠植物群落。針對(duì)農(nóng)田氮磷排放高峰期氮磷污染濃度較高且水量較大的特點(diǎn)，通過在生態(tài)溝渠進(jìn)水端、中游及出水端分段設(shè)置強(qiáng)化凈化攔截過濾裝置等進(jìn)行強(qiáng)化攔截凈化

（2）生態(tài)濕地：因地制宜在農(nóng)田集中區(qū)建設(shè)生態(tài)濕地，將農(nóng)田匯水導(dǎo)入生態(tài)濕地進(jìn)行深度凈化，實(shí)現(xiàn)尾水循環(huán)灌溉。本次工程選擇67畝退漁還濕區(qū)域建設(shè)生態(tài)濕地試點(diǎn)，配套120畝現(xiàn)狀農(nóng)田進(jìn)行農(nóng)田匯水的深度凈化。生態(tài)濕地建設(shè)需結(jié)合周邊農(nóng)業(yè)面源等，選取適宜水生植物，對(duì)農(nóng)田匯水進(jìn)行有效凈化。同時(shí)可通過構(gòu)建健康的植物群落，提高濕地植被群落的豐富度，促進(jìn)生物多樣性的恢復(fù)。

3.3 農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用

秸稈處理問題是稻田廢棄物處理的一個(gè)瓶頸，水產(chǎn)養(yǎng)殖生物凈化區(qū)、生態(tài)濕地等生態(tài)凈化植物的處理也是一大難題，水產(chǎn)養(yǎng)殖清塘將會(huì)產(chǎn)生大量淤泥。針對(duì)秸稈、生態(tài)凈化植物，可進(jìn)行農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用，對(duì)秸稈和生態(tài)凈化植物等進(jìn)行粉碎，按配方配比，采用農(nóng)業(yè)廢棄物生化處理制肥機(jī)進(jìn)行處理（殺菌、發(fā)酵、除臭、濃縮），制成有機(jī)肥還至農(nóng)田。針對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖清塘淤泥，在養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)根據(jù)養(yǎng)殖塘的分布集中設(shè)置淤泥暫存堆肥點(diǎn)，集中清理后在養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)就近暫存，在滿足《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》中污染物濃度限值和衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)的情況下，可用于退漁還田土地平整，或堆肥后用作土壤改良劑，其余情況可用于花卉大棚盆栽培育等。

4 結(jié)語

本文以太湖地區(qū)小流域某入湖河道為典型案例，采用分河段治理，實(shí)現(xiàn)了種養(yǎng)循環(huán)，解決農(nóng)業(yè)面源污染和農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用，探討了生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)小流域治理模式，為同類工程設(shè)計(jì)提供一定的指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

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