杞麓湖湖濱帶農(nóng)田排澇區(qū)農(nóng)田排水入湖污染負(fù)荷研究

張軍莉，趙 磊，趙琳娜，譚志衛(wèi)，王俊松，李轉(zhuǎn)壽

(1.云南省環(huán)境科學(xué)研究院，云南昆明650034;2.通?？h環(huán)境保護(hù)局，云南通海652700)

杞麓湖流域位于云南省通?？h境內(nèi)，地理位置東經(jīng)102°33'48″～102°52'36″，北緯 24°4'36″～24°14'21″。湖泊略呈北東南西向的矩形狀，東西長約10.4km，南北平均寬約3.5km，湖岸線全長約32km，最大水深6.8m，平均水深4m，全湖自西向東逐漸加深。杞麓湖湖盆呈現(xiàn)一定程度的懸湖狀態(tài)，湖泊無明顯出流口，為一封閉型高原淺水湖泊，唯一泄水通道為湖東南面的岳家營落水洞巖溶裂隙，泄洪至華寧王馬龍?zhí)冻雎逗髿w曲江，屬珠江流域西江水系。

由于早年缺乏科學(xué)的管理，圍湖造田、移山填湖、修建硬質(zhì)堤岸等錯(cuò)誤決策致使流域西部、南部平壩區(qū)的部分圍海造田新增的耕地低于湖泊正常水位，由于該片區(qū)主要土地利用類型為耕地，為杞麓湖流域主要的蔬菜生產(chǎn)地，農(nóng)田精耕細(xì)作，然而農(nóng)田排水無法自流進(jìn)入湖泊，必須通過排澇站人為抽水排澇。本研究旨在通過現(xiàn)場調(diào)查和監(jiān)測，核算湖濱帶農(nóng)田排水入湖的污染負(fù)荷。

1 內(nèi)容及方法

1.1 研究范圍

湖濱農(nóng)業(yè)排澇區(qū)主要分布在杞麓湖西南岸湖濱帶區(qū)域，面積 24.03km2，約占流域總面積的9.5%。片區(qū)內(nèi)多為早年圍湖造田形成的耕地，范圍涉及沿湖十街村委會(huì)、大營村委會(huì)、龔楊村委會(huì)、金山村委會(huì)、長河村委會(huì)、六一村委會(huì)、大樹村委會(huì)、萬家村委會(huì)、黃龍村委會(huì)、云龍村委會(huì)、楊廣村委會(huì)等11個(gè)村委會(huì)。片區(qū)土地利用現(xiàn)狀類型絕大部分為耕地，以蔬菜種植為主。片區(qū)耕地海拔低于杞麓湖湖面海拔。

1.2 研究內(nèi)容

對研究范圍內(nèi)的抽水排澇站分布和運(yùn)行狀況進(jìn)行調(diào)查，在此基礎(chǔ)上，選擇有代表性的抽水排澇站作為水質(zhì)調(diào)查的重點(diǎn)對象，在旱季和雨季分別采集水樣，以實(shí)測水質(zhì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)核算片區(qū)主要污染物的入湖污染負(fù)荷。

1.3 研究方法

由于排澇區(qū)泵站抽排水具有很大的隨機(jī)性，與灌溉情況、降雨情況密切相關(guān)，本研究根據(jù)區(qū)域泵站抽排水狀況，采用如下方法對區(qū)域入湖污染負(fù)荷進(jìn)行調(diào)查核算。

抽排水水量調(diào)查:對每個(gè)泵站的抽排水情況進(jìn)行詳細(xì)記錄，掌握抽排水水量。

抽排水水質(zhì)調(diào)查:泵站抽排水主要包括2類，一是非降雨?duì)顩r下的灌溉排水，二是降雨?duì)顩r下的降雨徑流，對這2類廢水分別進(jìn)行采樣分析。泵站排水的水質(zhì)分析根據(jù)排水的時(shí)段不同，分為旱季排水的采樣和雨季排水的采樣。本研究選擇了5個(gè)代表性泵站進(jìn)行水樣采集，分別為:龔楊紅旗河抽排水站、黃龍二組排澇站、龔楊楊家咀排澇站、六一牛角壩排澇站和萬家排澇站。

2 調(diào)查及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 泵站分布和運(yùn)行狀況調(diào)查

泵站調(diào)查的重點(diǎn)對象為直接從杞麓湖抽水或者直接排水進(jìn)入杞麓湖泵站的數(shù)量和分布。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在研究范圍內(nèi)從杞麓湖抽水和排水進(jìn)入杞麓湖的泵站共計(jì)50個(gè)，其中，抽水灌溉泵站共計(jì)19個(gè) (僅具有抽水功能的泵站)，沿湖僅有排澇功能的泵站23個(gè)，還有8個(gè)具有抽水和排澇功能的泵站。以上泵站中，有3個(gè)是通海縣水利局直接管理的抽水站，分別為落水洞抽水站、沙溝咀抽水站和螞蝗壩抽水站，其余泵站大多為上世紀(jì)所建的泵站，現(xiàn)大多分屬村委會(huì)所有，村委會(huì)派專人進(jìn)行管理。

在現(xiàn)場的調(diào)查中了解到，除了縣管的抽水站及少數(shù)由村委會(huì)管理的泵站有抽排水的記錄外，其余大部分泵站無抽排水的記錄，難以準(zhǔn)確地對湖濱農(nóng)業(yè)排澇區(qū)的抽排水量進(jìn)行核算，因此，為較準(zhǔn)確地對區(qū)域內(nèi)的農(nóng)業(yè)抽排水量進(jìn)行準(zhǔn)確的核算，本調(diào)查采取了與無抽排水記錄泵站的管理人員進(jìn)行合作的方式，請泵站的管理人員從接受調(diào)查日連續(xù)12個(gè)月詳細(xì)記錄泵站的運(yùn)行情況，根據(jù)泵站的運(yùn)行情況核算泵站在研究期間內(nèi)的抽排水量。

自調(diào)查始至結(jié)束，共收回和得到32個(gè)抽排水泵站的泵站運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)。在統(tǒng)計(jì)過程中，選取其中的9個(gè)抽排水泵站 (記錄結(jié)果較為完整和全面的泵站)作為本次泵站調(diào)查的重點(diǎn)研究對象，分別為:黃龍村委會(huì)黃龍大隊(duì)排澇站、大樹營 (趙家溝)底壩抽排澇站、六一牛角壩排灌站、二街海埂排澇站、龔楊紅旗河抽排澇站、龔楊楊家咀排澇站、龔楊四社抽水站、十街工農(nóng)抽水站、二街底壩抽水站，該9個(gè)泵站分布在湖濱農(nóng)業(yè)排澇區(qū)的范圍內(nèi)，其中有3個(gè)泵站僅具抽水功能的泵站、有4個(gè)泵站僅具排澇功能的泵站，還有2個(gè)泵站為抽水和排澇功能都有的泵站，能完全代表該片區(qū)內(nèi)所有泵站的類型，且該9個(gè)泵站均勻分布在湖濱農(nóng)業(yè)排澇區(qū)范圍內(nèi)，根據(jù)該9個(gè)泵站的詳細(xì)記錄計(jì)算每個(gè)泵站的抽水或者排水量，并由現(xiàn)場調(diào)查結(jié)合GIS技術(shù)確定該9個(gè)泵站服務(wù)的面積范圍，進(jìn)而核算湖濱農(nóng)業(yè)排澇區(qū)范圍內(nèi)耕地的單位面積年抽排水量。

在對典型泵站抽排水量統(tǒng)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上，農(nóng)業(yè)排澇區(qū)單位面積的抽排水量結(jié)果為，單位面積的抽水量為 0.64～5.78m3/m2·a，平均值為2.13m3/m2·a，單位面積的排水量為 0.76～2.81m3/m2·a，平均值為0.96m3/m2·a。從統(tǒng)計(jì)的結(jié)果看，位于不同位置的泵站及其服務(wù)范圍內(nèi)的耕地，由于地理位置的不同、土壤性質(zhì)的不同，其抽排水量存在一定的差異。

根據(jù)上述結(jié)果核算，湖濱農(nóng)業(yè)排澇區(qū)范圍24.03km2，湖濱農(nóng)業(yè)排澇區(qū)在項(xiàng)目研究期間的泵站抽水量為:51298791m3/a，泵站排水量為:23444112 m3/a。

2.2 農(nóng)業(yè)排澇區(qū)農(nóng)田排水水質(zhì)狀況調(diào)查

項(xiàng)目研究中，農(nóng)業(yè)排澇區(qū)農(nóng)田排水水質(zhì)通過在調(diào)查的泵站中選取其中5個(gè)泵站分別在旱季和雨季采樣分析排水水質(zhì)狀況。自2009年9月至2010年8月底，共采集旱季水樣40個(gè)，雨季采集4場降雨，10個(gè)水樣。

雨季排澇的過程與降雨量密切相關(guān)，但由于湖濱農(nóng)業(yè)排澇區(qū)旱季抽排水頻繁，旱季和雨季排水的主要污染物濃度差別不大。根據(jù)泵站水質(zhì)采樣實(shí)測結(jié)果，各主要污染物的濃度算術(shù)平均值分別為:TN:17.63mg/L，TP:0.46 mg/L，CODCr:55.69 mg/L。

2.3 農(nóng)田排水中入湖污染負(fù)荷

湖濱農(nóng)業(yè)排澇區(qū)農(nóng)業(yè)排水入湖污染負(fù)荷量由泵站排水量與主要污染物濃度乘積計(jì)算得，TN:413.32t/a，TP:10.78t/a，CODCr:1305.60t/a。

3 結(jié)論

(1)湖泊西南部區(qū)域?yàn)榱饔騼?nèi)主要的蔬菜主產(chǎn)區(qū)，特別是湖濱帶農(nóng)業(yè)排澇區(qū)的農(nóng)田排水直接通過泵站抽入湖泊，該片區(qū)面積為全流域面積的6.78%。

(2)研究區(qū)主要污染物入湖污染負(fù)荷為:TN:413.32t/a，TP:10.78t/a，CODCr:1305.60t/a。區(qū)域內(nèi)單位面積的入湖污染負(fù)荷強(qiáng)度達(dá)到TN:17.20t/km2、TP:0.45 t/km2、CODCr:54.33 t/km2，處于較高的水平。

(3)在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，杞麓湖湖周的村莊大多與湖濱農(nóng)業(yè)排澇區(qū)緊密相連，因此，村莊的生活污水等未經(jīng)收集處理的部分同樣匯入到湖濱農(nóng)業(yè)排澇區(qū)內(nèi)，通過泵站抽入湖泊中，因此，該片區(qū)的污染負(fù)荷也包含了部分湖周村莊的生活污水等污染物。

［1］洪華生，黃金良，曹文志.九龍江流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染機(jī)理與控制研究［M］.北京:科學(xué)出版社，2008.

［2］黎尚豪，俞敏娟，李光正，等.云南高原湖泊調(diào)查［J］.海洋與湖沼，1963，5(2):87－114.

［3］李恒.云南高原湖泊水生植被的研究 ［J］.云南植物研究，1980，2(2):113－141.