錢塘江上游水土流失造成的面源污染及防治措施探討——以衢州市為例

朱方旭,翟翠紅

(1.常山縣水土保持科學(xué)試驗(yàn)站,浙江 常山 324200；2.常山綠滿坡水土保持技術(shù)咨詢服務(wù)有限公司,浙江 常山 324200)

錢塘江是浙江的母親河,其源頭有南、北兩源。北源(正源)新安江經(jīng)淳安縣至建德市與蘭江匯合,南源衢江上起衢州市常山港、江山港合流的雙港口,下迄蘭溪市納婺江接蘭江。衢江雖然為南源,但流域面積和年均徑流量均較大,為錢塘江的干流,如果衢江受到嚴(yán)重污染,則下游地區(qū)的飲用水安全將受到威脅。

因此,作為錢塘江的南源,保護(hù)好源頭的一江清水,為下游人民送出優(yōu)質(zhì)的水資源成了衢州地區(qū)的當(dāng)務(wù)之急。當(dāng)前點(diǎn)源排放已經(jīng)得到控制,而面源污染漸漸成為渠道、水庫(kù)以及河道富營(yíng)養(yǎng)化的首要貢獻(xiàn)者,其中因水土流失造成的面源污染占了較大的比重。水土流失不但是面源污染的重要來(lái)源,而且也是面源污染形成的重要載體。過(guò)度的墾殖、不合理的生產(chǎn)建設(shè)、盲目的低丘緩坡開(kāi)發(fā)以及不注重水土保持設(shè)施的保護(hù)都將導(dǎo)致土壤侵蝕、養(yǎng)分流失,從而加劇面源污染。

1 研究區(qū)域概況

衢州市位于浙江省西部,錢塘江上游,金 (華)衢(州)盆地西端,南接福建南平,西連江西上饒、景德鎮(zhèn),北鄰安徽黃山,東與省內(nèi)金華、麗水、杭州3市相交。全市總國(guó)土面積8841.1km2,耕地面積 1405.4km2,園地763.3km2,林地5396.2km2,交通水利用地140.2km2,城鄉(xiāng)建設(shè)用地385.7km2(其中城市用地54.2km2),未利用土地413.9km2(其中水域面積112.2km2)。

衢州市屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),雨量充沛,雨日為124～192d/a,多年平均降雨量1500～2300mm,山區(qū)多于丘陵平原,降雨年內(nèi)分配不均；多年平均年水面蒸發(fā)量為800～1000mm。全市土壤有11個(gè)土類,18個(gè)亞類,50個(gè)土屬,99個(gè)土種,地帶性土壤單一,非地帶性土壤復(fù)雜多樣。丘陵山地的土壤主要是紅壤、黃壤、紫色土、石灰?guī)r土、粗骨土、石質(zhì)土等。

衢州境內(nèi)河流絕大部分屬錢塘江水系,面積達(dá)8332.6km2,屬長(zhǎng)江鄱陽(yáng)湖水系的流域面積515.8km2。錢塘江水系的常山港與江山港在衢州市區(qū)雙港口匯合后稱衢江。境內(nèi)有流域面積50.0km2以上的衢江一級(jí)支流常山港、江山港、烏溪江、廟源等14條,有屬于長(zhǎng)江鄱陽(yáng)湖水系的蘇莊溪、下莊溪等6條。

2 水土流失對(duì)加劇面源污染的相關(guān)研究

水土流失產(chǎn)生的面源污染主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：一方面為自然條件下降雨的沖刷及形成徑流后產(chǎn)生農(nóng)田、林地等的土壤流失；另一方面主要是對(duì)土地的不合理利用,尤其是施肥、農(nóng)業(yè)耕作以及大量的開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)水保設(shè)施的破壞而加劇的土壤侵蝕產(chǎn)生的水土流失。

眾多相關(guān)研究均表明人類活動(dòng)加劇了水土流失,大大提高了污染物進(jìn)入水體的數(shù)量和速度,加劇面源污染。例如,秦皇島的洋河水庫(kù)周邊沒(méi)有工礦企業(yè)形成的點(diǎn)污染源,但是由于水庫(kù)周邊山上林木覆蓋率低,水陸交界帶裸露,庫(kù)內(nèi)幾乎無(wú)大型水生植物,水土流失嚴(yán)重,導(dǎo)致大量營(yíng)養(yǎng)鹽流入水庫(kù),水庫(kù)水體已達(dá)到嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)化[1]。又如,深圳市的清林徑水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化影響的預(yù)測(cè)研究亦表明,水土流失極大增加了水庫(kù)水體營(yíng)養(yǎng)鹽負(fù)荷,從而加速水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化的進(jìn)程[2]。

國(guó)內(nèi)外許多河流、湖泊污染現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)均表明在面源污染中,降水造成的污染是主要因素。坡地地表徑流不可避免地造成水土流失的結(jié)果,農(nóng)業(yè)中肥料的流失大部分因歸于水土流失,最終肥料流失加劇了水體及湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。例如,杭州市余杭區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染對(duì)整個(gè)環(huán)境污染的貢獻(xiàn)已超過(guò)工業(yè)污染[3]。

3 衢州市水土流失及造成面源污染現(xiàn)狀

衢州市屬于水力侵蝕為主的南方丘陵紅壤區(qū),水土流失的類型主要是水力侵蝕,主要分布在南部低山丘陵區(qū),表現(xiàn)形式主要是坡面侵蝕,亦有淺溝侵蝕及小切溝侵蝕。根據(jù)2010年浙江省水土保持公報(bào)成果,衢州市共有水土流失面積940.91km2,占該市國(guó)土面積的10.63%。根據(jù)衢州地區(qū)的污染源調(diào)查COD指標(biāo)面源污染的貢獻(xiàn)率達(dá)到34.0%,氨氮的貢獻(xiàn)率達(dá)到65.8%,氮磷等元素的流失量貢獻(xiàn)率比例則更高,對(duì)于常山、開(kāi)化等工業(yè)企業(yè)較少的源頭縣,面源污染的比例則更大,面源污染中有很大一部分是來(lái)自水土流失。

以開(kāi)化縣為例,該縣水污染的主要因素是工業(yè)污水和農(nóng)業(yè)面源污水。據(jù)環(huán)保部門監(jiān)測(cè),就COD、總氮、總磷而言,農(nóng)村農(nóng)業(yè)面源污染在全縣總體污染負(fù)荷已超過(guò)工業(yè)企業(yè)[4],農(nóng)業(yè)的水土流失問(wèn)題形勢(shì)嚴(yán)峻。通過(guò)對(duì)常山縣的調(diào)查發(fā)現(xiàn),部分農(nóng)村地區(qū)的水塘、小河流已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的污染,如常山縣城的南門溪、內(nèi)河均出現(xiàn)了不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。

在《關(guān)于加強(qiáng)錢塘江流域水資源水環(huán)境保護(hù)與利用的調(diào)研報(bào)告》中更是指出,氨氮、總磷已成為錢塘江流域最主要的超標(biāo)因子,多個(gè)湖庫(kù)水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象,且有日漸變差的趨勢(shì)。衢州市單位面積氮肥和磷肥施肥量高于全國(guó)水平,而我國(guó)的化肥使用密度本身就是全球最高,過(guò)量的化肥使用以及沒(méi)有良好的水土保持措施,造成氨氮、總磷轉(zhuǎn)變成為錢塘江流域最主要的超標(biāo)因子,部分水庫(kù)、內(nèi)河渠道等出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象,對(duì)下游的飲用水安全存在較大的隱患。

造成這些現(xiàn)象的重要原因是,一方面,農(nóng)村地區(qū)產(chǎn)生的生活垃圾、生活廢水等無(wú)法收集處理,直接排放進(jìn)入水體；另一方面,農(nóng)田中化肥等的大量使用以及開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目不注重水土保持工作,造成水土流失使得水體中污染物含量大量增加。特別值得注意的是,因水土流失產(chǎn)生的N、P元素的大量流失所造成的面源污染問(wèn)題沒(méi)有得到足夠的重視。

衢州市的開(kāi)化、常山等地區(qū)作為錢塘江的南源,近幾年對(duì)點(diǎn)源污染嚴(yán)格控制,對(duì)涉及水污染問(wèn)題的重污染項(xiàng)目堅(jiān)決取締,在招商引資上側(cè)重綠色環(huán)保型企業(yè),對(duì)控制源頭地區(qū)的污染排放起到了立竿見(jiàn)影的效果。然后因面源污染問(wèn)題,源頭地區(qū)的部分小流域依然出現(xiàn)了水質(zhì)污染現(xiàn)象,其中一大部分是由于農(nóng)田、經(jīng)果林的大量施肥并且沒(méi)有采取有效的保土、保水、保肥的技術(shù)措施；另一方面由于近期大量的開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的上馬,特別是杭新景高速公路的建設(shè),在常山地區(qū)穿越飲用水源保護(hù)區(qū)芙蓉水庫(kù)庫(kù)區(qū),建設(shè)單位缺乏水土保持意識(shí),在當(dāng)?shù)厮?zhí)法部門的嚴(yán)格執(zhí)法下仍然會(huì)出現(xiàn)表土未按要求剝離及堆放等問(wèn)題,以上問(wèn)題均會(huì)因水土流失而產(chǎn)生新的面源污染。

4 衢州市水土流失形成面源污染的防治措施

水土流失形成的面源污染要采取預(yù)防和治理相結(jié)合的措施,針對(duì)衢州市作為錢塘江源頭地區(qū)的特點(diǎn),采取符合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的有效防治措施,結(jié)合當(dāng)?shù)厮帘３直O(jiān)督執(zhí)法的多年經(jīng)驗(yàn),提出預(yù)防監(jiān)督、源頭控制、生態(tài)修復(fù)相結(jié)合的綜合防治措施。

4.1 預(yù)防監(jiān)督措施

(1)加強(qiáng)水土保持的宣傳力度。加強(qiáng)水土保持的宣傳工作,使企業(yè)在建設(shè)過(guò)程中能自覺(jué)重視水土保持工作,組織業(yè)主進(jìn)行水土保持的專業(yè)教育。政府從政策上大力支持水土保持工作并結(jié)合新農(nóng)村建設(shè),對(duì)農(nóng)村的垃圾進(jìn)行定點(diǎn)收集,防止農(nóng)村建筑垃圾隨意棄入小溪中。

(2)提高水土保持的監(jiān)督執(zhí)法地位。定期與環(huán)保、質(zhì)檢、安監(jiān)、國(guó)土等部門開(kāi)展聯(lián)合執(zhí)法,對(duì)大項(xiàng)目采取政府制定聯(lián)合執(zhí)法的形式,對(duì)中小型項(xiàng)目水保監(jiān)督管理部門可以采取邀請(qǐng)聯(lián)合執(zhí)法的形式,水利部門可以自行或邀請(qǐng)其他部門一起建立水土保持工作協(xié)調(diào)小組,在執(zhí)法過(guò)程中按照 《水土保持法》的要求,建立嚴(yán)格的三同時(shí)制度。

(3)形成水土保持方案與環(huán)評(píng)方案聯(lián)動(dòng)機(jī)制,水土流失在環(huán)境中屬于生態(tài)影響型與污染型雙重因素。根據(jù)環(huán)評(píng)法的要求,對(duì)于需要編制水土保持方案的建設(shè)項(xiàng)目,環(huán)評(píng)批復(fù)前需有水土保持方案的批復(fù)。通過(guò)水保方案的嚴(yán)格編制與審批把關(guān),可以為環(huán)評(píng)的審批提供重要依據(jù)。通過(guò)2個(gè)主管部門的配合,將水土流失造成的面源污染及生態(tài)影響降至最低。

(4)加強(qiáng)水土保持監(jiān)測(cè)。對(duì)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目實(shí)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)制度,加強(qiáng)執(zhí)法監(jiān)督的同時(shí)用水土流失產(chǎn)生的泥沙及氮、磷元素的流失量來(lái)說(shuō)明水土保持工作的重要性,同時(shí)開(kāi)展小流域的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

作為錢塘江的源頭地區(qū),常山縣水保站在日常的監(jiān)督檢查過(guò)程中已經(jīng)采取了上述措施,達(dá)到非常理想的效果。此外,還根據(jù)太湖流域水保監(jiān)測(cè)中心站的要求已經(jīng)開(kāi)始準(zhǔn)備新建馬車溪水土流失小流域控制站,計(jì)劃通過(guò)長(zhǎng)期的小流域監(jiān)測(cè)來(lái)反饋水保監(jiān)督及生態(tài)治理的效果。

4.2 源頭控制措施

衢州地區(qū)水土流失形成面源污染問(wèn)題主要由城市和農(nóng)村地區(qū)2部分組成。通過(guò)采取源頭控制措施,能有效減少水土流失量,從而減少面源污染的產(chǎn)生。

4.2.1 城市水土流失控制

城市水土流失主要體現(xiàn)在建設(shè)活動(dòng)中地貌植被將遭受大面積的毀壞,水保防治措施滯后；建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生大量棄渣、棄土,沒(méi)有很好的采取覆蓋和攔擋措施,造成大量的水土流失。城市水土流失控制措施主要體現(xiàn)在加強(qiáng)執(zhí)法監(jiān)督、增加水保投入2個(gè)方面。以嚴(yán)厲查處違法造成人為水土流失案件為手段,促使開(kāi)發(fā)建設(shè)單位自覺(jué)履行水土保持法所規(guī)定的義務(wù),對(duì)水土保持措施的設(shè)計(jì)要符合衢州地區(qū)的實(shí)際情況,對(duì)于重大項(xiàng)目水保監(jiān)測(cè)監(jiān)理工作要到位。對(duì)于因建設(shè)造成的植被大量破壞問(wèn)題,工程建設(shè)完工后要及時(shí)綠化,在道路、房屋四周空地上栽種林草等植被。政府要加大水保投入,將水土保持費(fèi)切實(shí)用到改善環(huán)境、增加綠化、水土流失治理等上面來(lái)。特別是對(duì)于常山、開(kāi)化2個(gè)山區(qū)縣,開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目涉及的土石方量較大,破壞的水土保持設(shè)施面積也較大,應(yīng)該加強(qiáng)水土保持監(jiān)管。

4.2.2 農(nóng)村水土流失控制

衢州農(nóng)村地區(qū)范圍廣、分布較為分散,給面源污染的防治帶來(lái)了難度,農(nóng)村地區(qū)水土流失對(duì)面源污染的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活建筑垃圾隨意丟棄。農(nóng)村地區(qū)水土流失引起的面源污染控制措施,主要體現(xiàn)在推廣生態(tài)環(huán)保的農(nóng)業(yè)耕作方式以及農(nóng)村垃圾的集中收集這2方面。農(nóng)村中生活垃圾要集中收集,防止對(duì)河流的直接污染,建筑垃圾不可隨意傾倒在河流中,需要集中堆放處理,并且做好建筑垃圾堆放區(qū)的覆土綠化或重新利用等工作。

對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面,化肥、農(nóng)藥的大量使用以及不合理的耕作制度都會(huì)因水土流失而加劇面源污染。要想有效控制土壤侵蝕,必須堅(jiān)持工程、耕作、林草3大措施并舉才能有效。工程措施主要包括梯田、截流溝、蓄水池、地埂等,通過(guò)地形的改變控制水土流失,提高農(nóng)田的蓄水保肥,起到減少面源污染的效果；耕作措施主要是深翻耕地,增加土壤的通氣和蓄滲水性能,減少地表徑流和土壤的沖刷,起到減少農(nóng)業(yè)面源污染；林草措施主要是部分有條件的地區(qū)開(kāi)展退耕還林,森林可有效地使雨水進(jìn)入土壤層,可減少雨水沖蝕所造成的面源污染[5]。

針對(duì)衢州地區(qū)農(nóng)村和城市的特點(diǎn),采取上述合理的水土流失源頭預(yù)防措施,就能起到很好的面源污染控制效果。

4.3 生態(tài)修復(fù)措施

當(dāng)前河道治理中,以防洪為中心,采取截彎取直、鞏固河堤等措施來(lái)提高河流的排洪疏浚能力,這些措施在短時(shí)間之內(nèi)能確保防洪安全,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看卻對(duì)河流的生態(tài)系統(tǒng)造成了較大程度的破壞。原本自然河岸兩邊的生態(tài)系統(tǒng)不復(fù)存在,河流自身的凈化能力大大降低,因此在源頭地區(qū)應(yīng)多采取生態(tài)修復(fù)措施,不但可以提高河流的自凈能力而且可以避免末端治理過(guò)程中的二次污染。通過(guò)結(jié)合當(dāng)前浙江省開(kāi)展的小流域治理工作,在錢塘江上游地區(qū)建議采取生態(tài)護(hù)岸及人工浮島2種切實(shí)可行的生態(tài)修復(fù)措施。

4.3.1 生態(tài)護(hù)岸的建設(shè)

生態(tài)護(hù)岸是在傳統(tǒng)護(hù)岸的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),它不僅重視河道的防洪,同時(shí)也強(qiáng)調(diào)生態(tài)環(huán)保。河道在生態(tài)修復(fù)中宜采用自然材料,如河堤可采用喬、灌、草立體防護(hù)；在河道內(nèi)則可營(yíng)造適宜生物棲息的環(huán)境,在大壩處增設(shè)過(guò)魚(yú)通道等,通過(guò)模擬自然狀態(tài),促進(jìn)自然生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)[6]。

目前在衢州市的常山地區(qū),芳村溪治理工程中已經(jīng)出現(xiàn)了混凝土預(yù)制磚護(hù)岸,該護(hù)岸采用混凝土預(yù)制的六棱形空心磚護(hù)坡,它不僅有一定的抗壓強(qiáng)度,而且有大量的連續(xù)空隙,透水和透氣性均良好,該生態(tài)護(hù)岸的建設(shè)既能保護(hù)堤岸不受侵蝕,又能在空隙中播種灌、草植物,從而促進(jìn)水質(zhì)凈化。其他常見(jiàn)的生態(tài)護(hù)岸還有藤條倒掛式生態(tài)護(hù)岸、岸邊植物定植堤岸防護(hù)措施、石籠護(hù)岸模式、柵欄護(hù)岸模式、木樁—石材復(fù)合型生態(tài)護(hù)岸等。

結(jié)合錢塘江源頭地區(qū)的實(shí)際情況,要改變當(dāng)前河道整治過(guò)程中不關(guān)注生態(tài)建設(shè)而僅以防洪為中心的全硬化形勢(shì)的護(hù)岸模式,應(yīng)針對(duì)河流的規(guī)模、防洪的要求等結(jié)合實(shí)際分段采取原始護(hù)岸、生態(tài)護(hù)岸、漿砌石護(hù)岸等。

4.3.2 人工浮島的建設(shè)

人工浮島技術(shù)是模仿植物自然生長(zhǎng)規(guī)律,在水面上設(shè)置浮體,將一些喜水植物種植于浮體上,利用植物的根部吸附和吸收作用,將水中的氮、磷等污染因子去除,可以有效防止水體的富營(yíng)養(yǎng)化污染[7]。

當(dāng)前作為錢塘江源頭地區(qū)的衢州市,下轄的各縣城內(nèi)河均有不同程度的污染,內(nèi)河的特點(diǎn)是水量大、水體流速較慢,停留時(shí)間長(zhǎng)、受區(qū)域城市污染物干擾較大,容易引起富營(yíng)養(yǎng)化等問(wèn)題。人工浮島技術(shù)施工簡(jiǎn)單、工期相對(duì)較短、對(duì)周圍的環(huán)境影響小、材料費(fèi)及施工費(fèi)均較低,上述優(yōu)點(diǎn)使人工浮島在凈化城市內(nèi)河水質(zhì)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,人工浮島技術(shù)適合于衢州源頭地區(qū)的廣大農(nóng)村地區(qū)的水塘水庫(kù)、城市中的內(nèi)河等景觀水質(zhì)的改善。

目前常山縣城的內(nèi)河已經(jīng)采取了人工浮島技術(shù),取得了非常好的效果,使得縣城的景觀、內(nèi)河的水質(zhì)均得到了提升；衢州市區(qū)的南湖、斗潭河等都在開(kāi)展內(nèi)河水系清淤及生態(tài)水環(huán)境提升工程,通過(guò)設(shè)置生態(tài)浮島、種植水生植物,均取得了良好的效果。

5 結(jié) 語(yǔ)

衢州作為錢塘江的南源,水土保持工作形勢(shì)依然嚴(yán)峻,水土流失對(duì)面源污染的貢獻(xiàn)不容忽視。在今后的水土保持工作中,一方面通過(guò)預(yù)防措施即加強(qiáng)監(jiān)督執(zhí)法工作,加大源頭控制,關(guān)注農(nóng)村地區(qū)水土流失引起的面源污染,從而在源頭上減少水土流失的形成；另一方面通過(guò)末端的生態(tài)治理措施即生態(tài)護(hù)岸的建設(shè)及人工浮島技術(shù)的推廣,通過(guò)2方面的結(jié)合將錢塘江南源衢州地區(qū)的水土保持工作科學(xué)地推進(jìn),為錢塘江的一江清水做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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