三峽庫區(qū)及上游流域農(nóng)村面源污染控制技術(shù)與工程示范

謝德體

（西南大學(xué)，重慶 400715）

三峽水庫是我國超大型水庫，175 m水位正常運(yùn)行后具有393億m3的庫容量，是我國的淡水資源戰(zhàn)略儲備庫。近年來，三峽庫區(qū)及上游農(nóng)村面源污染問題日益突出，對三峽庫區(qū)水環(huán)境安全形成了嚴(yán)重威脅［1］。本文從三峽水庫入庫污染負(fù)荷減量控制的基本需求出發(fā)，針對湖泊型深水水庫的人工反季節(jié)調(diào)蓄特性，揭示三峽庫區(qū)及上游地區(qū)流域面源入庫污染負(fù)荷的關(guān)鍵影響因素，形成三峽庫區(qū)及上游流域面源污染控制的關(guān)鍵技術(shù)體系。通過技術(shù)措施的實(shí)施，整體提升三峽庫區(qū)及上游流域農(nóng)村面源污染綜合防治技術(shù)能力和環(huán)境管理水平，為三峽水庫水環(huán)境綜合整治提供經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)支撐。在此背景下，針對三峽庫區(qū)及上游流域水土流失嚴(yán)重、面源入庫污染負(fù)荷高的問題，筆者所在課題組以入庫污染負(fù)荷減量和改善庫區(qū)水質(zhì)為目標(biāo)，重點(diǎn)開展了庫區(qū)及上游面源污染源解析、負(fù)荷減量技術(shù)集成與綜合防控對策、庫區(qū)上游川中丘陵—平原區(qū)農(nóng)村面源綜污染綜合防治技術(shù)研究與集成示范、庫區(qū)周邊丘陵農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)村面源綜污染綜合防治技術(shù)研究與集成示范、消落帶生態(tài)構(gòu)建及流域面源污染阻隔技術(shù)研究與集成示范以及基于種養(yǎng)平衡的庫區(qū)上游流域農(nóng)業(yè)面源污染阻控技術(shù)研究與集成示范五方面工作。

1 三峽庫區(qū)及上游流域農(nóng)村面源污染控制技術(shù)研究成果

通過關(guān)鍵技術(shù)突破、集成創(chuàng)新與綜合示范，筆者所在課題組研發(fā)了“三峽庫區(qū)及上游流域輪作農(nóng)田（地）、柑橘園面源污染防控技術(shù)”等4類19項(xiàng)面源污染控制關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)了“庫周丘陵農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)村面源污染綜合防治示范工程”等3項(xiàng)示范工程，發(fā)表論文100余篇，獲國家發(fā)明專利授權(quán)20余項(xiàng)。

1.1 三峽庫區(qū)及上游流域生態(tài)養(yǎng)殖（養(yǎng)豬）種養(yǎng)循環(huán)技術(shù)與模式

以“適度規(guī)模—種養(yǎng)結(jié)合—土地消納—糞污資源化利用”為核心，進(jìn)行三峽庫區(qū)及上游生態(tài)養(yǎng)殖（養(yǎng)豬）種養(yǎng)循環(huán)技術(shù)與模式的研發(fā)與集成。針對三峽庫區(qū)及其上游養(yǎng)殖糞污污染嚴(yán)重的問題，形成了三峽庫區(qū)規(guī)?；韵乱苿?dòng)式生態(tài)養(yǎng)殖（養(yǎng)豬）技術(shù)與模式、三峽庫區(qū)規(guī)?；陨仙鷳B(tài)養(yǎng)殖（養(yǎng)豬）種養(yǎng)循環(huán)技術(shù)與模式、庫區(qū)上游流域生豬養(yǎng)殖糞污低污染排放及資源化利用技術(shù)與模式3套生態(tài)養(yǎng)殖（養(yǎng)豬）種養(yǎng)循環(huán)技術(shù)與模式，以及配套的帶墊層的養(yǎng)殖發(fā)酵床技術(shù)和循環(huán)管網(wǎng)沼液使用技術(shù)2項(xiàng)核心技術(shù)，為三峽庫區(qū)及上游流域農(nóng)村養(yǎng)殖污染防控提供技術(shù)支撐。

1.2 三峽庫區(qū)及上游流域輪作農(nóng)田（地）、柑橘園面源污染防控技術(shù)

以“源頭減量、徑流調(diào)控與氮磷流失阻控”為核心，進(jìn)行三峽庫區(qū)水稻—榨菜輪作水田、玉米—榨菜輪作旱坡地、優(yōu)質(zhì)柑橘園和庫區(qū)上游流域水稻—油菜輪作水田、玉米—油菜輪作旱坡地面源污染防控技術(shù)的研發(fā)與集成。針對三峽庫區(qū)及上游流域輪作農(nóng)田（地）及柑橘園氮、磷流失特征，研發(fā)集成三峽庫區(qū)糧菜輪作旱坡地面源污染防控技術(shù)、三峽庫區(qū)稻菜輪作水田面源污染防控技術(shù)、三峽庫區(qū)優(yōu)質(zhì)柑橘園秸稈還園大球蓋菇套種栽培利用面源污染防控技術(shù)、丘陵山地4DAgro四維農(nóng)田面源營養(yǎng)遷移累計(jì)監(jiān)測模擬技術(shù)、三峽庫區(qū)農(nóng)田面源污染控制的P指數(shù)施肥技術(shù)、庫區(qū)上游旱作坡地水土及氮磷養(yǎng)分流失阻控集成技術(shù)以及庫區(qū)上游水田氮磷流失阻控技術(shù)7項(xiàng)核心技術(shù)，為三峽庫區(qū)及上游流域輪作農(nóng)田（地）、柑橘園面源污染防控提供技術(shù)支撐。

1.3 三峽庫區(qū)及上游小流域農(nóng)村面源污染防控技術(shù)

以“景觀優(yōu)化配置—污染物低能耗處理—多級攔截消納”為核心，進(jìn)行三峽庫區(qū)及上游小流域農(nóng)村面源污染防控技術(shù)的研發(fā)與集成。針對三峽庫區(qū)及其上游小流域氮、磷排放特征，研發(fā)集成三峽庫區(qū)小流域水田生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建技術(shù)、三峽庫區(qū)小流域“農(nóng)—?！鄙鷳B(tài)保育模式、農(nóng)村戶用生活污水處理技術(shù)與裝置、農(nóng)村戶用生活垃圾發(fā)酵技術(shù)與裝置、蚯蚓生物處理污泥、畜禽糞污及農(nóng)業(yè)廢棄物技術(shù)以及可凈化面源污染的消落帶梯級人工濕地構(gòu)建技術(shù)6項(xiàng)核心技術(shù)，為三峽庫區(qū)及上游小流域農(nóng)村面源污染防控提供技術(shù)支撐。

1.4 三峽庫區(qū)及上游流域山地丘陵耕作田塊修筑技術(shù)

以“徑流調(diào)控、氮磷流失阻控和耕地質(zhì)量提升”為核心，制定了三峽庫區(qū)及上游流域丘陵山地耕作田塊修筑技術(shù)實(shí)施原則、目標(biāo)、內(nèi)容及技術(shù)要點(diǎn)等。結(jié)合三峽庫區(qū)及其上游流域地形地貌特征，采用坡度與最小耕作單元法對耕作田塊修筑工程區(qū)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，不同修筑工程區(qū)對應(yīng)不同的耕作田塊修筑類型。耕作田塊修筑帶動(dòng)了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與適度規(guī)模經(jīng)營的發(fā)展，隨著資金的引入帶動(dòng)耕作技術(shù)和施肥技術(shù)的不斷提高，其化肥、農(nóng)藥的投入量將顯著降低，從根本上減少化肥、農(nóng)藥等污染物的投入。

2 三峽庫區(qū)及上游流域農(nóng)村面源污染控制技術(shù)示范應(yīng)用效果

研發(fā)集成的庫周丘陵農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)村面源污染立體防控綜合技術(shù)體系，針對庫周丘陵農(nóng)業(yè)區(qū)地形地貌特點(diǎn)、土地利用方式以及典型種植模式，以小流域?yàn)閱卧?，系統(tǒng)將農(nóng)村居民點(diǎn)（分散型）—旱坡地和柑橘園—水田—消落帶多重?cái)r截與消納農(nóng)村面源污染物耦合應(yīng)用，構(gòu)建高效農(nóng)村面源污染防控模式，形成適合庫周丘陵農(nóng)業(yè)區(qū)種植特點(diǎn)以及農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢的農(nóng)業(yè)面源污染立體防控綜合技術(shù)體系［2］。通過“庫周丘陵農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)村面源污染綜合防治示范工程”的示范、應(yīng)用與推廣，核心示范區(qū)累計(jì)2 359 hm2，技術(shù)示范區(qū)累計(jì)18 870 hm2，技術(shù)輻射區(qū)累計(jì)45 280 hm2，三區(qū)累計(jì)66 509 hm2。示范區(qū)4 a累計(jì)減少化學(xué)氮肥（純氮）使用10 373.86 t，化學(xué)磷肥（五氧化二磷）使用4 121.54 t，節(jié)約肥料投入6 003.40萬元，化肥利用率提高了5.6%；消納作物秸稈33 705.00 t，畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用達(dá)到84%；示范區(qū)氮磷減排分別為3 073.92 t和83.70 t（以純氮和五氧化二磷計(jì)）。該技術(shù)體系在削減氮肥、磷肥投入的基礎(chǔ)上保證穩(wěn)產(chǎn)，同時(shí)消納種植業(yè)秸稈和養(yǎng)殖業(yè)畜禽糞便，減少徑流養(yǎng)分及泥沙流失量，改善了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，引導(dǎo)傳統(tǒng)的資源消耗型農(nóng)業(yè)向資源循環(huán)利用型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，在三峽庫區(qū)中部涪陵—豐都段實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的應(yīng)用與推廣，農(nóng)村面源污染防控效果顯著。