云南耿馬灌區(qū)水環(huán)境質(zhì)量與退水污染負(fù)荷分析

馬麗，王東福

(云南省環(huán)境工程評(píng)估中心，云南昆明 650032)

耿馬灌區(qū)位于云南省西南邊陲，毗鄰緬甸，耿馬灌區(qū)工程被列入《全國(guó)水利發(fā)展“十三五”規(guī)劃》和云南省五網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃等國(guó)家級(jí)和省級(jí)規(guī)劃中。工程建設(shè)對(duì)合理配置當(dāng)?shù)厮Y源，有效發(fā)揮新建和已建水庫(kù)的灌溉效益，提高灌區(qū)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，改善城鎮(zhèn)供水水源條件，促進(jìn)邊境少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，保證當(dāng)?shù)厣贁?shù)民族脫貧致富和邊境穩(wěn)定具有重要意義。但灌區(qū)的建設(shè)將同時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)氐乃Y源和水環(huán)境產(chǎn)生重大影響，本文在整理和分析區(qū)域水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)區(qū)域水環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查和評(píng)價(jià)，并對(duì)灌區(qū)退水的各類污染負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)和核算，以便尋找重點(diǎn)污染源，為進(jìn)一步開(kāi)展耿馬灌區(qū)退水污染控制關(guān)鍵技術(shù)與政策管理體系研究、保障區(qū)域水質(zhì)安全提供參考。

1 灌區(qū)工程和流域概況

耿馬灌區(qū)工程包括水源工程和灌區(qū)工程，供水范圍包括耿馬縣城以及耿馬鎮(zhèn)、賀派鄉(xiāng)、勐撒鎮(zhèn)、芒洪鄉(xiāng)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和勐撒、華僑2個(gè)農(nóng)場(chǎng)。設(shè)計(jì)灌溉面積2.05萬(wàn)公頃，供水人口16.39萬(wàn)人，其中城鎮(zhèn)人口11.18萬(wàn)人，農(nóng)村人口5.21萬(wàn)人，農(nóng)業(yè)灌溉供水量9897萬(wàn)m3，城鄉(xiāng)生活供水水量1451萬(wàn)m3。灌區(qū)規(guī)劃范圍分為耿馬片和勐撒片，其中南部的耿馬片屬低山丘陵區(qū)，溝谷縱橫、地形起伏較大，北部的勐撒片則相對(duì)平坦。耿馬片面積為1.39萬(wàn)公頃，包括賀派灌片、耿馬縣城灌片、允楞灌片、團(tuán)結(jié)灌片、弄巴灌片、菜籽地灌片共6個(gè)灌溉控制單元。勐撒片面積為0.66萬(wàn)公頃，包括芒洪灌片、勐撒西灌片、芒枕灌片、芒見(jiàn)灌片、勐撒北灌片共5個(gè)灌溉控制單元。

耿馬壩區(qū)涉及的河流主要為云南省瀾滄江流域的南碧河水系和怒江流域的南汀河水系。南碧河發(fā)源于耿馬、雙江縣界四排山山脈最高峰大雪山西側(cè)，河源高程3233 m，河長(zhǎng)103.2 km，徑流面積996.35 km2，多年平均年徑流量9.358億m3。南汀河發(fā)源于臨滄博尚、永泉、勐準(zhǔn)一帶，通過(guò)臨滄壩、云縣勐來(lái)壩進(jìn)入耿馬縣，流經(jīng)勐永、勐撒鎮(zhèn)邊緣，穿過(guò)勐簡(jiǎn)壩和福榮鄉(xiāng)芒艾山腳，入開(kāi)闊的孟定壩，之后從河外清水河口流入緬甸。全程長(zhǎng)311 km，河床平均坡降1/1750。

灌區(qū)耿馬片主要水源為另仂水庫(kù)、允楞水庫(kù)、弄巴水庫(kù)、團(tuán)結(jié)水庫(kù)、翁結(jié)水庫(kù)(在建)，通過(guò)灌區(qū)南干渠和引水工程，實(shí)現(xiàn)向耿馬片6個(gè)灌片區(qū)提供農(nóng)業(yè)灌溉用水和城鎮(zhèn)生活用水。各灌片的農(nóng)業(yè)灌溉回歸水、城鎮(zhèn)生活退水通過(guò)流入擋帕河、芒片河、南木老河和十八道河等支流，最終匯入南碧河。灌區(qū)勐撒片主要水源為十八道河水庫(kù)、芒枕水庫(kù)、翁結(jié)水庫(kù)(在建)，通過(guò)灌區(qū)北干渠和引水工程實(shí)現(xiàn)向勐撒片5個(gè)灌片提供農(nóng)業(yè)灌溉用水和城鎮(zhèn)生活用水。各灌片的農(nóng)業(yè)灌溉回歸水、城鎮(zhèn)生活退水通過(guò)流入芒枕大河最終匯入南汀河。

2 區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀

對(duì)照云南省和臨滄市水環(huán)境功能區(qū)劃要求，收集比對(duì)了區(qū)域常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面的監(jiān)測(cè)結(jié)果，灌區(qū)工程范圍內(nèi)水環(huán)境常規(guī)監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)現(xiàn)狀見(jiàn)表1。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，區(qū)域南汀河孟定大橋斷面、南碧河那緬斷面部分月份糞大腸菌群超標(biāo)。作為灌區(qū)工程范圍內(nèi)主要的納污河流，南汀河和南碧河水質(zhì)現(xiàn)狀不良，隨著灌區(qū)工程的持續(xù)實(shí)施，各類退水匯入勢(shì)必會(huì)進(jìn)一步加重下游水環(huán)境污染負(fù)荷，造成下游水環(huán)境質(zhì)量惡化。

表1 灌區(qū)工程涉及的地表水常規(guī)監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)情況

3 灌區(qū)相關(guān)退水類型

灌區(qū)水污染防治工作應(yīng)重點(diǎn)考慮受退水區(qū)域的水環(huán)境質(zhì)量改善，查找和明確重點(diǎn)污染源，尋找有針對(duì)性的污染物削減措施。分析灌區(qū)工程范圍內(nèi)各類退水的水量和水質(zhì)，對(duì)于尋找重點(diǎn)污染源、加強(qiáng)灌區(qū)水污染防治工作，具有重要的指導(dǎo)意義。

以灌區(qū)范圍內(nèi)耿馬片6個(gè)灌溉控制單元和勐撒片5個(gè)灌溉控制單元為研究范圍。灌區(qū)工程范圍內(nèi)工業(yè)分布較少，灌區(qū)退水主要是農(nóng)業(yè)灌溉回歸水、城鎮(zhèn)生活退水和農(nóng)村人畜生活退水三類。根據(jù)灌區(qū)的水資源配置資料，按照各類退水的退水系數(shù)，計(jì)算各灌片的各項(xiàng)退水量，結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖1。根據(jù)結(jié)果分析，除耿馬縣城灌片退水以城鎮(zhèn)生活退水為主外，其余灌片退水均以農(nóng)業(yè)灌溉回歸水為主，各灌片中農(nóng)村人畜生活退水量所占比例均較少。團(tuán)結(jié)灌片和勐撒西灌片城鎮(zhèn)生活退水也占了一定比例。

圖1 灌區(qū)各灌片單元退水類型及退水量Fig.1 The main types and water yield of major return flows for each irrigation control units

4 退水污染負(fù)荷分析

4.1 農(nóng)業(yè)灌溉回歸水

農(nóng)業(yè)灌溉回歸水的水質(zhì)主要由土壤中原有的氮、磷等可溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所使用的農(nóng)藥和化肥來(lái)決定[1]。灌溉將使土壤中的養(yǎng)分溶出并隨回歸水進(jìn)入地表和地下水體，對(duì)水質(zhì)造成影響。根據(jù)灌區(qū)灌溉面積、復(fù)種指數(shù)、各灌溉分區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)、各污染物的流失系數(shù)計(jì)算得出灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉回歸水的COD(化學(xué)需氧量)、NH3—N(氨氮)、TN(總氮)、TP(總磷)負(fù)荷量[2]，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉回歸水各污染物負(fù)荷Fig.2 The share of pollution load of major pollutants in agricultural irrigation water

根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析，灌區(qū)范圍內(nèi)各灌溉控制單元農(nóng)業(yè)灌溉回歸水污染負(fù)荷以TN為主，其次為COD，NH3—N和TP的負(fù)荷量最小。農(nóng)業(yè)灌溉回歸水污染負(fù)荷主要集中在團(tuán)結(jié)灌片、賀派灌片和勐撒西灌片。

4.2 城鎮(zhèn)生活退水

根據(jù)調(diào)查，灌區(qū)范圍內(nèi)目前僅耿馬縣城建設(shè)有一座污水處理廠，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活污水收集和處理設(shè)施正在建設(shè)中。城鎮(zhèn)生活退水污染負(fù)荷根據(jù)灌區(qū)范圍的城鎮(zhèn)人口、城鎮(zhèn)生活用水定額、污水排放系數(shù)、生活污水污染負(fù)荷系數(shù)和污染物流失率進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 灌區(qū)城鎮(zhèn)生活退水各污染物負(fù)荷Fig.3 The share of pollution load of major pollutants in urban production and domestic drainage

根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析，灌區(qū)內(nèi)各灌溉單元城鎮(zhèn)生活退水污染負(fù)荷以COD為主，TP負(fù)荷量最小。城鎮(zhèn)生活退水污染負(fù)荷主要集中在耿馬縣城灌片、團(tuán)結(jié)灌片和勐撒西灌片。

4.3 農(nóng)村人畜生活退水

農(nóng)村人畜生活退水負(fù)荷根據(jù)農(nóng)村人畜需水量、排水系數(shù)、污水污染負(fù)荷系數(shù)和污染物流失率進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 灌區(qū)農(nóng)村人畜生活退水各污染物負(fù)荷Fig.4 The share of pollution load of major pollutants in rural human and animal sewage

根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析，各灌溉控制單元農(nóng)村人畜生活退水各污染負(fù)荷以COD為主，污染負(fù)荷主要集中在勐撒西灌片和賀派灌片，其他各灌片單元的占比較均勻。

4.4 灌區(qū)退水污染物負(fù)荷

將灌區(qū)退水的各污染負(fù)荷進(jìn)行匯總分析，灌區(qū)退水中主要污染物負(fù)荷以COD和TN為主，污染負(fù)荷主要集中于耿馬縣城灌片區(qū)、勐撒西灌片區(qū)、團(tuán)結(jié)灌片區(qū)和賀派灌片區(qū)。

5 灌區(qū)水污染防治措施

根據(jù)灌區(qū)已有的監(jiān)測(cè)資料，灌區(qū)工程范圍內(nèi)主要的納污河流水質(zhì)現(xiàn)狀不良，而根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，灌區(qū)范圍內(nèi)各類退水新增污染負(fù)荷較大。為保證灌區(qū)工程實(shí)施不造成區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量惡化，灌區(qū)水污染防治建議從削減區(qū)域主要退水污染負(fù)荷著手[3]，并根據(jù)不同灌片控制單元的污染特征，考慮采取以下相關(guān)的污染防治措施。

城鎮(zhèn)生活退水建議以耿馬縣城灌片為防治重點(diǎn)，同時(shí)也應(yīng)考慮團(tuán)結(jié)灌片和勐撒西灌片等城鎮(zhèn)生活退水占比較大的控制單元，考慮城鎮(zhèn)化發(fā)展和生活水平的不斷提高，生活污水、垃圾總量以及污染物總量都在不斷增加。實(shí)施縣城污水處理廠提標(biāo)改造工程，加強(qiáng)城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施建設(shè)，并提高區(qū)域污水處理廠接管率[4]。

農(nóng)業(yè)灌溉回歸水建議以團(tuán)結(jié)灌片、賀派灌片和勐撒西灌片單元為防治重點(diǎn)，在灌區(qū)工程主要退水排入的田間溝道、河溝采取生態(tài)治理工程對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化處理，也可選取各片區(qū)承擔(dān)污染負(fù)荷較大的一級(jí)支流建設(shè)人工濕地，從而削減農(nóng)業(yè)灌溉回歸水的入河負(fù)荷。另外還需考慮控制化肥、農(nóng)藥的過(guò)量使用，考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的合理調(diào)整。實(shí)現(xiàn)源頭防控是控制農(nóng)田灌溉回歸水污染的重要環(huán)節(jié)[5]。

農(nóng)村人畜生活退水建議以勐撒西灌片和賀派灌片單元為防治重點(diǎn)，但其他灌片也應(yīng)綜合考慮。采取開(kāi)展農(nóng)村環(huán)境綜合整治，完善農(nóng)村生活污水和生活垃圾收集及處置設(shè)施建設(shè)，開(kāi)展畜禽養(yǎng)殖污染防控，實(shí)施畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用等措施。

6 結(jié)論

耿馬灌區(qū)工程涉及的主要地表水體包括瀾滄江流域南碧河和怒江流域南汀河，該流域水環(huán)境功能區(qū)劃要求總體不高，但根據(jù)已有的監(jiān)測(cè)結(jié)果，河流水質(zhì)現(xiàn)狀不良。

灌區(qū)退水主要包括農(nóng)業(yè)灌溉回歸水、城鎮(zhèn)生活退水和農(nóng)村人畜生活退水三類，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，灌區(qū)各類退水新增污染負(fù)荷較大。為保證受退水區(qū)的水環(huán)境質(zhì)量，應(yīng)重視灌區(qū)及配套工程的水污染防治工作，采取有效措施，從源頭削減各類退水污染物。

通過(guò)分析灌區(qū)各類退水水量與水質(zhì)，各灌溉控制單元退水類型呈現(xiàn)出區(qū)域差別。耿馬縣城灌片單元主要以城鎮(zhèn)發(fā)展為主，城鎮(zhèn)人口較多，因此該灌片退水以城鎮(zhèn)生活退水為主。其余灌片控制單元均以農(nóng)業(yè)發(fā)展為主，退水主要以農(nóng)業(yè)灌溉回歸水為主。

灌區(qū)各類退水的污染物負(fù)荷特征因退水類型不同而呈現(xiàn)差異，農(nóng)業(yè)灌溉回歸水污染負(fù)荷以TN為主，主要集中在團(tuán)結(jié)灌片、賀派灌片和勐撒西灌片。城鎮(zhèn)生活退水污染負(fù)荷以COD為主，主要集中于耿馬縣城灌片。農(nóng)村人畜生活退水污染負(fù)荷以COD為主，相對(duì)集中于勐撒西灌片和賀派灌片，其他各灌片單元占比較為均勻。

灌區(qū)水污染防治應(yīng)根據(jù)各類退水類型和不同灌片控制單元的污染特征有針對(duì)性地采取不同的防治措施，從源頭防控、過(guò)程阻斷、末端治理等多方面實(shí)施相關(guān)工程，確保灌區(qū)及配套工程實(shí)施后，受退水區(qū)各水體按功能區(qū)劃要求長(zhǎng)期、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，水生生態(tài)良性發(fā)展。