茅溪流域水環(huán)境污染現(xiàn)狀和防治措施

王 競(jìng)

（湖南葆華環(huán)?？萍加邢薰?湖南長(zhǎng)沙 410000）

引言

我國(guó)水資源短缺矛盾突出，同時(shí)水生態(tài)有所破壞。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民的生活水平的提高，卻沒(méi)有配套完善的雨污分流和污水處理系統(tǒng)，給鄉(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)村水生態(tài)環(huán)境造成了很大的影響。導(dǎo)致農(nóng)村生活污水處置一直是人居環(huán)境整治的突出短板，鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村生活污水的處理迫在眉睫。張家界市茅溪流域（尹家溪鎮(zhèn)段）就是主要以農(nóng)村生活污水為主的水污染現(xiàn)狀。

1 小流域基本概況

1.1 小流域自然概況

茅溪為湖南省張家界市永定區(qū)境內(nèi)澧水的最大一條支流，發(fā)源于張家界市武陵源區(qū)中湖鄉(xiāng)的大堰亞，在兩區(qū)交界處的黃關(guān)塔附近進(jìn)入我區(qū)，流經(jīng)興隆、教子埡，至三甲城匯入橋頭溪，至西牛匯入羅水溪、禹溪河，進(jìn)入茅溪水庫(kù)；出庫(kù)后流經(jīng)百家村、龍?zhí)秿?、官坪、馬口、九家坪、尹家溪、宋坪、三坪、趙坪后，于小河坎注入澧水。流域面積為415.1 平方公里，河流長(zhǎng)度62.9 公里，平均坡降5.59‰，多年平均流量為11.90m3/s。茅溪（尹家溪鎮(zhèn)段）為永定區(qū)茅溪水庫(kù)至澧水入河口段，長(zhǎng)約30.55km，上游為茅溪水庫(kù)，入澧水下游后為永定區(qū)澄潭（二水廠）、三水廠。茅溪河（尹家溪鎮(zhèn)段）同時(shí)是湖南張家界大鯢國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的試驗(yàn)區(qū)，維護(hù)茅溪河水質(zhì)，恢復(fù)水生態(tài)功能，也是為張家界大鯢國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的生物多樣性提供更好的水資源和水生態(tài)。茅溪（尹家溪鎮(zhèn)段）流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)型濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，歷年平均降水量1497毫米。全年平均氣溫17.7℃，年極端最高氣溫39.2℃，年極端最低氣溫-2.7℃，全年日照時(shí)間1129 小時(shí)，無(wú)霜期天數(shù)295 天。受降水變化影響，徑流年內(nèi)分配不均，徑流量主要集中在汛期，4-9 月徑流量占全年的60%-70%。

1.2 人居環(huán)境現(xiàn)狀

尹家溪鎮(zhèn)位于湖南省永定區(qū)西北部，下轄1 個(gè)居委會(huì)、11 個(gè)行政村，共232 個(gè)村（居）民小組，20110 人，版土總面積為88.72平方千米，其中耕地面積23454.4 畝，稻田面積19997.4 畝。境內(nèi)有漢族、土家族、苗族等3 個(gè)民族。尹家溪鎮(zhèn)是農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn)，全鎮(zhèn)有水果面積4000 畝，茶園面積2600 畝，商品蔬菜面積8800 畝。由于地處偏遠(yuǎn)，張家界市又是著名的旅游城市，而尹家溪鎮(zhèn)是永定區(qū)的農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn)，工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，基本無(wú)工業(yè)污染源，農(nóng)村公共基礎(chǔ)設(shè)施不完善不健全，生活垃圾隨處丟棄。同時(shí)沿茅溪河岸兩側(cè)有大量蔬菜基地和果園，甚至有小部分河段裸露的河床部分變成了田地。茅溪（尹家溪鎮(zhèn)段）作為尹家溪鎮(zhèn)重要的灌溉水源和生活用水源，支流上垃圾下河等現(xiàn)象還比較普遍，還有些爛菜直接丟棄在河道里，對(duì)茅溪甚至是澧水構(gòu)成了環(huán)境威脅。

2 污染現(xiàn)狀和分析

2.1 茅溪河污染現(xiàn)狀和成因

（1）污水處理能力不足，大量生活污水直排

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和基礎(chǔ)資料收集，河道沿岸截污系統(tǒng)缺失，雖然尹家溪集鎮(zhèn)污水處理廠于2018 年投入運(yùn)行，但是規(guī)模僅100m3/d，近期2022 年規(guī)劃人口為1450 人；遠(yuǎn)期2030 年規(guī)劃人口2000 人。僅能滿足尹家溪集鎮(zhèn)區(qū)域的污水處理。處理能力仍然不夠。且用于農(nóng)用灌溉的茅溪河及其支流貫穿整個(gè)尹家溪鎮(zhèn)，除尹家溪集鎮(zhèn)外，污水收集和終端處理設(shè)施缺乏，全鎮(zhèn)的居民生活污水有很大一部分直接排至附近支流，最終匯入茅溪河，或者直接排入茅溪河。同時(shí)村民環(huán)保意識(shí)淡薄，經(jīng)常將垃圾和爛菜葉丟入周邊溝渠中，常年累月，導(dǎo)致茅溪河水環(huán)境質(zhì)量慢慢下降，在夏季時(shí)溝渠內(nèi)還會(huì)有惡臭腐爛發(fā)生。由于受到周邊居民生活活動(dòng)影響，澧水省控?cái)嗝妗蓝í?dú)子巖斷面曾出現(xiàn)氨氮超標(biāo)現(xiàn)象。

（2）農(nóng)田污染源多而廣

尹家溪是永定區(qū)的農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn)，尹家溪鎮(zhèn)物產(chǎn)豐富，糧、油、水果、蔬菜等種植業(yè)是其經(jīng)濟(jì)主體。沿茅溪河河道兩側(cè)有大片農(nóng)田、果園、菜地，農(nóng)田面源污染無(wú)任何凈化處理設(shè)施直接排入茅溪河。種植業(yè)是農(nóng)田面源污染氮、磷因子的主要來(lái)源。流域內(nèi)種植業(yè)是農(nóng)田面源污染氮、磷因子的主要來(lái)源；農(nóng)藥、化肥施用不當(dāng)或過(guò)度使用，造成農(nóng)藥污染和水體富營(yíng)養(yǎng)化。

2.2 生活污水來(lái)源

農(nóng)村生活污水的特征為排水分散、水量小、水質(zhì)不穩(wěn)定、可生化性好。主要來(lái)源有三種：廚房污水、生活洗滌與洗澡水、廁所污水。湖南地區(qū)的農(nóng)村生活污水水質(zhì)范圍見(jiàn)表1。

表1 湖南地區(qū)農(nóng)村生活污水水質(zhì)范圍[1]

3 防治措施

針對(duì)永定區(qū)茅溪尹家溪鎮(zhèn)段污染現(xiàn)狀和水環(huán)境特點(diǎn)，以“要堅(jiān)持先治污、后修復(fù)生態(tài)；生態(tài)優(yōu)先與以人為本并重；工程措施與管理措施并重”的治理思路。在建設(shè)農(nóng)村生活污水綜合治理設(shè)施上，通過(guò)控源截污等工程恢復(fù)永定區(qū)茅溪尹家溪鎮(zhèn)段的水體活力，改善河道水質(zhì)，恢復(fù)健康的河道生態(tài)系統(tǒng)。

3.1 生活污水治理工程

生活污水污染源主要來(lái)自茅溪流域尹家溪鎮(zhèn)的居民生活污水，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際踏勘，周邊農(nóng)村生活污水污染源分布較廣，統(tǒng)一收集處理較困難。因此，根據(jù)村莊分布情況，針對(duì)分散住戶設(shè)置單戶分散污水處理系統(tǒng)。對(duì)于尹家溪鎮(zhèn)未建任何化糞池、兩格池、三格池、四格池的農(nóng)村散戶，分別配置四格凈化池1234 套，每套配套DN200UPVC 排水管10m。

3.2 人工濕地水質(zhì)凈化工程

人工濕地對(duì)入河污染物具有很好的截留、貯存和凈化功能，對(duì)消減入河污染負(fù)荷具有積極作用。人工濕地設(shè)置在排污口下游或入河口位置，主要用于對(duì)流域周邊集水區(qū)和支流末端的水質(zhì)進(jìn)行處理，進(jìn)一步攔截、消納水體氮磷等污染物，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)綜合提升，降低水體污染物。

對(duì)于農(nóng)戶較為集中的區(qū)域，采用無(wú)動(dòng)力處理系統(tǒng)，通過(guò)管道建設(shè)將多戶生活污水收集至人工濕地凈化系統(tǒng)中集中凈化處理，一年四季治理效果穩(wěn)定，維護(hù)方便，景觀性好。組合人工濕地設(shè)置在排污口下游或入河口位置，主要用于對(duì)流域周邊集水區(qū)和支流末端的水質(zhì)進(jìn)行處理，進(jìn)一步攔截、消納水體氮磷等污染物，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)綜合提升，降低水體污染物。新建5 個(gè)人工濕地，處理規(guī)模分別為：40m3/d、30m3/d、30m3/d、50m3/d、50m3/d。

3.3 河岸生態(tài)攔截工程

生態(tài)溝渠框架（溝底、溝板）用含孔穴的水泥硬質(zhì)板建成，空穴用于植物（作物或草）種植。植物既能攔截農(nóng)田徑流污染物，也能吸收徑流水、滲漏水中的氮磷養(yǎng)分，達(dá)到控制污染物向水體遷移和氮磷養(yǎng)分再利用目的[2]。

在茅溪流域（尹家溪鎮(zhèn)段）周邊適宜的農(nóng)田之間新建生態(tài)溝渠8462 延米。使之在原有的排水功能基礎(chǔ)上，增加對(duì)農(nóng)田排水中所攜帶N、P 等養(yǎng)分的吸附、吸收和降解等生態(tài)功能[3]。

3.4 河岸生態(tài)修復(fù)工程

河岸生態(tài)修復(fù)工程由于行洪等問(wèn)題的存在，難以大面積采用沉水植物進(jìn)行河道修復(fù)，主要是利用濕生、挺水植物結(jié)合在河道，增加物種多樣性。根據(jù)茅溪河的河段斷面形態(tài)和水位特征，本次水生植物重建采用挺水植物為主的重建方式。從河道生態(tài)學(xué)的角度來(lái)講，形成以挺水植物為主、其他植物為輔的植被是最佳的。所以在水生植被重建完成后，要通過(guò)管理、調(diào)控，來(lái)改善和優(yōu)化植被結(jié)構(gòu)，達(dá)到最佳效果。

目前生態(tài)護(hù)岸的建設(shè)方法較多，生態(tài)混凝土護(hù)岸、生態(tài)石籠護(hù)岸、自嵌式植生型護(hù)岸、生態(tài)袋種植護(hù)岸，茅溪流域（尹家溪鎮(zhèn)段）根據(jù)河岸地形情況和材料的方便選擇生態(tài)石籠護(hù)岸。

生態(tài)石籠護(hù)岸是用鐵絲網(wǎng)籠或竹子編的竹籠裝碎石壘成臺(tái)階狀護(hù)岸或做成砌體的擋土墻，并結(jié)合植物、碎石以增強(qiáng)其穩(wěn)定性和生態(tài)性。具有抗沖刷能力強(qiáng)、整體性好、應(yīng)用比較靈活、能隨地基變形而變化的特點(diǎn)[4]。

尹家溪鎮(zhèn)上游4.65km 河段河堤新建生態(tài)護(hù)岸，面積49215m2；尹家溪鎮(zhèn)中游三坪支流處2.25km 河段、尹家溪支流處河段2.08km 河段兩處河堤進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，總面積24904m2。

4 效益分析

4.1 社會(huì)效益分析

茅溪流域水質(zhì)會(huì)慢慢改善，水生態(tài)系統(tǒng)逐步得到修復(fù)和完善。改善周邊居民生存環(huán)境，提高居民環(huán)保意識(shí)，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)團(tuán)結(jié)，維護(hù)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)穩(wěn)定都有著積極的作用，因此本項(xiàng)目的實(shí)施具有較好的社會(huì)效益。

4.2 環(huán)境效益分析

對(duì)保護(hù)和改善當(dāng)?shù)氐乃w流域環(huán)境、飲用水源保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境具有重大的意義。改善了河道水生條件和生態(tài)健康，提供了水生動(dòng)物棲息地，提高了流域水系的水質(zhì)凈化能力，能夠明顯改善河道的水質(zhì)。防治措施完成后可以有效的切斷水體污染源源頭，可直接減少永定區(qū)水系流域中氨氮、COD、總氮、總磷等污染的含量，改善當(dāng)?shù)氐乃鷳B(tài)環(huán)境。

4.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

防治工程期間增加了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民就業(yè)機(jī)會(huì)，也可增加就業(yè)人數(shù)，另外生態(tài)環(huán)境的改善促進(jìn)旅游服務(wù)業(yè)的發(fā)展，可進(jìn)一步增加地區(qū)居民就業(yè)機(jī)會(huì)，提高農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入。

結(jié)語(yǔ)

水環(huán)境的綜合整治工程是一個(gè)系統(tǒng)性工程，需要將相關(guān)的一系列環(huán)保、水利、生態(tài)建設(shè)等綜合性工程技術(shù)措施、管理措施有機(jī)的、科學(xué)的結(jié)合起來(lái)，經(jīng)過(guò)相互的協(xié)調(diào)和配合，才能完成水環(huán)境的長(zhǎng)效性改善，恢復(fù)水生態(tài)平衡。同時(shí)由政府促進(jìn)宣傳，提高鄉(xiāng)鎮(zhèn)村民的環(huán)境保護(hù)知識(shí)水平，促進(jìn)公眾積極參與示范建設(shè)。政府和相關(guān)職能部門(mén)要密切配合，切實(shí)做好項(xiàng)目的運(yùn)行管護(hù)工作，定期檢查項(xiàng)目運(yùn)行管護(hù)工作。才能完善管理體制，建立良性循環(huán)的長(zhǎng)效機(jī)制。