川渝地區(qū)農(nóng)村面源污染治理及景觀生態(tài)設(shè)計的探討

楊尚虎1，蘭書煥2，龔屹鵬1，羅明華弘，謝翼飛2

中圖分類號：X703文獻標志碼：B DOI： 10.19415/j.cnkl.1673-890x.2021.08.089

川渝地區(qū)水環(huán)境保護是建設(shè)成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈戰(zhàn)略部署的重要一環(huán)。農(nóng)村面源污染中，禽畜養(yǎng)殖廢水、農(nóng)田尾水、生活污水等嚴重影響農(nóng)村河道生態(tài)環(huán)境，威脅地下水水質(zhì)，破壞農(nóng)村人居環(huán)境[1。四川省簡陽市石橋鎮(zhèn)永久村位于成渝雙城經(jīng)濟圈軸線上，地處絳溪河旁，村內(nèi)產(chǎn)生的污水中氮磷元素濃度遠超地表水V類水標準，以面源形式匯入絳溪河。針對農(nóng)村面源污染治理問題，當(dāng)前使用較多的人一r濕地技術(shù)、氧化塘技術(shù)及生態(tài)溝渠技術(shù)等，在設(shè)計過程中主要針對污染物的攔截展開，對處理設(shè)施的景觀格局及經(jīng)濟效益考慮較少。因此，依托建設(shè)“美麗鄉(xiāng)村”，改善農(nóng)村人居環(huán)境的社會需求，以景觀生態(tài)學(xué)相關(guān)理論為指導(dǎo)衛(wèi)。，以簡陽市石橋鎮(zhèn)永久村為例，綜合考慮村莊布局、地形條件、現(xiàn)有治理設(shè)施等，以《農(nóng)村生活污染防治技術(shù)政策》（環(huán)發(fā)[ 2010] 20號）、《農(nóng)村生活污染控制技術(shù)規(guī)范》（ HJ 574-2010）等規(guī)范性文件為基礎(chǔ)口1，合理篩選景觀植物和污染物吸附基質(zhì)，設(shè)計生態(tài)攔截溝渠系統(tǒng)，并探究生態(tài)攔截溝渠系統(tǒng)景觀布局設(shè)計，以凈化水質(zhì)，維護生物多樣性，解決該村面源污染問題，改善川渝地區(qū)農(nóng)村人居環(huán)境。

1景觀生態(tài)學(xué)與農(nóng)村面源污染

農(nóng)村面源污染具有隱蔽性、隨機性強，不易監(jiān)測等特點[4]，嚴重威脅我國農(nóng)村生態(tài)環(huán)境及人文環(huán)境，已成為我國環(huán)保行業(yè)中的熱點話題。因此，在對農(nóng)業(yè)種檀、養(yǎng)殖等活動所產(chǎn)生的廢水及生活污水處理現(xiàn)狀進行調(diào)查后，應(yīng)引入景觀生態(tài)學(xué)理念，設(shè)計生態(tài)攔截溝渠系統(tǒng)，以整個攔截溝渠系統(tǒng)景觀為對象，研究景觀功能和景觀的美化格局、優(yōu)化結(jié)構(gòu)”一，使溝渠系統(tǒng)既能有效消減污水中的化學(xué)需氧量（ Chemical oxygen demand，COD）、總氮（ Total nitrogen，TN）、總磷（Total phosphorus，工P）等特征污染物，又能滿足系統(tǒng)內(nèi)植物群落景觀及生物多樣性要求。

2簡陽市石橋鎮(zhèn)永久村面源污染情況

2.1地理條件概況

永久村位于簡陽市石橋鎮(zhèn)境內(nèi)，絳溪河旁，地處四川盆地中部，長江一級支流沱江中游，地貌以淺丘為主;氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，氣候溫和，雨量充沛。冬季幾乎無降雪，夏季高溫多雨，全市年平均氣溫17℃，年平均降水量874 mm。

2.2污染源概況

2.2.1生活污染

永久村生活垃圾如廚余垃圾、白色垃圾等，主要通過固定點位垃圾箱收集，由垃圾車運輸至垃圾處理廠處理。從村莊表觀上看，生活垃圾處理尚且妥當(dāng)，無明顯生活垃圾污染。另外，村內(nèi)大部分生活污水經(jīng)過兩條基本貫穿村莊的排水渠排放至絳溪河內(nèi)，小部分沒有進入明渠的生活污水依靠自然滲透的方式進入地下。

2.2.2生嚴污染

永久村主要農(nóng)產(chǎn)品為枇杷、萵筍、茄子等，在此類農(nóng)作物的種植過程中，為滿足作物不同時期的生長需求，大量施用氮、磷、鉀肥，如國光松爾復(fù)合肥、史丹利17—17-17等，未被作物利用的氮、磷元素大部分隨徑流進入排水渠，導(dǎo)致氮、磷等污染物進入河流中。另外，村內(nèi)家禽以雞、鴨、鵝數(shù)量居多，同時村內(nèi)有少量的魚塘。雞、鴨、鵝多為露天養(yǎng)殖，其糞便小部分作為農(nóng)家肥施用，大部分隨雨水沖刷分散到徑流中，最終進入河流;魚塘產(chǎn)生的廢水隨排水渠進入河流。

排水渠中匯集J7生活污水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢水、養(yǎng)殖廢水等，入河口處污水硝態(tài)氮、rN、工P濃度可達25 mg-L-1、30 mg.L1、3 mg.L1，rN、工P濃度分別為V類水標準的15倍、7 5倍，未經(jīng)處理的混合污水自由排放到河流中，使河水水質(zhì)下降，破壞河道生態(tài)環(huán)境。

3基于景觀生態(tài)學(xué)的面源污染治理設(shè)計3.1總體設(shè)計

永久村地貌以丘陵為主，村內(nèi)排放大部分污水沿地勢流至山丘底部，經(jīng)排水渠流入絳溪河內(nèi)?？蓪r截溝渠系統(tǒng)布置在排水渠入河口攔截污水中氮、磷等污染物，污水水質(zhì)凈化后再排入絳溪河中。

3.2設(shè)計目標

1）聯(lián)合植物和基質(zhì)作用，有效消減污水中COD、工P、工N等污染物。

2）滿足植物群落景觀要求，保證攔截溝渠系統(tǒng)的生物多樣性、觀賞性。

3）提高栽培植物經(jīng)濟價值，增加當(dāng)?shù)亟?jīng)濟收入。

4）開發(fā)溝渠系統(tǒng)休閑觀光功能，提升村民生活幸福指數(shù)。

3.3設(shè)計理念

3.3.1多樣化選擇溝底栽培植物，去除多種目標污染物

正確選擇溝底栽培植物是整個溝渠系統(tǒng)運行的關(guān)鍵。進入溝渠的污水中污染物濃度水平差異較大，因此需在溝內(nèi)合理配置不同植物，充分攔截溝內(nèi)污染物，以免污水中某種污染物濃度過高，破壞溝中水生動物、微生物生存環(huán)境，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)生物多樣性降低。[6]。另外，溝內(nèi)應(yīng)選擇不同栽培植物，構(gòu)建不同的景觀斑塊，避免因植物景觀單一而降低景觀觀賞性。溝底可選擇美人蕉、水芹菜、空心菜作為栽培植物，且以盆栽方式種植。劉昂以美人蕉處理農(nóng)田廢水，結(jié)果表明美人蕉人工濕地能去除污水中硝態(tài)氮。[7]。李梅姿等的研究表明水芹菜對污水中氮類污染物處理效果較好，有良好的水質(zhì)凈化作用。[8]。崔星怡等通過以空心菜為主的人工濕地處理豬場沼液，發(fā)現(xiàn)空心菜能降低其中的工P、COD等污染物。美人蕉盆栽作為景觀花卉觀賞，植株成熟后作景觀植物售賣，可促進當(dāng)?shù)卦鍪铡?。水芹菜、空心菜成熟收割后，作為青飼料回歸到當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖業(yè)中，可降低畜禽養(yǎng)殖成本。

3.3.2合理設(shè)計景觀斑塊分布，防止出現(xiàn)景觀斷裂帶

溝渠系統(tǒng)中溝底和溝梗存在空間差異，可在溝底和溝梗配置不同植物，合理設(shè)計植物種植密度，保證系統(tǒng)景觀的連續(xù)性和完整性。出于對溝渠系統(tǒng)中溝梗的保護，即防止溝梗垮塌影響溝底動植物正常生長，溝梗栽培應(yīng)選用根系較發(fā)達的植物，可在溝梗中間栽種銀杏、板栗、香樟等深根性植物，在溝梗兩側(cè)栽種黃楊、柑橘等常綠灌木或繡球花、醉魚草等觀賞性花卉植物。

3.3.3選擇不同植物+基質(zhì)組合

溝內(nèi)不同的生存環(huán)境和條件可供不同微生物、水生動物生長，選擇不同的植物、基質(zhì)組合，利用斑塊之間的異質(zhì)性，為不同生物提供適宜的生長環(huán)境，豐富水中微生物、水生動物類型。基質(zhì)可選火山石、沸石和陶粒，以適當(dāng)比例混合，不同斑塊分別選擇不同植物+基質(zhì)組合。

3.3.4設(shè)置涼亭、游步道、宣傳欄等設(shè)施

溝梗表面可用透水性混凝土磚鋪設(shè)游步道，在游步道適當(dāng)位置設(shè)置涼亭，以起到休閑觀光、健身的作用，其過程中將環(huán)保的理念、知識傳遞給當(dāng)?shù)鼐用?。另外，在溝梗表面一定范圍?nèi)設(shè)置宣傳欄，為愛國主義、疫情防控、生態(tài)保護等主題的宣傳提供良好的環(huán)境和氛圍，提升當(dāng)?shù)鼐用袼刭|(zhì)。

3.4攔截溝渠系統(tǒng)運行條件設(shè)計

3.4.1溝體呈多個U型并列，增強溝渠外觀視覺效果

攔截溝渠系統(tǒng)設(shè)計如圖1所示，生態(tài)溝渠溝體外形整體呈多個U型排列，在相同的占地面積條件下，與常見的“一”型布局相比，延長了溝體的實際長度，使污水在溝渠中的停留時間增加，優(yōu)化污水處理效果。采用U型排列的設(shè)計方式，生態(tài)溝渠外觀錯落有致、層次分明，在景觀布局上給人更佳的視覺沖擊。

3.4.2合理利用設(shè)施，保證溝內(nèi)水流流量，流速穩(wěn)定

攔截溝渠的正常運行需保持溝內(nèi)水流流量、流速均勻穩(wěn)定，防止流量過大或流速過快而沖刷溝內(nèi)設(shè)施，破壞植物正常生長。在設(shè)計過程中，可在攔截溝渠中設(shè)置攔水閘門、沉淀池、攔水坎等，穩(wěn)定溝內(nèi)水流流量和流速。

4結(jié)語

攔截溝渠系統(tǒng)適用于山地、丘陵地區(qū)的農(nóng)村面源污染治理，在一定區(qū)域內(nèi)，合理選擇溝渠建造地點并進行合理建造，可降低集水區(qū)域內(nèi)污水中污染物濃度。另外，溝渠內(nèi)景觀格局布局合理，具有一定觀賞性，可提升當(dāng)?shù)厝宋沫h(huán)境質(zhì)量，助力建設(shè)“美麗鄉(xiāng)村”。同時，溝渠系統(tǒng)具備景觀植物栽培基地功能，景觀植物的經(jīng)濟價值可促進當(dāng)?shù)卦鍪?。永久村攔截溝渠系統(tǒng)的建立，既能凈化攔截溝渠系統(tǒng)集水區(qū)域內(nèi)污水水質(zhì)，也可作景觀觀賞，同時兼具栽培基地和休閑觀光的功能，為川渝地區(qū)農(nóng)村面源污染治理提供參考，也為成渝雙城經(jīng)濟圈戰(zhàn)略部署中環(huán)境保護提供支撐。

參考文獻：

[1]吳瀚.農(nóng)村面源污染現(xiàn)狀及治理對策[J].區(qū)域治理，2019（ 47）：153-155.

[2]常青，蘇王新，王宏，景觀生態(tài)學(xué)在風(fēng)景園林領(lǐng)域應(yīng)用的研究進展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2019，30（11）：3991-4002.

[3]葛秋易，梁冬梅.肖尊東，等.人工濕地治理東北地區(qū)典型農(nóng)村面源污染工程設(shè)計[J].中國給水排水，2018. 34（ 24）：61-65.

[4]施衛(wèi)明，薛利紅，王建國，等.農(nóng)村面源污染治理的'4R”理論與工程實踐：生態(tài)攔截技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2013，32（ 09）：1697-1704.

[5]董臻，鄉(xiāng)村詈觀設(shè)計與環(huán)境保護研究：評《景觀生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)用》[J].環(huán)境工程，2020，38（02）：172.

[6]楊艷剛，王飛飛，李雪飛，等，風(fēng)景名勝區(qū)生物多樣性保護的理論與實踐：以黃山風(fēng)景區(qū)為例[J].四川環(huán)境.2006（ 04）：39-42

[7]劉昂.四種植物凈化農(nóng)田廢水的生理基礎(chǔ)與分子機制研究[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2014.

[8]李梅姿，劉正富，吳杭航，等，雜交水芹菜與幾種水生挺水植物對養(yǎng)豬污水凈化效果比較[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，60（ 02）：300-301.

[9]崔星怡.以空心菜為主的復(fù)合人工濕地凈化豬場沼液污水的效應(yīng)D].廣州：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

（責(zé)任編輯：趙中正）