大塘港水库水环境综合治理研究

2013-08-14龚安国金德钢

浙江水利科技 2013年1期

龚安国,金德钢

(宁波市水利水电规划设计研究院,浙江宁波 315192)

1 问题的提出

大塘港水库位于象山县西南面,原设计为一座以灌溉为主的堵港蓄淡工程,但随着经济社会的发展,大塘港功能逐步发生了转变,除满足区域灌溉用水需求外,还承担区域的防洪排涝以及城乡生活和工业供水任务,是象山县中南部地区的重要供水水源,2005年被浙江省人民政府划定为饮用、农业用水区,饮用水水源一、二级保护区(浙政办发[2005]109号)。由于大塘港两岸堤防一直未能得到系统有效的治理,区域防洪排涝体系尚未完善,当遭遇暴雨时,大塘港洪水容易顶托漫灌入侵平原,造成部分地区受灾严重;此外,区域内各种污染源大量进入大塘港,对港内水质产生了极大的影响,水质已呈富营养化趋势,且大塘港两岸沿线景观单一,缺少统一规划布局,已无法满足大塘港 “生态战略”的发展要求。因此,制定科学合理的治理与保护规划,确保大塘港防洪排涝及供水安全,实现大塘港生态发展就显得十分必要。

2 工程概况

大塘港位于象山县中南部,位于定塘、晓塘、石浦、新桥4乡镇及宁海隔洋塘境内,属三门湾内港岳井洋支流,呈南北之状,全长21 km,港道平均宽度250～300 m,水域面积4.79 km2,水库集雨面积134 km2,总库容4 675万m3,正常库容3 135万m3。大塘港原设计洪水标准为10 a一遇,是一座以灌溉为主,兼顾防洪、排涝、淡水养殖等综合利用的拦海蓄淡中型水利工程,主要承担新桥、定塘、晓塘、石浦4个乡镇的农田灌溉任务,灌溉面积0.63万hm2(9.4万亩),年灌溉水量1 500万m3,受益人口10万。

3 水环境现状及存在问题

3.1 水环境现状

大塘港区域内有行政村61个,居住村民6.3多万人。

宁波市自2003年开始实施 “百村示范,千村治理”工程以来,对生活污水和生活垃圾进行集中处理,取得了一定效果,但污水随意排放和垃圾偷到现象时有发生,对大塘港水环境产生了较大的影响。

3.1.1 水质现状

根据象山县环保局2009—2011年对大塘港水质监测结果,大塘港综合水质评价为Ⅴ类。其中高锰酸盐指数为Ⅳ类,生化需氧量为Ⅴ类,总磷、总氮为劣Ⅴ类,氨氮Ⅲ类,氰化物、氟化物、六价铬均为Ⅱ类,锌、铅为Ⅰ类。大塘港水质呈中度富营养化,具体表现为总氮、总磷重度富营养化,高锰酸盐指数、叶绿素为轻度富营养化。原因首先为大塘港为堵港蓄淡工程,本身氯离子指标偏高,加上库区居民生活旅游污染、农业面源污染、周边畜禽养殖以及水产养殖等对大塘港水质产生了极大的影响。

3.1.2 污染源分析

3.1.2.1 面源污染物调查

面污染源主要是农业面污染源,指人们从事农业生产活动时产生的非点源污染物,其中,水土流失、化肥农药的施用是主要的污染形式。据统计流域内耕地面积为0.49万hm2(7.31万亩),农业面源污染治理难度较大。

(1)化肥流失。对化肥流失污染复核的估算主要借助前人的经验以及结合流域现场调查,以确定不同土地利用类型下施用化肥氮磷的产污系数,公式如下:

式中:A为流域内化肥施用总量,t/a;B为流域内化肥氮磷流失系数;C为单位化肥中氮磷含量,g/kg;D为农田集约经营系数。

(2)水土流失。水土流失污染负荷估算方法是土壤流失量与土壤中的氮磷污染物背景含量的乘积,公式如下:

式中:Ca为吸附态非点污染源污染物流失量,t/a;A为单位土壤侵蚀量 (根据流域内土壤类别进行确定),t/(hm2·a);S为土壤侵蚀面积,hm2;Qa为流失土壤中的氮磷污染物背景含量,kg/t。经分析计算可得大塘港水库面源污染负荷见表1。

表1 大塘港水库流域面源氮、磷流失量汇总表t/a

3.1.2.2 点源污染物

(1)生活污染源。对大塘港有影响的行政村61个,居住村民6.3万多人,据本次调查,每个行政村都有公用厕所,污水经简单处理后,直接排放入溪坑、河道,并流后进入大塘港。流域范围内年生活用水量约275.5万m3,排污量220.4万m3。

(2)畜禽及虾塘养殖污染源。在调研中发现,水库流域村庄的禽畜养殖污染问题比较严重,禽畜粪便氮、磷含量很高,禽畜粪便污染已成为水库流域污染的一个主要来源,另外虾塘养殖产生大量的残饵、排泄物,对库区水环境也有很大影响。经统计,区域内共养殖禽类61.94万只,猪1.39万头,虾塘养殖693.3 hm2(1.04万亩)。畜禽、虾塘养殖及污水排放情况见表2、3。

表2 畜禽养殖及污水排放情况表

表3 虾塘养殖及污水排放情况表

(3)工业污染源。大塘港虽为饮用水保护区,但流域附近或库区仍有高污染排放企业,大部分集中在定塘镇长塘河流域和晓塘乡九龙江流域,库区沿岸200 m范围内有约16家,排水量约236万m3/a。

(4)旅游业污染源。根据各农家乐的统计,全流域内的旅游接待人数近22万。农家乐的主要污染物为生活污水,为了节约成本,进行污水池沉淀处理后排放,更多的农家乐则将污水直接排入河道,对库区水质造成了不良影响。

3.1.2.3 库区污染物总量分析

污染物在入库过程中,一般要经过2个阶段的降解,首先是在入河过程中,其次是在河道中传送时。根据上述污染源统计分析,进入大塘港的污染物总量:总磷213.35 t/a,总氮 156.10 t/a,总 COD 755.90 t/a,总氨氮130.33 t/a。

3.2 沿线景观现状

为充分发挥沿大塘港地区滨水旅游休闲景区的优势,带动地区经济社会又好又快发展,象山县政府确立了沿大塘港建设防护林带的目标,打造“生态休闲”的发展战略。目前,大塘港两岸主要为农田、桔园等,缺少统一的规划,且两岸堤防坍塌严重,杂草丛生,现状沿岸景观体系远不能满足大塘港“生态战略”的发展要求。

3.3 存在的问题

3.3.1 库区污染源分布广,治理难度大,水质状况不容乐观

区域内各种污染物大量进入大塘港,对水质产生了极大的影响,由于量大面广,治理难度较大。其中,农业面源污染以化肥、农药及水土流失为主;农村居民、旅游产生的生活污水一般经简单处理后大部分直接排入河道,两岸禽畜及虾塘养殖较多,对水质产生了较大影响;此外,流域内高污染和高排放的生产企业仍然存在,排水口水质距达标要求差距较大。经水质监测统计,大塘港综合水质评价为Ⅴ类,呈富营养化趋势,水质状况不容乐观。

3.3.2 水库沿线景观单一,不能满足大塘港 “生态战略”的发展要求

大塘港地处象山县蟹钳港—岳井洋区域,是象山县重要生态保护区,两岸主要为农田、桔园等,景观单一,堤防坍塌严重,杂草丛生,现状沿岸景观体系远不能满足大塘港 “生态战略”的发展要求。

4 治理对策研究[1]

4.1 水库水环境容量控制

本文所指水环境容量为:在90%水文保证率条件下,大塘港为Ⅱ类水质目标所能承受的最大污染物排放量。采用总体达标水环境容量计算方法,对于湖库等计算采用公式为:

式中:W为水域的水环境容量,T/d;q为旁侧入流流量,m3/s;Cs为研究水域的目标水质浓度,mg/L;V为水域水文条件下的水体体积,m3;K为污染物综合降解系数,1/d。

根据上述计算方法,大塘港近期水环境容量按照Ⅲ类水质目标计算,远期水环境容量按照Ⅱ类水质目标计算,结果见表4。

表4 大塘港水环境容量表 t/a

4.2 污染物入库总量控制

根据研究区域水环境容量计算结果和污染物调查情况确定剩余水环境容量。剩余水环境容量可按下式计算:

式中:W剩余为水域的剩余水环境容量,t/a,当 W剩余为正数时,表明水域还有环境容量。当W剩余为负数时,表明水域已经没有环境容量,该数值为污染物削减量;W为水域的水环境容量,t/a;W排入量为现状情况下排入水域污染物量,t/a。

计算结果显示,大塘港近期为达到Ⅲ类水质目标其污染物削减量TP为203.56 t/a、TN、COD及氨氮环境容量均有剩余;远期为达到Ⅱ类水质目标其污染物削减量TP为207.98 t/a、TN为24.20 t/a、氨氮为20.56 t/a。

4.3 生活污染源治理对策

(1)农村生活污水治理。生活污染源治理措施主要包括修建生活污水收集和处理系统,并确保正常运行,实现生活污水达标排放,杜绝生活污水直接入河。

(2)农村生活垃圾治理。目前,农村90%以上的生活垃圾已进行集中处理,但由于管理上的欠缺、垃圾运输压力大等问题,目前在水库流域范围内仍有成堆的生活垃圾,需在规划期内全部清除。

4.4 农业污染源治理对策

根据已有经验并结合当地实际情况,主要通过以下措施,加强对农业面源污染的控制。

(1)调整农业产业结构。在保证粮食生产的前提下,着重调整农业产业结构;利用农村特有田园风光,在远离水库库区村庄适度发展生态型休闲农业,实现水库水资源保护、旅游开发和农村经济有机结合。

(2)加强化肥施用管理。加强农田养分管理,积极研究推广配方施肥、平衡施肥等高效施肥技术,根据不同作物不同时间不同土壤的施肥品种和施肥量,调整氮、磷、钾比例,提高化肥利用率,减少污染。

(3)推广集水农业技术。实施集水农业技术,变革耕作方式,坡面水系整治和坡改梯,提高水肥利用率,以减少污染。通过轮作、等高耕作、套种、混播、覆盖耕作、深耕、收割留茬等集水农业技术,建设基本农田,合理利用土地,防止水土流失,实现农业生态良性循环。

4.5 工业污染源治理

全面实施农村工业企业向园区集中,水库流域范围内农村各类污染企业必须配套与排放要求相适应的污染防治设施,进一步提高农村工业的治污水平,通过减量化、无害化和资源化,有效削减农村工业污染物的排放量,使农村工业在水库流域的污染负荷比重不断下降。治理措施如下:

(1)统筹规划、精心安排,大塘港流域范围内的农村工业企业应统一搬迁到乡镇工业园区。对于流域范围内排污较大的工厂,应坚决取缔,实行关停或搬迁,政府给予一定的经济补偿。

(2)大塘港流域生态保护区和生态治理区,禁止新建、扩建与供水设施及保护水源无关的建设项目;水库流域生态修复区内不得新建、扩建向水体排污的建设项目。

(3)加强对农村工业企业的监督管理,严格执行企业污染物达标排放和污染物排放总量控制制度,发展循环经济,推行清洁生产。

4.6 畜禽养殖污染源治理对策

在规划期内,对在水库流域生态治理区、生态保护区内的禽畜养殖场,实行关停或搬迁;对于水库流域生态修复区内的禽畜养殖,建设禽畜养殖场废弃物综合利用、污染治理等设施。

综合水库流域内农村实际情况,因地制宜,积极探索农牧结合方式,通过禽畜排泄物转化为有机肥、沼气等途径,切实提高资源的有效利用,减少环境污染,促进种养业的协调发展。

4.7 旅游业污染源治理对策

随着大塘港流域范围内旅游业项目的增加,景点知名度的提高,人类对大塘港流域造成了一定的污染。主要治理措施如下:

(1)禁止开展库区水面的水上旅游项目。

(2)水库流域内所有农家乐必须到环保部门补办环境影响评价手续,新建的必须提前办理并严格执行建设项目“三同时”制度。取缔和规范集雨区内无证经营的农家乐。

(3)位于水库流域范围内的农家乐,实行全面整改,必须设置污水处理设施,实现污水达标排放;对工作落实不到位或拒不进行限期整改的,坚决取缔;在饮用水源一级保护区内禁止经营农家乐。

4.8 河道整治工程

为解决大塘港过村段沿岸污染物局部超标、河道水质恶劣、河床淤积等问题,采取人工湿地及食物链生物操纵技术,双连峙村已建生物复合型人工湿地,面积约4 000 m2;大塘港放养鲢鱼60万尾,鳙鱼45万尾。针对水库集水区内定塘镇、新桥镇、晓塘乡3个乡镇的溪道和河流进行拓宽、清淤、护岸等处理,河道整治长度为92.08 km。