钱塘江上游水土流失造成的面源污染及防治措施探讨——以衢州市为例

朱方旭,翟翠红

(1.常山县水土保持科学试验站,浙江 常山 324200；2.常山绿满坡水土保持技术咨询服务有限公司,浙江 常山 324200)

钱塘江是浙江的母亲河,其源头有南、北两源。北源(正源)新安江经淳安县至建德市与兰江汇合,南源衢江上起衢州市常山港、江山港合流的双港口,下迄兰溪市纳婺江接兰江。衢江虽然为南源,但流域面积和年均径流量均较大,为钱塘江的干流,如果衢江受到严重污染,则下游地区的饮用水安全将受到威胁。

因此,作为钱塘江的南源,保护好源头的一江清水,为下游人民送出优质的水资源成了衢州地区的当务之急。当前点源排放已经得到控制,而面源污染渐渐成为渠道、水库以及河道富营养化的首要贡献者,其中因水土流失造成的面源污染占了较大的比重。水土流失不但是面源污染的重要来源,而且也是面源污染形成的重要载体。过度的垦殖、不合理的生产建设、盲目的低丘缓坡开发以及不注重水土保持设施的保护都将导致土壤侵蚀、养分流失,从而加剧面源污染。

1 研究区域概况

衢州市位于浙江省西部,钱塘江上游,金 (华)衢(州)盆地西端,南接福建南平,西连江西上饶、景德镇,北邻安徽黄山,东与省内金华、丽水、杭州3市相交。全市总国土面积8841.1km2,耕地面积 1405.4km2,园地763.3km2,林地5396.2km2,交通水利用地140.2km2,城乡建设用地385.7km2(其中城市用地54.2km2),未利用土地413.9km2(其中水域面积112.2km2)。

衢州市属亚热带季风气候区,雨量充沛,雨日为124～192d/a,多年平均降雨量1500～2300mm,山区多于丘陵平原,降雨年内分配不均；多年平均年水面蒸发量为800～1000mm。全市土壤有11个土类,18个亚类,50个土属,99个土种,地带性土壤单一,非地带性土壤复杂多样。丘陵山地的土壤主要是红壤、黄壤、紫色土、石灰岩土、粗骨土、石质土等。

衢州境内河流绝大部分属钱塘江水系,面积达8332.6km2,属长江鄱阳湖水系的流域面积515.8km2。钱塘江水系的常山港与江山港在衢州市区双港口汇合后称衢江。境内有流域面积50.0km2以上的衢江一级支流常山港、江山港、乌溪江、庙源等14条,有属于长江鄱阳湖水系的苏庄溪、下庄溪等6条。

2 水土流失对加剧面源污染的相关研究

水土流失产生的面源污染主要体现在2个方面：一方面为自然条件下降雨的冲刷及形成径流后产生农田、林地等的土壤流失；另一方面主要是对土地的不合理利用,尤其是施肥、农业耕作以及大量的开发建设项目对水保设施的破坏而加剧的土壤侵蚀产生的水土流失。

众多相关研究均表明人类活动加剧了水土流失,大大提高了污染物进入水体的数量和速度,加剧面源污染。例如,秦皇岛的洋河水库周边没有工矿企业形成的点污染源,但是由于水库周边山上林木覆盖率低,水陆交界带裸露,库内几乎无大型水生植物,水土流失严重,导致大量营养盐流入水库,水库水体已达到严重的富营养化[1]。又如,深圳市的清林径水库富营养化影响的预测研究亦表明,水土流失极大增加了水库水体营养盐负荷,从而加速水质富营养化的进程[2]。

国内外许多河流、湖泊污染现状调查与评价数据均表明在面源污染中,降水造成的污染是主要因素。坡地地表径流不可避免地造成水土流失的结果,农业中肥料的流失大部分因归于水土流失,最终肥料流失加剧了水体及湖泊的富营养化问题。例如,杭州市余杭区农业面源污染对整个环境污染的贡献已超过工业污染[3]。

3 衢州市水土流失及造成面源污染现状

衢州市属于水力侵蚀为主的南方丘陵红壤区,水土流失的类型主要是水力侵蚀,主要分布在南部低山丘陵区,表现形式主要是坡面侵蚀,亦有浅沟侵蚀及小切沟侵蚀。根据2010年浙江省水土保持公报成果,衢州市共有水土流失面积940.91km2,占该市国土面积的10.63%。根据衢州地区的污染源调查COD指标面源污染的贡献率达到34.0%,氨氮的贡献率达到65.8%,氮磷等元素的流失量贡献率比例则更高,对于常山、开化等工业企业较少的源头县,面源污染的比例则更大,面源污染中有很大一部分是来自水土流失。

以开化县为例,该县水污染的主要因素是工业污水和农业面源污水。据环保部门监测,就COD、总氮、总磷而言,农村农业面源污染在全县总体污染负荷已超过工业企业[4],农业的水土流失问题形势严峻。通过对常山县的调查发现,部分农村地区的水塘、小河流已经出现了严重的污染,如常山县城的南门溪、内河均出现了不同程度的富营养化现象。

在《关于加强钱塘江流域水资源水环境保护与利用的调研报告》中更是指出,氨氮、总磷已成为钱塘江流域最主要的超标因子,多个湖库水体出现富营养化现象,且有日渐变差的趋势。衢州市单位面积氮肥和磷肥施肥量高于全国水平,而我国的化肥使用密度本身就是全球最高,过量的化肥使用以及没有良好的水土保持措施,造成氨氮、总磷转变成为钱塘江流域最主要的超标因子,部分水库、内河渠道等出现富营养化现象,对下游的饮用水安全存在较大的隐患。

造成这些现象的重要原因是,一方面,农村地区产生的生活垃圾、生活废水等无法收集处理,直接排放进入水体；另一方面,农田中化肥等的大量使用以及开发建设项目不注重水土保持工作,造成水土流失使得水体中污染物含量大量增加。特别值得注意的是,因水土流失产生的N、P元素的大量流失所造成的面源污染问题没有得到足够的重视。

衢州市的开化、常山等地区作为钱塘江的南源,近几年对点源污染严格控制,对涉及水污染问题的重污染项目坚决取缔,在招商引资上侧重绿色环保型企业,对控制源头地区的污染排放起到了立竿见影的效果。然后因面源污染问题,源头地区的部分小流域依然出现了水质污染现象,其中一大部分是由于农田、经果林的大量施肥并且没有采取有效的保土、保水、保肥的技术措施；另一方面由于近期大量的开发建设项目的上马,特别是杭新景高速公路的建设,在常山地区穿越饮用水源保护区芙蓉水库库区,建设单位缺乏水土保持意识,在当地水保执法部门的严格执法下仍然会出现表土未按要求剥离及堆放等问题,以上问题均会因水土流失而产生新的面源污染。

4 衢州市水土流失形成面源污染的防治措施

水土流失形成的面源污染要采取预防和治理相结合的措施,针对衢州市作为钱塘江源头地区的特点,采取符合当地特点的有效防治措施,结合当地水土保持监督执法的多年经验,提出预防监督、源头控制、生态修复相结合的综合防治措施。

4.1 预防监督措施

(1)加强水土保持的宣传力度。加强水土保持的宣传工作,使企业在建设过程中能自觉重视水土保持工作,组织业主进行水土保持的专业教育。政府从政策上大力支持水土保持工作并结合新农村建设,对农村的垃圾进行定点收集,防止农村建筑垃圾随意弃入小溪中。

(2)提高水土保持的监督执法地位。定期与环保、质检、安监、国土等部门开展联合执法,对大项目采取政府制定联合执法的形式,对中小型项目水保监督管理部门可以采取邀请联合执法的形式,水利部门可以自行或邀请其他部门一起建立水土保持工作协调小组,在执法过程中按照 《水土保持法》的要求,建立严格的三同时制度。

(3)形成水土保持方案与环评方案联动机制,水土流失在环境中属于生态影响型与污染型双重因素。根据环评法的要求,对于需要编制水土保持方案的建设项目,环评批复前需有水土保持方案的批复。通过水保方案的严格编制与审批把关,可以为环评的审批提供重要依据。通过2个主管部门的配合,将水土流失造成的面源污染及生态影响降至最低。

(4)加强水土保持监测。对开发建设项目实行严格的监测制度,加强执法监督的同时用水土流失产生的泥沙及氮、磷元素的流失量来说明水土保持工作的重要性,同时开展小流域的动态监测。

作为钱塘江的源头地区,常山县水保站在日常的监督检查过程中已经采取了上述措施,达到非常理想的效果。此外,还根据太湖流域水保监测中心站的要求已经开始准备新建马车溪水土流失小流域控制站,计划通过长期的小流域监测来反馈水保监督及生态治理的效果。

4.2 源头控制措施

衢州地区水土流失形成面源污染问题主要由城市和农村地区2部分组成。通过采取源头控制措施,能有效减少水土流失量,从而减少面源污染的产生。

4.2.1 城市水土流失控制

城市水土流失主要体现在建设活动中地貌植被将遭受大面积的毁坏,水保防治措施滞后；建设过程中产生大量弃渣、弃土,没有很好的采取覆盖和拦挡措施,造成大量的水土流失。城市水土流失控制措施主要体现在加强执法监督、增加水保投入2个方面。以严厉查处违法造成人为水土流失案件为手段,促使开发建设单位自觉履行水土保持法所规定的义务,对水土保持措施的设计要符合衢州地区的实际情况,对于重大项目水保监测监理工作要到位。对于因建设造成的植被大量破坏问题,工程建设完工后要及时绿化,在道路、房屋四周空地上栽种林草等植被。政府要加大水保投入,将水土保持费切实用到改善环境、增加绿化、水土流失治理等上面来。特别是对于常山、开化2个山区县,开发建设项目涉及的土石方量较大,破坏的水土保持设施面积也较大,应该加强水土保持监管。

4.2.2 农村水土流失控制

衢州农村地区范围广、分布较为分散,给面源污染的防治带来了难度,农村地区水土流失对面源污染的贡献主要体现在农业生产及生活建筑垃圾随意丢弃。农村地区水土流失引起的面源污染控制措施,主要体现在推广生态环保的农业耕作方式以及农村垃圾的集中收集这2方面。农村中生活垃圾要集中收集,防止对河流的直接污染,建筑垃圾不可随意倾倒在河流中,需要集中堆放处理,并且做好建筑垃圾堆放区的覆土绿化或重新利用等工作。

对于农业生产方面,化肥、农药的大量使用以及不合理的耕作制度都会因水土流失而加剧面源污染。要想有效控制土壤侵蚀,必须坚持工程、耕作、林草3大措施并举才能有效。工程措施主要包括梯田、截流沟、蓄水池、地埂等,通过地形的改变控制水土流失,提高农田的蓄水保肥,起到减少面源污染的效果；耕作措施主要是深翻耕地,增加土壤的通气和蓄渗水性能,减少地表径流和土壤的冲刷,起到减少农业面源污染；林草措施主要是部分有条件的地区开展退耕还林,森林可有效地使雨水进入土壤层,可减少雨水冲蚀所造成的面源污染[5]。

针对衢州地区农村和城市的特点,采取上述合理的水土流失源头预防措施,就能起到很好的面源污染控制效果。

4.3 生态修复措施

当前河道治理中,以防洪为中心,采取截弯取直、巩固河堤等措施来提高河流的排洪疏浚能力,这些措施在短时间之内能确保防洪安全,但从长远来看却对河流的生态系统造成了较大程度的破坏。原本自然河岸两边的生态系统不复存在,河流自身的净化能力大大降低,因此在源头地区应多采取生态修复措施,不但可以提高河流的自净能力而且可以避免末端治理过程中的二次污染。通过结合当前浙江省开展的小流域治理工作,在钱塘江上游地区建议采取生态护岸及人工浮岛2种切实可行的生态修复措施。

4.3.1 生态护岸的建设

生态护岸是在传统护岸的基础上进行改进,它不仅重视河道的防洪,同时也强调生态环保。河道在生态修复中宜采用自然材料,如河堤可采用乔、灌、草立体防护；在河道内则可营造适宜生物栖息的环境,在大坝处增设过鱼通道等,通过模拟自然状态,促进自然生态系统良性循环[6]。

目前在衢州市的常山地区,芳村溪治理工程中已经出现了混凝土预制砖护岸,该护岸采用混凝土预制的六棱形空心砖护坡,它不仅有一定的抗压强度,而且有大量的连续空隙,透水和透气性均良好,该生态护岸的建设既能保护堤岸不受侵蚀,又能在空隙中播种灌、草植物,从而促进水质净化。其他常见的生态护岸还有藤条倒挂式生态护岸、岸边植物定植堤岸防护措施、石笼护岸模式、栅栏护岸模式、木桩—石材复合型生态护岸等。

结合钱塘江源头地区的实际情况,要改变当前河道整治过程中不关注生态建设而仅以防洪为中心的全硬化形势的护岸模式,应针对河流的规模、防洪的要求等结合实际分段采取原始护岸、生态护岸、浆砌石护岸等。

4.3.2 人工浮岛的建设

人工浮岛技术是模仿植物自然生长规律,在水面上设置浮体,将一些喜水植物种植于浮体上,利用植物的根部吸附和吸收作用,将水中的氮、磷等污染因子去除,可以有效防止水体的富营养化污染[7]。

当前作为钱塘江源头地区的衢州市,下辖的各县城内河均有不同程度的污染,内河的特点是水量大、水体流速较慢,停留时间长、受区域城市污染物干扰较大,容易引起富营养化等问题。人工浮岛技术施工简单、工期相对较短、对周围的环境影响小、材料费及施工费均较低,上述优点使人工浮岛在净化城市内河水质方面具有独特优势。结合当地实际情况,人工浮岛技术适合于衢州源头地区的广大农村地区的水塘水库、城市中的内河等景观水质的改善。

目前常山县城的内河已经采取了人工浮岛技术,取得了非常好的效果,使得县城的景观、内河的水质均得到了提升；衢州市区的南湖、斗潭河等都在开展内河水系清淤及生态水环境提升工程,通过设置生态浮岛、种植水生植物,均取得了良好的效果。

5 结 语

衢州作为钱塘江的南源,水土保持工作形势依然严峻,水土流失对面源污染的贡献不容忽视。在今后的水土保持工作中,一方面通过预防措施即加强监督执法工作,加大源头控制,关注农村地区水土流失引起的面源污染,从而在源头上减少水土流失的形成；另一方面通过末端的生态治理措施即生态护岸的建设及人工浮岛技术的推广,通过2方面的结合将钱塘江南源衢州地区的水土保持工作科学地推进,为钱塘江的一江清水做出应有的贡献。

[1]杨永涛.国内淡水水体富营养化危害及其防治 [J].济宁学院学报,2009,30(3)：27-29.

[2]欧阳球林.清林径水库水体富营养化的初步调查研究[J].江西水利科技,2000(3)：151-155.

[3]吴希嫒,张丽萍.坡地水土流失对水体富营养化贡献的研究进展 [J].水土保持研究,2006,13(5)：296-298.

[4]兰章宣.钱塘江源头水资源污染防治研究 [J].安徽水利水电职业技术学院学报,2011,11(1)：15-17.

[5]王亚娟,杨亚娟.水土保持在农业非点源污染防治中的作用[J].水土保持应用技术,2007(5)：35-36.

[6]刘永录,徐晓锋.河道生态修复及堤防护岸技术模式探讨[J].亚热带水土保持,2012,24(2)：53-56.

[7]王吉力,刘阳.人工浮岛技术应用前景[J].环境保护科,2008,34(5)：23-25.