三峡库区及上游流域农村面源污染控制技术与工程示范

谢德体

（西南大学，重庆 400715）

三峡水库是我国超大型水库，175 m水位正常运行后具有393亿m3的库容量，是我国的淡水资源战略储备库。近年来，三峡库区及上游农村面源污染问题日益突出，对三峡库区水环境安全形成了严重威胁［1］。本文从三峡水库入库污染负荷减量控制的基本需求出发，针对湖泊型深水水库的人工反季节调蓄特性，揭示三峡库区及上游地区流域面源入库污染负荷的关键影响因素，形成三峡库区及上游流域面源污染控制的关键技术体系。通过技术措施的实施，整体提升三峡库区及上游流域农村面源污染综合防治技术能力和环境管理水平，为三峡水库水环境综合整治提供经济可行的技术支撑。在此背景下，针对三峡库区及上游流域水土流失严重、面源入库污染负荷高的问题，笔者所在课题组以入库污染负荷减量和改善库区水质为目标，重点开展了库区及上游面源污染源解析、负荷减量技术集成与综合防控对策、库区上游川中丘陵—平原区农村面源综污染综合防治技术研究与集成示范、库区周边丘陵农业区农村面源综污染综合防治技术研究与集成示范、消落带生态构建及流域面源污染阻隔技术研究与集成示范以及基于种养平衡的库区上游流域农业面源污染阻控技术研究与集成示范五方面工作。

1 三峡库区及上游流域农村面源污染控制技术研究成果

通过关键技术突破、集成创新与综合示范，笔者所在课题组研发了“三峡库区及上游流域轮作农田（地）、柑橘园面源污染防控技术”等4类19项面源污染控制关键技术，建设了“库周丘陵农业区农村面源污染综合防治示范工程”等3项示范工程，发表论文100余篇，获国家发明专利授权20余项。

1.1 三峡库区及上游流域生态养殖（养猪）种养循环技术与模式

以“适度规模—种养结合—土地消纳—粪污资源化利用”为核心，进行三峡库区及上游生态养殖（养猪）种养循环技术与模式的研发与集成。针对三峡库区及其上游养殖粪污污染严重的问题，形成了三峡库区规模化以下移动式生态养殖（养猪）技术与模式、三峡库区规模化以上生态养殖（养猪）种养循环技术与模式、库区上游流域生猪养殖粪污低污染排放及资源化利用技术与模式3套生态养殖（养猪）种养循环技术与模式，以及配套的带垫层的养殖发酵床技术和循环管网沼液使用技术2项核心技术，为三峡库区及上游流域农村养殖污染防控提供技术支撑。

1.2 三峡库区及上游流域轮作农田（地）、柑橘园面源污染防控技术

以“源头减量、径流调控与氮磷流失阻控”为核心，进行三峡库区水稻—榨菜轮作水田、玉米—榨菜轮作旱坡地、优质柑橘园和库区上游流域水稻—油菜轮作水田、玉米—油菜轮作旱坡地面源污染防控技术的研发与集成。针对三峡库区及上游流域轮作农田（地）及柑橘园氮、磷流失特征，研发集成三峡库区粮菜轮作旱坡地面源污染防控技术、三峡库区稻菜轮作水田面源污染防控技术、三峡库区优质柑橘园秸秆还园大球盖菇套种栽培利用面源污染防控技术、丘陵山地4DAgro四维农田面源营养迁移累计监测模拟技术、三峡库区农田面源污染控制的P指数施肥技术、库区上游旱作坡地水土及氮磷养分流失阻控集成技术以及库区上游水田氮磷流失阻控技术7项核心技术，为三峡库区及上游流域轮作农田（地）、柑橘园面源污染防控提供技术支撑。

1.3 三峡库区及上游小流域农村面源污染防控技术

以“景观优化配置—污染物低能耗处理—多级拦截消纳”为核心，进行三峡库区及上游小流域农村面源污染防控技术的研发与集成。针对三峡库区及其上游小流域氮、磷排放特征，研发集成三峡库区小流域水田生态系统恢复与重建技术、三峡库区小流域“农—桑”生态保育模式、农村户用生活污水处理技术与装置、农村户用生活垃圾发酵技术与装置、蚯蚓生物处理污泥、畜禽粪污及农业废弃物技术以及可净化面源污染的消落带梯级人工湿地构建技术6项核心技术，为三峡库区及上游小流域农村面源污染防控提供技术支撑。

1.4 三峡库区及上游流域山地丘陵耕作田块修筑技术

以“径流调控、氮磷流失阻控和耕地质量提升”为核心，制定了三峡库区及上游流域丘陵山地耕作田块修筑技术实施原则、目标、内容及技术要点等。结合三峡库区及其上游流域地形地貌特征，采用坡度与最小耕作单元法对耕作田块修筑工程区进行规划设计，不同修筑工程区对应不同的耕作田块修筑类型。耕作田块修筑带动了农业产业与适度规模经营的发展，随着资金的引入带动耕作技术和施肥技术的不断提高，其化肥、农药的投入量将显著降低，从根本上减少化肥、农药等污染物的投入。

2 三峡库区及上游流域农村面源污染控制技术示范应用效果

研发集成的库周丘陵农业区农村面源污染立体防控综合技术体系，针对库周丘陵农业区地形地貌特点、土地利用方式以及典型种植模式，以小流域为单元，系统将农村居民点（分散型）—旱坡地和柑橘园—水田—消落带多重拦截与消纳农村面源污染物耦合应用，构建高效农村面源污染防控模式，形成适合库周丘陵农业区种植特点以及农业发展趋势的农业面源污染立体防控综合技术体系［2］。通过“库周丘陵农业区农村面源污染综合防治示范工程”的示范、应用与推广，核心示范区累计2 359 hm2，技术示范区累计18 870 hm2，技术辐射区累计45 280 hm2，三区累计66 509 hm2。示范区4 a累计减少化学氮肥（纯氮）使用10 373.86 t，化学磷肥（五氧化二磷）使用4 121.54 t，节约肥料投入6 003.40万元，化肥利用率提高了5.6%；消纳作物秸秆33 705.00 t，畜禽养殖废弃物资源化利用达到84%；示范区氮磷减排分别为3 073.92 t和83.70 t（以纯氮和五氧化二磷计）。该技术体系在削减氮肥、磷肥投入的基础上保证稳产，同时消纳种植业秸秆和养殖业畜禽粪便，减少径流养分及泥沙流失量，改善了农业生态环境，引导传统的资源消耗型农业向资源循环利用型农业转变，在三峡库区中部涪陵—丰都段实现了大规模的应用与推广，农村面源污染防控效果显著。