海宁市农田退水“零直排”治理现状、问题与对策建议
2023-02-09尤滨乾贾伟忠葛佳颖林蔚红杨丽阮赞誉沈秋兰居梦婷程勤海
尤滨乾,贾伟忠,葛佳颖,林蔚红,杨丽,阮赞誉,沈秋兰,居梦婷,程勤海*
(1.海宁市土肥植保能源技术服务站,浙江 海宁 314400;2.海宁市长安镇农业农村办公室,浙江 海宁 314400;3.浙江省耕地质量与肥料管理总站,浙江 杭州 310020)
浙江省海宁市地处太湖流域杭嘉湖平原,亚热带季风气候,素有“鱼米之乡”之称。区域内河网密布、池塘湖泊众多,农作物以水稻为主,种植面积约1.1万hm2。据测算,每年稻田退水氮、磷流失量达397.85 t、8.50 t[1],对河湖水生态健康构成不利影响,每年7—9月部分河流断面总磷浓度呈季节性超标[2]。
为切实减轻稻田氮磷流失对区域内水环境的影响,海宁市于2017年承担和实施了国家级太湖流域农业面源污染综合治理试点项目,在丁桥镇新仓村建立稻田退水治理核心示范区193 hm2,采用连锁六边形、鱼鳞穴、阶梯等形式建设农田氮磷生态拦截沟渠系统3 313 m,配套生态调蓄塘0.5 hm2,于2018年被评为省级优秀沟渠系统[3]。在此基础上,海宁市不断创新治理模式,着力提升运维管护水平,至2021年末,全市已累计建成生态沟渠总长16 959 m、农田汇水面积1 108.7 hm2,并且逐步迭代升级,形成了以农田氮磷生态拦截沟渠系统为核心的稻田退水“零直排”治理技术体系。2021年7月,发布《海宁市加快推进稻田退水“零直排”工程建设行动计划(2021—2025年)》,正式启动和全面推进农田退水“零直排”治理工作[4]。
由于起步相对较早,海宁市在治理工程建设与运维方面逐渐积累形成了一定的经验。本文结合海宁市近年来农田退水“零直排”工程建设与运维的实践,分析了当前“零直排”工程建设与运维的现状、存在问题及解决对策,以期为进一步开展农田区域退水“零直排”治理提供参考借鉴。
1 治理现状
1.1 主要建设模式
根据《稻田退水“零直排”工程建设技术导则(试行)》(以下简称《技术导则》),海宁市因地制宜,结合稻田所在区域地形地势、周边水体资源分布等特点,主要采用了全封闭式、半封闭式、开放式三种建设模式[5]。
1.1.1 全封闭式
在退养水塘、断头河浜、小河道等小水体资源丰富的区块,构建“生态沟渠-生态湿地-调蓄回灌”系统,实现区域内稻田退水的循环利用与“零排放”。
1.1.2 半封闭式
在小水体资源相对不足的区块,构建“生态沟渠-生态调蓄塘-生态净化带”系统,稻田退水经生态塘调蓄处理后,除部分回用外,其余部分流入生态缓冲带经深度净化后再进入受纳水体。
1.1.3 开放式
在农田周边没有封闭小水体资源利用的区块,构建“生态沟渠-生态净化带”系统,将附近小河道改造成为生态净化带,稻田退水经生态沟渠和生态净化带逐级拦蓄降解后再流入受纳水体。
1.2 治理工程建设
海宁市明确将“零直排”工程作为全域土地综合整治、高标准农田、小型农田水利等项目的必备内容,要求同步设计、同步建设、一体推进;对于单独建设的“零直排”工程项目,市财政按建安费的50%进行补助[4]。市级以上财政投入比例相对较高的项目在具体立项时,对起点高、技术新、效果好、示范性强的工程给予优先考虑。截至2022年底,海宁全市累计投入资金6 300万元,建成生态沟渠系统2.5万m、生态调蓄塘1.2 hm2,稻田退水“零直排”治理面积1 400 hm2,其中:全封闭式153.3 hm2、半封闭式386.7 hm2、开放式860 hm2。此外,作为技术扩展,全市稻鱼综合种养“零直排”技术应用面积760 hm2。根据《海宁市稻田退水“零直排”工程建设规划(2021—2025年)》(以下简称《规划》),接下来还将每年建设“零直排”治理工程1 400 hm2,目标是:至2025年底实现“零直排”治理面积5 600 hm2以上[6]。
1.3 运维管护
海宁市按照“建管并重”和“谁受益、谁负责”的原则,明确市、镇、村三级建后管护工作职责,建立长效管理机制,市镇两级开展定期检查指导并在每年年底共同对已建“零直排”工程进行考核打分(打分项包括:建设规模、内容与质量情况,标识标牌与责任落实情况,构筑物和植物的维护情况,整体美观度与系统运行情况,肥药减量和氮磷减排情况等[5]),确保“零直排”治理设施建好管好用好。同时,为切实减轻基层资金压力,对于稻田退水“零直排”治理工程所在村,市财政每年按区块内水稻实际种植面积给予1 500元·hm-2的管护资金支持,镇(街道)配套不少于市级补助,对于管护不到位的不予补助,并取消镇(街道)的评优资格。
2 存在的问题与困难
2.1 受粮田布局与设施现状影响,“零直排”工程难以全面展开
2.1.1 粮田布局碎片化问题严重
无论从工程建设运维的技术实践出发,还是从耕地空间布局的长远规划考量,稻田退水“零直排”工程选址应尽量选择在集中成片的稻田区域,一般要求稻田汇水面积在10 hm2以上。然而,全市11 426.7 hm2粮食功能区涉及图斑数1 156个,其中小于6.67 hm2的633个、小于3.33 hm2的399个,单个区块不足6.67 hm2的就占了89.3%,给治理工程的选址与布局形成很大制约。
2.1.2 已建成的高标准农田功能较为完备
截至2022年底,全市已建成高标准农田24 746.7 hm2,集中成片田块基本都建设了混凝土排渠且运行正常,再建生态排渠将导致重复投入;而《海宁市高标准农田建设“十四五”规划》中储备入库的新建高标准农田项目仅1 073.3 hm2,“十四五”期间,全域土地综合整治每年能新腾出的农田也仅133.3 hm2左右。
2.2 受主观设计和客观条件影响,工程治水效果仍需不断提升
2.2.1 技术环节还存在一定短板
稻田排水具有时间集中、水量大等特点,水流侵蚀生态沟渠壁,易造成水土流失和渠底淤积堵塞;渠内植物生长旺季与降雨高峰期重叠,严重影响农田排涝;若遇极端高温干旱天气,生态沟渠水位不够,会导致菌种、水生动植物等失活失效,影响净化效果;目前考虑到客观条件等多方面因素,技术上要求每10 hm2稻田配套生态调蓄塘300 m3以上[5],但如果只按最低标准进行建设,理论上生态塘只能蓄纳承载0.3 cm稻田水量,容易发生水力冲击过载的情况。
2.2.2 全封闭模式占比偏低
稻田退水治理三种模式中,开放式在治理目标上仅能降解20%左右的氮磷指标[7-9],而全封闭模式可实现退水回用、循环灌溉,农田退水基本不外排,能显著减少对外河水质的影响。受农田周边河浜、水塘分布以及是否可建生态调蓄塘等地理条件限制,已建成的1 400 hm2中开放式占61%、全封闭式仅占11%,《规划》到2025年全封闭式占比也只能提高到16%[6]。
2.2.3 生态沟渠宽度偏大
由于受土壤质地、气象水文和地形地貌等的影响,海宁市生态沟渠一般设计宽度在2 m以上(传统沟渠仅0.8 m),不仅给跨沟渠的农事操作带来很多不便,而且也占用了更多的农地,使农田的经济效益受到影响。
2.3 受资金投入和管护机制影响,工程建设和运维压力较大
2.3.1 投资较高影响工程扩面
生态沟渠造价在500~2 000元·m-1(平均1 000元·m-1左右),而普通现浇沟渠仅需280元·m-1。全封闭模式投入尤高,如周王庙镇长春村40 hm2“零直排”治理示范区,投资达6万元·hm-2。
2.3.2 补助偏低影响建设积极性
目前项目来源主要有农业绿色发展、全域土地整治、小农水、高标准农田、粮食功能区改造提升等途径,其中农业绿色发展项目省级补助90%,但目前因资金用完已不再接受申报,其他项目市财政补助在50%~70%,缺口部分由镇村两级分担,基层资金压力较大。
2.3.3 管护机制不够健全影响工程长期效益发挥
虽然属地政府基本都制定了管护制度,但“重建轻管”思想依然存在,施工管护期内基本都能正常运维,管护期过后,部分农田区块极易出现运维资金投入不足、主体职责不明、管护措施不到位等情况。
3 对策与建议
3.1 打破已建工程限制,查漏补缺进行改造提升
对已完成高标准农田建设且排水系统运行正常的区块,对标《技术导则》要求,允许对其在尽量不破坏既有设施的前提下,按照“缺啥补啥”原则,因地制宜进行“零直排”化改造提升,并按单独建设的农田退水“零直排”工程进行立项布局和提供政策支持。针对相互间隔较近的零散田块,优先采用生态排渠贯通的方式连片成网开展“零直排”治理。加大土地全域整治力度,尽力扩大单个整治区域的面积,结合高标准农田改造提升等工作同步考虑建成区块的“零直排”工程建设。
3.2 加强实践探索和技术创新,不断完善工程设计
农田退水“零直排”工程建设是真金白银的投入,要依托科研院所和专家力量,充分汲取基层智慧,确保“零直排”项目设计合理、关键环节技术过硬,同时还要兼顾农业科技、农村环境与历史人文等要素的设计统一,做到既合规实用,又生态美观,既彼此协调,又彰显层次感[9]。要在工程实践中不断进行完善和优化,优先采用建维成本低廉且效果好的技术手段,慎重选择建维成本高昂的设施设备,切忌华而不实。针对生态调蓄塘耐水力负荷较弱的情况,推广应用稻田地表径流氮磷流失防控技术,通过有效减少稻田退水源头产生量、提高农田氮磷肥料利用率等手段,切实缓减末端治理系统的运行压力[10-12];针对“全封闭模式”回灌水塘建设受地理条件制约的问题,要充分利用水利圩区进行改造提升,使其兼具生态调蓄和回灌功能;要通过强化田间节灌控排系统的设计,进一步增强稻田“田面蓄水”功能,从而对生态调蓄塘功能实现部分替代或补偿,并使其他模式的治理效果也尽量向全封闭模式看齐。针对水土流失、影响排涝、动植物失活等问题,结合工程实践淘汰或改进一批生态沟渠样式[13-14],不断创新优化工程设计建造方案,更新《水生植物推荐名录》[15]。针对河滩、生态湿地等部分区域极易出现一枝黄花等外来入侵物种泛滥的问题,在试点研究的基础上积极推广应用巨菌草种植技术,利用巨菌草的生态排挤竞争优势挤占生态位,同时充分发挥其水土保持与氮磷消纳功能。针对生态沟渠跨度偏大问题,通过推广低压节水灌溉技术把灌渠从明渠改为暗管,从而节省土地以用于生态排渠建设;通过间隔设置跳板、结合拦水坎设置过渠支撑物、或辅以工程措施增加沟壁倾斜度等办法,方便跨沟渠的农事操作。
3.3 健全资金投入和长效管护制度,充分发挥项目长期效益
针对各类项目补助政策不一的情况,研究通过提低的办法进行统筹优化,适当提高市级财政投入比例,提高基层的建设积极性[16],同时鼓励引导在花卉、果蔬、苗木等种植业地块建设农田退水“零直排”治理工程。调整农田退水“零直排”建设工程指标的考核评价标准,从年终考核拓展到月赛季比考核,并且在日常定量考核的基础上增加定性考核内容,将做好运维管护、落实管护经费、设置水质监测点位、定期开展水质检测等内容纳入平时考核,逐步提高运维分数占比,以确保项目长期稳定发挥效益。不断完善农田退水“零直排”系统监测评价工作,在核心示范点构建数字化水质水量自动监测系统[17],用更翔实的数据对工程建设和运维效果进行更加科学全面的评估,持续提升农田面源污染治理工程的建设与运维管理水平。
4 结论与展望
海宁市的农田区域退水“零直排”治理工作,在工程设计上,因地制宜,将农田氮磷生态拦截沟渠系统与周边池塘河流分布紧密结合,通过拦截降污、生态调蓄、循环灌溉等措施实现农田退水的资源化利用与减量化排放;在建维管理上,建立工程质保期制度,同时充分发挥村“三小组长”和监督员作用,加强日常巡查监督;在运行管护上,注重与节灌控排、肥药双控、农村生态环境卫生等工作相结合,提升水肥利用效率,切实减少源头产生量,保障设施正常运行;在监测评估上,不断细化要求,2023年已将年度检测考核改为对稻田退水关键期进行跟踪检测考核,并在3个“零直排”治理示范区探索建设水质自动监测系统4套、通量监测系统1套,为进一步深化农田区域退水“零直排”治理提供数据支撑。