劉 北

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，黑龍江大慶163000)

大慶防洪工程轄區(qū)雨洪資源利用研究

劉 北

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，黑龍江大慶163000)

大慶地區(qū)位于松嫩平原腹地，地勢低平，經(jīng)常遭受周邊客洪和內(nèi)澇的侵襲。為保護(hù)石油石化和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，大慶地區(qū)防洪工程體系發(fā)揮了巨大的作用。近年來，隨著治水理念的改變和現(xiàn)實(shí)的需要，我們對工程保護(hù)范圍內(nèi)的雨洪、污水資源的再利用進(jìn)行了深入的研究，取得了一定的成效。

大慶地區(qū);防洪工程;雨洪資源利用;研究方法;技術(shù)路線;成果分析

1 研究區(qū)概況與主要特點(diǎn)

1.1 研究區(qū)地理概況

研究區(qū)位于黑龍江省西部嫩江干流左岸，呼蘭河分水嶺以西，烏裕爾河分水嶺以南，松花箋干流以北的松嫩平原。是國家和黑龍江省石油化工和農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的重要基地，總面積約 63 000余km2。

1.2 研究區(qū)自然環(huán)境條件

1.2.1 氣候

研究區(qū)屬中溫帶大陸性半干旱季節(jié)性凍土區(qū)，冬季漫長、嚴(yán)寒干燥，夏季溫暖多雨，降雨量年際年內(nèi)時(shí)空分配不均。

1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、土壤

本區(qū)地形地貌的特征是北、東部地勢較高。南部、西部地勢較低，泡沼較多，并有鹽漬、沼澤化發(fā)育。由于地形低，汛期常受洪水危害。土壤有暗棕壤、黑土、黑鈣土、草甸土、砂土、沼澤土、草甸鹽土、草甸堿土等土類。

1.2.3 水文

研究區(qū)河流主要有嫩江支流的烏裕爾河和雙陽河兩條天然河流，還有安肇新河和肇蘭新河兩條人工河流。區(qū)內(nèi)尚分布數(shù)以百計(jì)碟形洼地，常年或季節(jié)性積水，形成自然的閉流區(qū)。

2 研究意義及立題依據(jù)

2.1 研究意義

水資源短缺和水污染是研究區(qū)面臨的兩大水資源問題。其中，水污染問題越來越突出，并且，水污染使得水資源短缺問題更加嚴(yán)重。從辨證治污角度上講，雨洪污混合水的利用既是污水處理和處置的有效手段，也極大的解決了研究區(qū)內(nèi)水資源短缺問題。為此，對研究區(qū)內(nèi)水資源，污水的形成、排放量、水質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，并利用生態(tài)工程，綜合治理，變廢為寶，使污水成為可利用的再生資源，具有現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義。

2.2 立題的依據(jù)

1)20世紀(jì)60年代中期，為解決區(qū)域內(nèi)澇、鹽堿等自然災(zāi)害，研究區(qū)內(nèi)興建了安肇新河、肇蘭新河和王花泡、北二十里泡、中內(nèi)泡、庫里泡、青肯泡、雙陽河等滯洪區(qū)、水庫。在新的治水理念下，這部分雨洪資源將成為控制、凈化污水的有力支撐。

2)70年代以來，研究區(qū)內(nèi)先后興建了北部、中部、南部3個(gè)引嫩江水工程，近期引水總量達(dá)12億m3。這部分潔凈的嫩江水既為研究區(qū)生產(chǎn)生活提供了充足的水源，也為區(qū)內(nèi)的污水治理提供了有利的保證。

3)80年代中期以來，全國人大先后制定并頒布實(shí)施了《中華人民共和國水污染防治法》等法律、條例。為保護(hù)環(huán)境和水資源、防治水污染、實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用，提供了法律保證。

4)區(qū)內(nèi)的重要排洪納污水系—安肇新河建成了雨量監(jiān)測、洪水調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，為合理調(diào)蓄雨洪，實(shí)現(xiàn)雨洪污混合水的再生資源化，提供了安全保障。

5)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的污水絕大部分是生活污水和地面鹽堿，通過處理和工程調(diào)控，有利用的價(jià)值和可能。

3 研究方法與采取的技術(shù)路線

研究的路線與方法:運(yùn)用系統(tǒng)工程與生態(tài)學(xué)的原理，站在研究區(qū)域整體的角度，以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，以興利避害、變廢為寶、防治污染、改善生態(tài)環(huán)境為原則，實(shí)現(xiàn)把污水轉(zhuǎn)化為可利用的水資源的目標(biāo)。

堅(jiān)持定位定期與專題研究相結(jié)合;區(qū)域生態(tài)環(huán)境與小區(qū)試驗(yàn)研究相結(jié)合;引、蓄、用水與排、滯、泄水相結(jié)合;研究與學(xué)術(shù)交流相結(jié)合;研究與實(shí)踐應(yīng)用結(jié)合，邊研究便產(chǎn)生效益，進(jìn)行污水處理利用的系統(tǒng)性研究。

4 研究的主要內(nèi)容

主要內(nèi)容包括:

1)收集并研究相關(guān)文獻(xiàn)資料，編寫研究項(xiàng)目技術(shù)路線。

2)進(jìn)行地表水、地下水資源量與質(zhì)的研究，以評(píng)價(jià)區(qū)域水環(huán)境以及利用污水的必要性和可行性。

3)研究區(qū)內(nèi)引蓄、用、水工程和排、滯、泄工程的新功能、新定位。

4)研究區(qū)內(nèi)污水對自然泡沼、滯洪區(qū)水庫的影響及水質(zhì)狀況。

5)利用雨洪污混合水進(jìn)行魚、葦、農(nóng)田(玉米作物)和牧草(引進(jìn)雜交酸模植物)養(yǎng)殖以及灌溉可行性的研究。

6)研究富養(yǎng)水體內(nèi)水蚤(水蟲子)的利用價(jià)值。

7)研究污水沉積物對土壤的影響。

5 研究的主要成果

5.1 對松嫩低平原水資源狀況進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)價(jià)

水質(zhì)評(píng)價(jià):通過嫩干與松干環(huán)境地面水質(zhì)監(jiān)測研究表明，嫩江干流水質(zhì)好于松花江干流，松干主要因受承泄了安肇新河、肇蘭新河、拉林河、阿什河等支流的水質(zhì)的影響。但仍是較好的農(nóng)田灌溉和改善生態(tài)的優(yōu)質(zhì)水資源。

5.2 對區(qū)域內(nèi)的污水總量進(jìn)行研究

根據(jù)2005年研究區(qū)內(nèi)依安等16個(gè)市縣的不完全統(tǒng)計(jì)，工業(yè)廢水與生活污水排放量共29 021.38萬t，其中工業(yè)廢水占排污水總量的49.75%，城鎮(zhèn)居民生活污水占排污水總量的50.25%。

5.3 污水水質(zhì)研究結(jié)果與分析

5.3.1 農(nóng)田灌溉、土壤改良為目的水質(zhì)研究

安肇新河系統(tǒng)有王花泡等5個(gè)滯洪區(qū)。從pH、礦化度、農(nóng)田灌溉系數(shù)、氟化物含量以及自然植被覆蓋率觀測，以北二十里泡較好，由于有王花泡泄水和城鎮(zhèn)生活污水(處理后)水的補(bǔ)給，水量較穩(wěn)定，未出現(xiàn)過干涸的時(shí)候，其次是王花泡滯洪區(qū)，來水均來自鹽堿草原，未受工業(yè)廢水和生活污水的影響，仍處于自然狀態(tài)。

中內(nèi)泡滯洪區(qū)水質(zhì)略次于王花泡和北二十里泡滯洪區(qū)，但在有排水措施基礎(chǔ)上仍可用于農(nóng)田和草原灌溉。

庫里泡和老江身滯洪區(qū)，水質(zhì)不如以上3個(gè)滯洪區(qū)。老江身滯洪區(qū)為劣質(zhì)水，只有在有完善的排水措施并結(jié)合農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，才可有控制性進(jìn)行灌溉。

牛毛溝水庫水質(zhì)研究結(jié)果不適于農(nóng)田和草原灌溉之用，但在特旱年水源極缺并有完善排水和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，可有控制性的用于農(nóng)田和草原的灌溉。

青肯泡滯洪區(qū)是肇蘭新河的源頭，2003—2007年研究期間對水質(zhì)進(jìn)行了研究，可以用于農(nóng)田、草原的灌溉，但鹽分和氟含量較高，應(yīng)采取排水工程措施。

青肯泡污水庫是肇蘭新河另一源頭。蓄水量較為穩(wěn)定，水質(zhì)受工業(yè)廢水影響較大?？捎糜诠喔?，但應(yīng)有排水措施。

八一水庫位于肇州鎮(zhèn)境內(nèi)，在有完善的排水工程條件下，可用于農(nóng)田和草原灌溉。

東吐莫泄水閘是烏雙二流域末端的排水泄水閘工程，通過水質(zhì)研究，可以用于農(nóng)田和草原的灌溉。

5.3.2 環(huán)境地面水水質(zhì)研究結(jié)果與分析

研究期間對區(qū)內(nèi)主要排雨洪污混合水的安肇新河、肇蘭新河和滯洪區(qū)，及研究區(qū)內(nèi)封閉納污泡沼的水質(zhì)，進(jìn)行了環(huán)境地面水水質(zhì)的研究。根據(jù)國家已制定的五類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分類，對未規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)成果亦匯總予以說明?，F(xiàn)將研究結(jié)果概述如下:

安肇新河分別在王花泡等滯洪區(qū)，于2005年10月的同期對環(huán)境地面水質(zhì)進(jìn)行了研究，根據(jù)國家制定的環(huán)境地面標(biāo)準(zhǔn)分類:

4個(gè)滯洪區(qū)，屬I類標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目有7項(xiàng)，占總研究項(xiàng)的50%;屬IV-劣V類有BOD5一項(xiàng)占總研究項(xiàng)目的7.1%;屬III類為一項(xiàng)。占總研究項(xiàng)目的7.1%。

5.4 用雨洪污水灌溉玉米作物和牧草(雜交酸模)

是指用經(jīng)過一定處理的工業(yè)廢水、生活污水與雨洪混合的水，灌溉農(nóng)田、牧草。為此，課題組選擇區(qū)內(nèi)中內(nèi)泡與庫里泡滯洪區(qū)進(jìn)行污灌研究，為區(qū)內(nèi)進(jìn)行大面積污水灌溉提供了經(jīng)驗(yàn)。

5.4.1 地理位置

試驗(yàn)研究區(qū)設(shè)在安肇新河下游的中內(nèi)泡與庫里泡兩個(gè)滯洪區(qū)管理站1 km范圍內(nèi)，每處面積約0.2 hm2。污灌植物為玉米作物和牧草(雜交酸模植物)。

5.4.2 基本情況

灌溉的水源、水質(zhì)分析:灌溉水源均來自安肇新河雨洪污混合水，灌溉水源充足;農(nóng)田灌溉系數(shù)5.974。

土壤類型:庫里泡與中內(nèi)泡牧草試驗(yàn)小區(qū)均為石灰性黑鈣土。玉米灌溉試驗(yàn)區(qū):為石灰類草甸黑鈣土。

玉米種子引自安達(dá)市種子站九單玉49種子。牧草(雜交酸模植物)來自烏克蘭共和國科學(xué)院新物種研究所，經(jīng)中科院封丘生態(tài)站試種多年的原種。

耕作、施肥:均為壟作，單位面積施底肥二銨50 kg/666.7 m2;追肥結(jié)合灌溉進(jìn)行，畝追施尿素40 kg/666.7 m2。

5.4.3 實(shí)驗(yàn)研究實(shí)施方案

玉米用污水灌溉試驗(yàn)研究:設(shè)灌溉試驗(yàn)對比地塊，灌與不灌地塊對照區(qū)的地形地貌、土壤類型、耕作、施肥、種子、播期和田間管理措施均相同。灌溉的水源為鄰近的中內(nèi)泡雨洪污的混合水。牧草污水灌溉試驗(yàn)研究分別在中內(nèi)泡與庫里泡管理站林地和農(nóng)田進(jìn)行。

5.4.4 研究結(jié)果與分析

污灌玉米增產(chǎn)增收:經(jīng)過2007年9月下旬田間測產(chǎn)調(diào)查，灌溉的玉米平均產(chǎn)量630 kg/666.7m2。

污灌玉米對土壤的影響:2007年6月27日與秋收的10月初對耕層土壤進(jìn)行了采樣分析，各項(xiàng)指標(biāo)均在國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)允許范圍之內(nèi)。

污灌玉米品質(zhì)鑒定:經(jīng)農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(哈爾濱)檢測鑒定，各項(xiàng)控制指標(biāo)均在國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，未見異常。

污灌牧草(雜交酸模)結(jié)果與分析:2006年5月末移栽后，一個(gè)生長期折合產(chǎn)鮮草2 500 kg/666.7 m2左右，可以直接喂雞、豬。

污灌牧草酸模植物對土壤的影響:經(jīng)對耕層土壤進(jìn)行了采樣分析，各項(xiàng)指標(biāo)均在國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)允許范圍之內(nèi)。

5.5 開展雨洪污混合水養(yǎng)魚

養(yǎng)魚試驗(yàn)研究區(qū)分北區(qū)南區(qū)2個(gè)試驗(yàn)研究區(qū)。總面積100 hm2。

初步結(jié)論:

1)在嚴(yán)重退化的蘇打鹽堿地，可以用安肇新河排出的雨洪、工業(yè)廢水與城鎮(zhèn)生活污水的混合水進(jìn)行養(yǎng)魚。

2)利用工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活污水混合水作為魚池的水源，是否含有不利人體健康的微量元素，需進(jìn)行長期研究。

3)如能引入優(yōu)質(zhì)的嫩江水稀釋以改善安肇新河的水質(zhì)，不僅可提高魚的產(chǎn)量，更可改善魚的品質(zhì)。

5.6 開發(fā)水蚤(水蟲子)的經(jīng)濟(jì)和利用價(jià)值

水蟲子學(xué)名為水蚤。屬于節(jié)肢動(dòng)物門甲殼綱中低級(jí)的種類。廣泛分布于富營養(yǎng)的泡沼、湖泊、水庫靜水環(huán)境之中。2006年6月繁殖旺季對品質(zhì)進(jìn)行研究，全量養(yǎng)分中全氮5.346%，全磷7.052%，有機(jī)質(zhì)52.67%。經(jīng)農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(哈爾濱)檢測鑒定，各項(xiàng)控制指標(biāo)均在國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，未見異常。

水蟲子的經(jīng)濟(jì)效益顯著，正常年產(chǎn)量庫里泡、中內(nèi)泡2個(gè)滯洪區(qū)達(dá)1 500余t，按干水蟲子80元/kg計(jì)算，總收入達(dá)12 000萬元，

由于水蟲子喜肥，在生長繁殖過程中，從水體中吸收大量的N、P、K營養(yǎng)物質(zhì)和微量元素，有利于水環(huán)境凈化和改善生態(tài)環(huán)境。

5.7 北二十里泡滯洪區(qū)水生物生態(tài)環(huán)境研究

北二十里泡滯洪區(qū)位于大慶市區(qū)，緊鄰石化總廠和東風(fēng)新村，經(jīng)廠內(nèi)處理達(dá)標(biāo)排放的污水直接排入滯洪區(qū)內(nèi)，又北鄰?fù)趸ㄅ轀閰^(qū)無工業(yè)廢水污染水的補(bǔ)給。

由于本課題研究需要，在確保行洪安全的前提下，使區(qū)內(nèi)水量穩(wěn)定保持在4 000萬m3以上。使水的環(huán)境質(zhì)量有明顯改善，現(xiàn)有維管束植物314種，野生動(dòng)物207種。為此，北二十里泡滯洪區(qū)已列為省二級(jí)濕地自然保護(hù)區(qū)，成為大慶的“城市名片”。

滯洪區(qū)還為城市綠化植物提供灌溉水源，由于污水中還含有豐富的氮、磷、有機(jī)質(zhì)等植物需要營養(yǎng)元素，為植物提供所需的水分和養(yǎng)分，減輕城市水資源供需的壓力。

5.8 利用封閉納污泡(沼)改良地面生態(tài)環(huán)境

封閉納污泡(沼)是林源煉廠、蘭星石化集團(tuán)與肇源皮革廠工業(yè)園區(qū)的工業(yè)廢水經(jīng)廠內(nèi)達(dá)標(biāo)處理后排入的專用封閉的納污泡(沼)。

封閉納污泡均是用重鹽堿嚴(yán)重退化的草原上筑堤而建的專用納污泡(沼)，鹽堿土和鹽堿化草甸土壤呈復(fù)區(qū)分布，鹽堿土和重鹽堿化土壤占復(fù)區(qū)的面積在50%以上，農(nóng)作物不能種植，牧草產(chǎn)量也不高。封閉納污后，植被尤其是蘆葦生長茂盛，水生動(dòng)物也大量出現(xiàn)。

5.9 重新認(rèn)識(shí)了大慶防洪工程的功能

60年代中期為防治洪澇災(zāi)害，研究區(qū)內(nèi)興建了王花泡等滯洪區(qū)，水面面積470.60 km2，庫容最大蓄水量78 351萬m3。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，雨量偏小，加以上游興建了雙陽河水庫，汛期來水減小，干旱、鹽漬又成為制約農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)脆弱的主要原因。為此，在建設(shè)了大慶防洪工程自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)的核算來水量，對滯洪區(qū)原為防洪單一功能適時(shí)進(jìn)行了調(diào)整，盡可能多蓄少排，達(dá)到了予期的改善生態(tài)，增加綜合效益目的。

6 結(jié)論、問題和建議

6.1 結(jié)論

1)研究區(qū)內(nèi)部缺少水資源，但是邊緣過境水量十分豐富，而且從農(nóng)田灌溉、土壤改良、生態(tài)恢復(fù)的角度都是優(yōu)質(zhì)水源，如大量引入該區(qū)域，可以在大的方面解決水體鹽堿化污染問題。

2)研究區(qū)內(nèi)的污水大部分是生活污水，其中有機(jī)物和氮、磷、鉀等營養(yǎng)物的含量較高，用以灌溉農(nóng)作物，即是對污水中營養(yǎng)物的充分利用，起到凈化污水的作用，同時(shí)也可以促進(jìn)作物的生長，達(dá)到節(jié)水、節(jié)肥、消除污染的目的。

3)污水雖然大量排入水體會(huì)造成富營養(yǎng)化，但是只要對污水進(jìn)行適當(dāng)處理，達(dá)到用途要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在很大程度上緩解水資源的緊缺狀況。充分利用防洪工程的雨洪資源，稀釋混合以生活污水為主的不良水體，用以發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖是可行的。

4)利用重度鹽堿退化草原潴留雨洪污混合水，能促進(jìn)水生植物的快速生長，從而營造出良性循環(huán)的動(dòng)植物生態(tài)環(huán)境。

5)以防洪安全為主的蓄泄工程，在科學(xué)調(diào)度，確保安全的前提下，是能夠發(fā)揮治理水污染、造福社會(huì)的生態(tài)功能的。

6.2 問題

1)區(qū)域內(nèi)工業(yè)廢水除大慶地區(qū)以外，其它各地，尤其是小縣城，處理率都不是很高。雖然絕對量不是很大，但是會(huì)造成局部的環(huán)境污染。

2)從大的角度來講，鹽堿化仍是本地區(qū)最大的水體污染源。

3)污水的治理存在著“治標(biāo)不治本”的現(xiàn)象，只是從如何處理的角度考慮，在如何減排的措施上下的功夫不夠。

4)研究治理污水的深度不夠，尤其是污水對環(huán)境破壞的深遠(yuǎn)影響方面的研究。

6.3 建議

1)加大區(qū)域內(nèi)工業(yè)污水的處理力度，尤其是小的地方工業(yè)產(chǎn)生的廢水。

2)加大加快引進(jìn)優(yōu)質(zhì)外來水源，最大限度的改善區(qū)域水環(huán)境。3)加大節(jié)能減排力度，制定嚴(yán)格的污水排放定額標(biāo)準(zhǔn)。4)加大研究治理污水的重視程度，發(fā)掘、引進(jìn)、培養(yǎng)人才，加大科研資金投入。

［1］王郁，林逢凱.水污染控制工程［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1980.

［2］彭少麟.恢復(fù)生態(tài)學(xué)［M］.北京:氣象出版社，2007.

TV213

A

1007-7596(2012)02-0043-03

2012-03-20;

2012-04-23

劉北(1982-)，男，黑龍江安達(dá)人，工程師。