舒喬生，謝立亞，侯 新

（1.重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶402160；2.重慶市水資源科學(xué)研究所，重慶402160）

1 引言

中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》指出：“地方各級(jí)人民政府要重點(diǎn)支持飲用水水源保護(hù)工作，要強(qiáng)化水源涵養(yǎng)林建設(shè)與保護(hù)、開展?jié)竦乇Ｗo(hù)與修復(fù)”［1］。因此，實(shí)行水源涵養(yǎng)與水生態(tài)修復(fù)，保護(hù)飲用水源地和飲用水安全，既是人民群眾生活質(zhì)量的基本保障，也是構(gòu)建和諧社會(huì)的重要方面［2］。

重慶市水庫(kù)型農(nóng)村飲用水源地961處（以小型水庫(kù)為主）［3］，約40%以上的水質(zhì)無(wú)法達(dá)到Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，因此重慶市加強(qiáng)了飲用水庫(kù)的水源涵養(yǎng)及水生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)，近5年來(lái)共投資近2.0億元實(shí)施了150余項(xiàng)水生態(tài)修復(fù)工程，較好地保護(hù)水源和水生態(tài)環(huán)境。

該項(xiàng)研究在對(duì)農(nóng)村飲用水源水庫(kù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，研究出適合不同水庫(kù)的生態(tài)修復(fù)措施，將不同措施進(jìn)行模式集成推廣，為加強(qiáng)重慶市飲用水源地保護(hù)與管理、鞏固工程建設(shè)成果、改善飲用水源質(zhì)量和保護(hù)水環(huán)境提供規(guī)范化依據(jù)，進(jìn)一步推進(jìn)貫徹國(guó)務(wù)院“水十條”。

2 飲用水庫(kù)的生態(tài)問(wèn)題

重慶市飲用水庫(kù)主要存在岸坡水土流失、居民生活污水污染［4］、生活垃圾污染［5］、農(nóng)業(yè)面源污染［6］、禽畜養(yǎng)殖污染［7］和庫(kù)底淤泥污染。

2.1 水土流失

重慶市水土流失面積約占總面積的38.02%，并以中度以上流失為主，侵蝕模數(shù)達(dá)到3 393t（km2·a）－1［8］；加上降水多集中在夏季，且次降雨雨強(qiáng)和雨量都較大，部分庫(kù)區(qū)上游山高坡陡，暴雨產(chǎn)生了極大的沖刷力，次降雨造成的水土流失往往占全年水土流失量的大部分。如未及時(shí)布設(shè)水土保持工程措施和林草措施，坡面的水源涵養(yǎng)能力降低，水土流失導(dǎo)致大量泥沙進(jìn)入水庫(kù)，造成水庫(kù)淤積和影響水質(zhì)。

2.2 居民生活污水污染

一般來(lái)說(shuō)，作為飲用水源地的水庫(kù)周邊，大量聚集居民的污水排放均較規(guī)范，但庫(kù)周散居農(nóng)戶生活污水基本未經(jīng)任何處理，且處于散排狀態(tài)，這些污水包括庭院養(yǎng)殖污水、洗滌水和廁所糞尿污水，洗滌水、養(yǎng)殖污水糞尿廢水人工轉(zhuǎn)運(yùn)用于菜地、農(nóng)田的澆灌，隨自然形成的溝渠或被雨水沖刷進(jìn)入水庫(kù)，其中含有大量有機(jī)物、病原菌、寄生蟲卵和無(wú)機(jī)鹽類，氮和磷含量高，在厭氧細(xì)菌作用下，易生惡臭物質(zhì)，對(duì)水庫(kù)有機(jī)物、總氮、總磷指標(biāo)產(chǎn)生影響［2～4］。

2.3 生活垃圾污染

庫(kù)周居民相對(duì)分散，產(chǎn)生的垃圾規(guī)模也相對(duì)較小，但外排和處置極不規(guī)范，一般均直接傾倒在山坡上或路邊，遇降雨情況，垃圾隨水漂流，或掛于庫(kù)岸林草之間，或漂浮于水庫(kù)水面，影響水庫(kù)周邊的環(huán)境美觀，且其高濃度的COD和BOD含量會(huì)大大影響水質(zhì)［5］。

另外，庫(kù)邊垂釣現(xiàn)象較為多見，垂釣人員扔置的垃圾、打窩料散入水體，均會(huì)對(duì)庫(kù)區(qū)水質(zhì)產(chǎn)生影響。

2.4 農(nóng)業(yè)面源污染

水庫(kù)匯水范圍內(nèi)一般分布著面積較廣的農(nóng)田，由于缺乏農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣，加上居民環(huán)保意識(shí)比較薄弱，化肥單一，施肥時(shí)間、施肥量和施肥方法上的不合理性，農(nóng)藥以化學(xué)農(nóng)藥為主；加上農(nóng)業(yè)集約化水平低，導(dǎo)致化肥農(nóng)藥的利用率較低，氮肥的利用率僅30%～35%，磷肥僅10%～20%，農(nóng)藥的利用率也不足30%。部分化肥和農(nóng)藥隨降雨、灌溉和地表徑流進(jìn)入水庫(kù)中污染了水體［6］。

2.5 禽畜養(yǎng)殖污染

一般來(lái)說(shuō)，飲用水庫(kù)周邊集中式養(yǎng)殖業(yè)已基本關(guān)停，但仍存在禽畜散養(yǎng)問(wèn)題。農(nóng)戶禽畜散養(yǎng)的養(yǎng)殖污染源主要為圈養(yǎng)豬、散養(yǎng)雞、鴨、牛等排泄物，這些養(yǎng)殖污染物未經(jīng)處理直接排放，最終約有15%～30%會(huì)進(jìn)入水體，造成水庫(kù)高錳酸鹽指數(shù)、總氮、總磷等指數(shù)超標(biāo)。

2.6 庫(kù)底污泥污染

由于歷史遺留問(wèn)題，部分水庫(kù)上游曾分布有煤礦、鐵礦等企業(yè)（現(xiàn)基本已關(guān)停），由于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)水平低下，未能有效進(jìn)行絮凝沉淀等處理措施，致使大量裹挾懸浮物顆粒的廢水進(jìn)入水庫(kù)，導(dǎo)致庫(kù)灣常年有深褐色淤泥沉淀，如未進(jìn)行清理，將嚴(yán)重影響水質(zhì)。

3 水源涵養(yǎng)與生態(tài)修復(fù)模式

根據(jù)“廣試驗(yàn)、精配置、高集成”的原則，遴選多處水庫(kù)作為飲用水源地水源涵養(yǎng)及水生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)示范基地，使基地成為措施布設(shè)的培養(yǎng)箱、模式集成的孵化器；選擇各種措施相互組合成多種模式，并進(jìn)行植物調(diào)查、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、維護(hù)保養(yǎng)、模式集成等試驗(yàn)，提出符合實(shí)際的可推廣模式。

3.1 水源涵養(yǎng)與生態(tài)修復(fù)措施

飲用水源地水生態(tài)修復(fù)與保護(hù)主要包括工程措施、植被措施和微生物措施三大類［9］。其中工程措施有：物理隔離、截滲排污系統(tǒng)（如滲濾溝、排水溝、沉沙池等）、土地滲濾系統(tǒng)、格柵井沉淀池、污水垃圾處理系統(tǒng)（如垃圾池、處理池、化糞池、沼氣池）、底泥清淤、宣傳牌碑；植物措施主要有：水源涵養(yǎng)林、岸邊植被帶、生態(tài)濕地、生態(tài)護(hù)籬、生態(tài)溝、生態(tài)浮床、生態(tài)護(hù)坡、生態(tài)塘等；微生物措施有：生態(tài)基、點(diǎn)源生物柵、曝氣曝氧生物處理系統(tǒng)、厭氧發(fā)酵生物處理系統(tǒng)等［9］；有些措施無(wú)法嚴(yán)格區(qū)分，如水源地農(nóng)家院落水污染防治生態(tài)工程包括污水管網(wǎng)、垃圾收集池、人行便道及路緣、院落矮墻、院落植物配置等措施，對(duì)農(nóng)家院落的生活垃圾、生活污水進(jìn)行綜合防治。本研究中以植物措施為主，再適當(dāng)輔以工程措施，形成不同的模式。

3.2 水源涵養(yǎng)與生態(tài)修復(fù)模式集成

3.2.1 水源涵養(yǎng)模式

對(duì)于水質(zhì)較好，但庫(kù)周水土流失較大、水源涵養(yǎng)效果較差的水庫(kù)，應(yīng)以涵養(yǎng)水源為主。

（1）碧海綿模式。部分水庫(kù)由于庫(kù)岸大面積邊坡植被較稀疏，可在庫(kù)岸邊坡營(yíng)造喬灌草相結(jié)合的水源涵養(yǎng)林，充分發(fā)揮植被“海綿”之特性，達(dá)到調(diào)節(jié)區(qū)域水分循環(huán)、調(diào)節(jié)徑流、涵養(yǎng)水源、保持水土、防止水庫(kù)淤塞，改善水文狀況的作用。如銅梁橋亭水庫(kù)、壁山的同心水庫(kù)采用了“碧海綿模式”。

（2）連衣裙模式。對(duì)于庫(kù)區(qū)邊坡上部涵養(yǎng)林況較好、但近水岸區(qū)域植被狀況不佳，可在近水沿岸恢復(fù)植被，與上部邊坡水源涵養(yǎng)林連為一體，形成植被 “連衣裙”，組成完整的水源涵養(yǎng)和水土保持體系，如秀山縣的鐘靈水庫(kù)采用了此模式。

3.2.2 污染物路徑攔蓄模式

水庫(kù)上游污染物來(lái)源方式主要有集中匯流式和散排漫流式，集中匯流式以生活垃圾、生活污水和畜禽養(yǎng)殖污染為主；散排漫流式以水土流失和農(nóng)業(yè)面源污染為主，兼有部分散排生活污水。因此要分級(jí)進(jìn)行攔蓄，即近源頭區(qū)注重“截滲”、中部過(guò)流區(qū)注重“蓄濾”、近水岸區(qū)注重“阻吸”，采用多種措施防治下游水體污染。

（1）睡美人模式。源頭區(qū)采用滲濾溝攔截和滲濾污水，攔截過(guò)濾污水中粗顆粒部分；中部過(guò)流區(qū)設(shè)植被帶，增加生物多樣性、涵養(yǎng)水源、吸收部分污染物；近水岸區(qū)布設(shè)濕生植物形成自然濕地，對(duì)污染物進(jìn)行阻滯、吸收。集成“頭枕滲濾溝、腰纏綠被單、腳覆濕生巾”的“睡美人模式”，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源的層層梯級(jí)攔截。

（2）一網(wǎng)兩帶模式。對(duì)于同時(shí)兼有面源污染、生活垃圾與人畜干擾的水庫(kù)，上部栽植喬灌木對(duì)生活垃圾和水土流失進(jìn)行阻攔；中部采用穿鋼絲水泥樁和帶刺植物組建隔離帶，防止人畜進(jìn)入干擾水域環(huán)境［9］；下部以水生和濕生植物對(duì)污染物進(jìn)行吸附。集成“上部阻滯網(wǎng)、中部隔離帶、下部吸附帶”的“一網(wǎng)兩帶模式”，實(shí)現(xiàn)水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)。

（3）串糖葫蘆模式。對(duì)于水庫(kù)上游收集排放污水自然溝道、污水又無(wú)法排出庫(kù)外的區(qū)域，采用美人蕉、旱傘草、梭魚草、再力花等組成的多級(jí)自然濕地系統(tǒng)，較狹窄溝段采用生態(tài)溝相連。集成“自然濕地—生態(tài)溝—自然濕地……”的“串糖葫蘆模式”，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的逐級(jí)吸附，通過(guò)植物的收割更新，達(dá)到控制污染的目的。

（4）多級(jí)生態(tài)塘模式。對(duì)于面源污染和生活污水混合流的區(qū)域，可在水庫(kù)上游挖成淺塘，致使水源暫時(shí)存儲(chǔ)處理，在塘界布設(shè)生態(tài)護(hù)籬，塘周采用植物護(hù)坡，塘中水體布設(shè)水生植物。集成“塘界生態(tài)籬—塘周生態(tài)坡—塘中生態(tài)被”的“多級(jí)生態(tài)塘模式”，實(shí)現(xiàn)上游污水的凈化。

（5）冷卻塔模式。對(duì)于部分水質(zhì)條件較好、庫(kù)周散戶居民生活垃圾隨意堆放、生活污水任意散排、人畜容易進(jìn)入水體邊緣的水庫(kù)，首先在散布院落周邊布置工程措施，包括生態(tài)溝、垃圾收集池、院落矮墻、院落植物配置等措施，對(duì)農(nóng)村院落的生活垃圾、生活污水進(jìn)行綜合防治；庫(kù)周道路外側(cè)埋設(shè)鋼筋混凝土柱，柱間拉涂黃油的鋼絲繩，其間種植攀援植物，強(qiáng)化隔離效果，阻隔人畜進(jìn)入，還能起到景觀美化作用；同時(shí)在邊坡栽植水源涵養(yǎng)林，近水體區(qū)布設(shè)濕生植物，形成自然濕地。集成“農(nóng)家防污為頂、生態(tài)隔離為腰、水源涵養(yǎng)為面、自然濕地為池”的“冷卻塔模式”，實(shí)現(xiàn)水資源保護(hù)。

3.2.3 水體凈化模式

孔雀開屏模式。對(duì)于現(xiàn)有水質(zhì)較差的水庫(kù)，以生態(tài)治理為主。風(fēng)力作用下，水庫(kù)水體呈旋轉(zhuǎn)暗流狀態(tài)，這種旋轉(zhuǎn)進(jìn)入庫(kù)灣地區(qū)速度減緩，因此庫(kù)灣往往是漂浮物及有機(jī)油污等聚集地，在該區(qū)密植水生植物可攔截大量污染物，保護(hù)庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境；對(duì)于水體較深、土壤條件較差的陡岸區(qū)采用生態(tài)浮床或沉床，利用植物根系的吸收作用富集污染元素，通過(guò)收獲植物體搬離水體，對(duì)水體進(jìn)行凈化。集成近岸水域的“孔雀開屏”模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)水質(zhì)的凈化。

3.2.4 源—徑—匯綜合防護(hù)模式

（1）庫(kù)周生態(tài)塔錐模式。從陸岸、消落帶到水域分別布設(shè)喬灌草、濕生植物和浮水沉水植物，集成“陸岸林草帽—消落濕生衣—水體沉浮靴”的“庫(kù)周生態(tài)錐模式”（凹岸）和 “庫(kù)周生態(tài)塔模式”（凸岸）。

（2）魚尾裙模式。陸岸栽植喬灌木，消落帶栽植濕生植物，水體采用浮床，集成“庫(kù)周綠樹纏腰、消落濕地為面、淺灣裙擺飄飄”的“魚尾裙模式”。

（3）四位一體立體配置模式。首先在散布院落周邊布置農(nóng)家院落水污染防治工程，對(duì)院落垃圾和污水進(jìn)行綜合防治；庫(kù)周道路外側(cè)埋設(shè)鋼筋混凝土柱與植物配置的生態(tài)護(hù)籬；邊坡栽植水源涵養(yǎng)林和濕生植物；庫(kù)底實(shí)行清淤工程。集成“農(nóng)家防污點(diǎn)、生態(tài)隔離線、植被濕地面、底泥清淤體”的“四位一體立體配置模式”。

（4）綠色衛(wèi)士模式。庫(kù)岸邊坡營(yíng)造水源涵養(yǎng)林，庫(kù)周道路外側(cè)埋設(shè)鋼筋混凝土柱與植物配置的生態(tài)護(hù)籬，近水岸邊布設(shè)自然濕地，淺灣區(qū)采用浮床對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化。集成“身穿喬灌上衣、腰系護(hù)籬絲絳、近岸濕地馬褲、足蹬浮床戰(zhàn)靴”的 “綠色衛(wèi)士模式”。

4 結(jié)語(yǔ)

重慶市飲用水庫(kù)存在水土流失、居民生活污水、生活垃圾、禽畜養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)面源污染、庫(kù)底淤泥等污染源，通過(guò)不同的工程措施、植被措施進(jìn)行組合試驗(yàn)，針對(duì)不同的水庫(kù)類型，將措施集成為不同的生態(tài)修復(fù)模式，并通過(guò)試驗(yàn)示范和模式的推廣，規(guī)范化飲用水源地的水源涵養(yǎng)與生態(tài)修復(fù)工程。由于不同水庫(kù)基本條件不相同，應(yīng)做到因地制宜、科學(xué)合理，才能較好地保護(hù)飲用水源地和飲用水安全，絕不能生搬硬套。

［1］中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院.關(guān)于印發(fā)水污染防治行動(dòng)計(jì)劃的通知（國(guó) 發(fā) ［2015］17 號(hào)）［EB/OL］.http：//www.gov.cn/zhengce/content/2015－04/16/content＿9613.htm，2015，4.

［2］舒喬生，侯 新，謝立亞，等.重慶市農(nóng)村飲用水庫(kù)污染源及其生態(tài)修復(fù)措施［J］.農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2014，25（10）：17～18.

［3］王曉青，侯 新.重慶市農(nóng)村飲用水安全現(xiàn)狀及水源地保護(hù)規(guī)劃［J］.水利水電技術(shù)，2011，42（7）：78～81.

［4］王 夙，鄒 斌，潘春芳，等.農(nóng)村生活污水典型處理技術(shù)與發(fā)展［J］.中國(guó)資源綜合利用，2009，27（8）：41～43.

［5］陳少華，劉俊新.垃圾滲濾液中有機(jī)物分子量的分布及在MBR系統(tǒng)中的變化［J］.環(huán)境化學(xué)，2005，24（2）：153～157.

［6］李偉華，袁 仲，張慎舉.農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀與控制措施［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（33）：10784～10786.

［7］曾 晶，舒金梅，車雨草，等.重慶市農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理調(diào)查及對(duì)策［J］.貴州大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，30（5）：126～129.

［8］重慶市水土保持監(jiān)測(cè)站.2012年度重慶市水土保持公報(bào)［R］.重慶：重慶水土保持環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)，2012－01－05.

［9］舒喬生，謝立亞，侯 新，等.重慶市農(nóng)村飲用水源水庫(kù)植被生態(tài)修復(fù)模式［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014，19：248～250.