閆建梅,田太強(qiáng),盧 陽(yáng),張 怡,劉 成
(1.長(zhǎng)江科學(xué)院 重慶分院, 重慶 400026; 2.重慶藍(lán)宇園林綠化工程有限公司,重慶 401147)
水是生命之源,提高水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、保護(hù)好水源地水質(zhì)是關(guān)系人民身體健康、改善生活質(zhì)量、保障生態(tài)安全和社會(huì)穩(wěn)定的大事[1]。目前重慶市40個(gè)區(qū)縣共有水源地212個(gè),其中有63個(gè)國(guó)家級(jí)和市級(jí)水源地,涉及供水人口1 000多萬(wàn)人。近年來(lái),隨著水土資源不合理的開(kāi)發(fā)利用,各湖庫(kù)的集水區(qū)域水土流失加重、土地生產(chǎn)力退化、水源涵養(yǎng)能力下降,導(dǎo)致河床、水庫(kù)淤積,降低了防洪能力和水資源利用效率。同時(shí)化肥及農(nóng)藥殘留物、生活污水、農(nóng)村生活垃圾因不規(guī)范處理和排放而隨地表徑流流入河道、水庫(kù),使河道、水庫(kù)水質(zhì)受到污染,直接影響區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人民群眾的飲水安全。
生態(tài)清潔小流域是指在傳統(tǒng)小流域綜合治理基礎(chǔ)上,將水土資源保護(hù)、面源污染防治、農(nóng)村垃圾及污水處理等相結(jié)合的一種新型綜合治理模式,是小流域治理的新境界,是保護(hù)飲水水源,實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的新舉措[2-3]。筆者通過(guò)分析重慶市重要水源地目前存在的問(wèn)題,探討了重慶市生態(tài)清潔小流域(重要水源地)的治理理念與思路,分析、總結(jié)了重慶市生態(tài)清潔小流域治理布局及技術(shù)措施體系,可為全市實(shí)施生態(tài)清潔小流域(重要水源地)建設(shè)提供參考。
重慶市位于長(zhǎng)江上游三峽庫(kù)區(qū)腹地,地處東經(jīng)105°17′~110°11′、北緯28°10′~32°13′之間,東西長(zhǎng)470 km,南北寬 450 km,土地總面積 8.24萬(wàn)km2。東鄰湖北、湖南,南靠貴州,西接四川,北連陜西,是長(zhǎng)江流域重要生態(tài)屏障和全國(guó)水資源戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備庫(kù),作為中西部地區(qū)唯一的直轄市和國(guó)家重要中心城市,肩負(fù)著加快經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)和三峽庫(kù)區(qū)水資源保護(hù)的重要使命。重慶地處中緯度,屬濕潤(rùn)亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),具有冬暖春早、夏熱伏旱、秋雨多、濕度大、日照少及云霧多等特征。多年平均降水量為1 112.9 mm,但時(shí)空分布不均,年際變化較大。重慶市轄區(qū)內(nèi)土壤類(lèi)型多樣,分為水稻土、新積土、紫色土、黃壤、黃棕壤、石灰(巖)土、紅壤、山地草甸土等8個(gè)土類(lèi)16個(gè)亞類(lèi),土層厚度一般為25~80 cm,pH值在5.5~7.5之間。
(1)水土流失嚴(yán)重。重慶市地形以山區(qū)丘陵為主,地形起伏大、地勢(shì)陡、坡面長(zhǎng)。區(qū)域年降水量多在1 000 mm以上,雨季從5月至10月,期間降水量占全年降水量的75%~80%,表層土壤極易遭受強(qiáng)沖刷而引發(fā)水土流失。重慶市許多水源地周邊存在大面積高強(qiáng)度流失的坡耕地、荒山荒坡,大量的水土流失導(dǎo)致水源地泥沙淤積,減少了水資源調(diào)蓄空間[4]。
(2)垃圾、農(nóng)家肥處置無(wú)序。水源區(qū)農(nóng)村有將垃圾隨意丟棄、農(nóng)家肥任意堆放的習(xí)慣,甚至堆于溝內(nèi)、河岸和河灘上。經(jīng)走訪調(diào)查,水源區(qū)農(nóng)村地區(qū)80%以上垃圾、固體廢棄物、農(nóng)家肥沒(méi)有規(guī)范收集和處理,未經(jīng)任何無(wú)害化處理的垃圾經(jīng)雨水淋濕或沖刷后直接進(jìn)入河道和水庫(kù),對(duì)地表水和地下水水質(zhì)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響,造成水體淤積和污染。
(3)生態(tài)環(huán)境破壞。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和土地資源的不斷開(kāi)發(fā),人為開(kāi)荒種地加劇,河道空間被不斷擠占;河流源頭植被稀疏,其中耐旱灌木和草本大面積衰敗,形勢(shì)岌岌可危;河道兩岸樹(shù)種單一,林層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,綠色屏障殘缺,生態(tài)多樣性差,河道生態(tài)環(huán)境破壞非常嚴(yán)重。
(4)水污染嚴(yán)重。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),重慶市各集中式飲用水水源地水質(zhì)均存在超標(biāo)現(xiàn)象[5],各飲用水水源地周邊存在多種潛在污染源,比如周邊農(nóng)田、生活垃圾、生活污水等產(chǎn)生的面源污染等。水源地污水呈現(xiàn)出水量大、分散的特征,水源區(qū)基本沒(méi)有污水處理設(shè)施,大量的污水因沒(méi)有規(guī)定的去向而直接向外排放,沿排水明溝流到低洼處、溝塘、水庫(kù)及河流,飲用水水質(zhì)安全受到了嚴(yán)重威脅。
以流域?yàn)閱卧?,以水源為中心,以流域?nèi)水資源、土地資源、生物資源承載力為基礎(chǔ),以調(diào)整人為活動(dòng)為重點(diǎn),以水土流失防治為主要目標(biāo),根據(jù)地形地勢(shì)及人類(lèi)活動(dòng)情況進(jìn)行規(guī)劃布局,因地制宜、因害設(shè)防布設(shè)防治措施,從山頂?shù)剿磪^(qū)周邊依次建設(shè)“生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理、生態(tài)保護(hù)”水源保護(hù)三道防線,將流域建設(shè)成“有水則清、無(wú)水則綠”的水土保持生態(tài)系統(tǒng)[6-7]。
(1)生態(tài)修復(fù)區(qū)。生態(tài)修復(fù)區(qū)是指遠(yuǎn)離村莊,位于流域山頂或坡上部,坡度一般大于25°,人類(lèi)活動(dòng)較少,沒(méi)有開(kāi)發(fā)建設(shè)及大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)等人為干擾的區(qū)域。治理思路是通過(guò)自然修復(fù)、人工輔助修復(fù)等,充分依靠大自然的力量,發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能,實(shí)現(xiàn)水土流失的基本治理。
(2)生態(tài)治理區(qū)。生態(tài)治理區(qū)指坡中部、下部和坡腳等坡度小于25°的區(qū)域。該區(qū)域村鎮(zhèn)建設(shè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、風(fēng)景旅游等人類(lèi)活動(dòng)頻繁。治理思路是通過(guò)調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu),控制化肥農(nóng)藥施用,發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),減少面源污染,規(guī)范開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng),減少人為水土流失。
(3)生態(tài)保護(hù)區(qū)。生態(tài)保護(hù)區(qū)是指流域下游溝道及河(庫(kù))道防洪藍(lán)線兩側(cè),以及周邊地帶,一般為河川地、河灘地帶等濱水區(qū)域。治理思路是以河道兩側(cè)及水源區(qū)周邊為重點(diǎn),保育植被,恢復(fù)濕地,清理河道垃圾、障礙物,恢復(fù)景觀生態(tài),有效發(fā)揮灌木和水生植物的水質(zhì)凈化功能,維護(hù)河道及水源區(qū)周邊生態(tài)平衡,控制侵蝕,改善水質(zhì),美化環(huán)境。
生態(tài)修復(fù)區(qū)治理措施主要為自然修復(fù)和輔助修復(fù)兩大類(lèi)。自然修復(fù)措施主要是對(duì)流域內(nèi)輕、中度水土流失的荒山荒坡、疏幼林地和郁閉度小于0.5的低質(zhì)低效有林地、灌木林地及部分未利用地進(jìn)行封禁治理,封禁原則是“以封為主,封育結(jié)合”,即因地制宜地進(jìn)行全封、半封或輪封;輔助修復(fù)措施主要是針對(duì)殘林、疏林、灌叢或遭到自然災(zāi)害、人為破壞的林地和采伐跡地采取人工補(bǔ)植造林,這些區(qū)域單靠封育措施一般不能恢復(fù)植被。治理思路是在自然修復(fù)和輔助修復(fù)基礎(chǔ)上,對(duì)整個(gè)區(qū)域采取相應(yīng)的管護(hù)措施,通過(guò)制定鄉(xiāng)規(guī)民約,建立專(zhuān)門(mén)的管護(hù)組織,落實(shí)管護(hù)責(zé)任,開(kāi)展預(yù)防監(jiān)督,及時(shí)查處破壞封禁的案件等,確保修復(fù)措施不被破壞,封禁治理成果得到保護(hù)和鞏固。與此同時(shí),加強(qiáng)宣傳力度,充分利用電視、廣播、報(bào)紙等大眾媒體對(duì)水土保持生態(tài)修復(fù)進(jìn)行宣傳,增強(qiáng)群眾保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保持水土資源的意識(shí)。
4.2.1 水土流失防治
(1)水土保持林。在荒山荒坡和大于25°的陡坡退耕地,根據(jù)適地適樹(shù)的原則,以鄉(xiāng)土樹(shù)種為主,選擇生長(zhǎng)快、根系發(fā)達(dá)、防護(hù)性能好、抗逆性強(qiáng),生長(zhǎng)穩(wěn)定的樹(shù)種,營(yíng)造水土保持林。
(2)經(jīng)濟(jì)果木林。在坡度較緩、水源條件較好、背風(fēng)向陽(yáng)、土質(zhì)好、交通方便的退耕地或荒山荒坡上,選擇適合當(dāng)?shù)刈匀粭l件、市場(chǎng)前景看好的“名、優(yōu)、特、新”樹(shù)種,發(fā)展經(jīng)濟(jì)果木林。
(3)坡改梯工程。將原來(lái)的坡地改造成平地,通過(guò)地形的改變,結(jié)合田埂的攔擋及小型蓄排工程的配套,大幅度提高土壤的抗蝕能力。坡改梯主要適用于25°以下、土層厚度大于20 cm、土質(zhì)較好、周邊灌溉便利、距離村莊較近的緩坡耕地,可根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際修成石坎或土坎水平梯田。
(4)坡面水系工程。坡面水系工程是為防治坡面水土流失而興建的攔、引、蓄、灌、排等工程的總稱(chēng),主要包括蓄水池(窖)、排灌溝渠、沉沙池等,一般屬坡改梯、經(jīng)果林的配套措施。通過(guò)合理布設(shè)坡面水系工程,可改變坡面徑流形態(tài),降低坡度而達(dá)到蓄水保土的效果。
(5)田間作業(yè)道路。田間作業(yè)道路主要布設(shè)在坡改梯和經(jīng)果林地塊中,與溝渠結(jié)合布設(shè),統(tǒng)一規(guī)劃,統(tǒng)一設(shè)計(jì)。以充分尊重農(nóng)戶(hù)意愿,便于耕作、運(yùn)輸和提高生產(chǎn)效率為原則,盡力達(dá)到改善交通,加強(qiáng)和外部聯(lián)系的目標(biāo)。
(6)保土耕作。對(duì)區(qū)內(nèi)分布零散、不適宜坡改梯及無(wú)法退耕的坡耕地,結(jié)合每年農(nóng)事活動(dòng),采取保土耕作等措施改變微地形或增加地面植物被覆,以增加土壤入滲,提高土壤抗蝕性能,達(dá)到保水保土、減輕土壤侵蝕、提高作物產(chǎn)量的目標(biāo)。
4.2.2 污水處理
水源區(qū)污水以生活污水為主。由于重慶市大部分地處山區(qū),村莊污水點(diǎn)多量大,污水收集管網(wǎng)建設(shè)難度較大,因此采取在人口密集區(qū)集中處理和農(nóng)村分散處理的方式較為適宜。這些化學(xué)、物理、生態(tài)等綜合處理方案,不僅能保證污水處理率,而且也更具有可操作性。
(1)MBR污水處理站。主要布設(shè)在人口較多、居住密集,處于水源保護(hù)區(qū)各水系下游且離水庫(kù)、河道較近的區(qū)域。污水在MBR反應(yīng)池內(nèi)或者常規(guī)曝氣池內(nèi)與活性污泥接觸,通過(guò)活性污泥中微生物的降解作用,去除污水中的有機(jī)污染物,然后通過(guò)膜的過(guò)濾作用實(shí)現(xiàn)處理后污水與活性污泥的分離,同時(shí)截留部分顆粒污染物,實(shí)現(xiàn)污水高標(biāo)準(zhǔn)排放。
(2)無(wú)動(dòng)力污水處理站。主要用于水源區(qū)中上游人口較多的村莊(200人以上,污水量大于5 m3/d)。污水以一定的流速流經(jīng)附著有微生物的填料,使污水中的有機(jī)污染物被微生物截留、吸附和分解,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)污水凈化。
(3)戶(hù)用生態(tài)污水處理池。戶(hù)用生態(tài)污水處理池占地少,土建投資少,適用于水源區(qū)居住分散、人口相對(duì)較少的村莊(小于200人)。先在池底鋪設(shè)一層大鵝卵石,大鵝卵石上面鋪一層小鵝卵石,小鵝卵石上鋪設(shè)10 cm厚木炭,之后鋪泥沙和耕植土,最后種植蘆葦、蘭花、黃菖蒲等喜水深根植物。污水經(jīng)植物根系的吸收、分解和木炭的吸附及沙石的過(guò)濾后,得到凈化。
(4)管渠規(guī)劃。針對(duì)村莊、人口相對(duì)集中,生活污水亂流亂排較嚴(yán)重的村莊,充分利用自然地形,布設(shè)一定數(shù)量的管道和溝渠,以最短的距離將村莊內(nèi)的污水統(tǒng)一收集處理后排放,管道和溝渠根據(jù)實(shí)際情況統(tǒng)一規(guī)劃。
(5)沼氣池。沼氣池主要布設(shè)在以薪柴為主要生活能源,且具有養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)的村莊。選擇在地基堅(jiān)硬、旁無(wú)大樹(shù)、干燥及靠近廚房的地方,堅(jiān)持適用、衛(wèi)生、平面布局合理,操作方便,外型美觀,少占地,省料好用等建設(shè)原則,盡可能做到畜廄、廁所、沼氣池相配套,最大限度地發(fā)揮綜合功能。通過(guò)沼氣池建設(shè),達(dá)到以沼氣池為紐帶,逐步解決農(nóng)戶(hù)生活污水、人畜糞便的資源化問(wèn)題。
4.2.3 農(nóng)業(yè)面源污染防治
(1)加強(qiáng)對(duì)化肥、農(nóng)藥施用量的控制。調(diào)整和優(yōu)化用肥結(jié)構(gòu),鼓勵(lì)和引導(dǎo)農(nóng)民增施有機(jī)肥,合理施用化肥農(nóng)藥。
(2)農(nóng)田徑流污染控制。在梯田下部保留一定區(qū)域進(jìn)行植樹(shù)造林,用于吸附、吸收、降解降雨徑流和梯田灌溉回歸水中的有機(jī)物,保護(hù)下游水資源。
4.2.4 農(nóng)村人居環(huán)境綜合整治
(1)對(duì)農(nóng)戶(hù)庭院采取庭院水保模式進(jìn)行整治,使人居環(huán)境整潔、美觀、自然、和諧。
(2)對(duì)原有路面進(jìn)行硬化,邊坡修排水溝,路旁栽植行道樹(shù),并埋設(shè)排水涵管。
(3)設(shè)置垃圾收集設(shè)施,對(duì)村莊居民生活垃圾進(jìn)行集中處理,避免垃圾到處堆放影響村莊美化和居民生活環(huán)境,并防止降雨沖刷污染附近環(huán)境。
(4)本著科學(xué)美觀、衛(wèi)生實(shí)用、方便群眾、便于管理的原則,合理布局公共廁所的位置和數(shù)量,完善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生基礎(chǔ)設(shè)施。
(5)對(duì)居民農(nóng)家肥進(jìn)行集中堆放處理,避免隨意堆放農(nóng)家肥影響村莊美化和居民生活環(huán)境,同時(shí)避免露天堆放,防止降雨沖刷污染附近環(huán)境。
對(duì)生態(tài)保護(hù)區(qū)主要采取溪溝治理措施。溪溝的污染主要來(lái)自周邊村莊居民生活污水、生活垃圾及農(nóng)業(yè)面源污染。溪溝治理措施主要是清淤清障,修復(fù)已經(jīng)破損的堤防,修建生態(tài)調(diào)節(jié)壩、人工濕地等,使河道整潔、流暢。
(1)溪溝清理。一是清理溪溝兩側(cè)零散的建筑垃圾、生活垃圾等。二是疏通溝道,從上至下清理汛期沉積的砂石、雜土、亂石。
(2)生態(tài)護(hù)岸工程。在岸坡種植草皮或耐水濕、能凈化水質(zhì)的植物品種,使其在徑流進(jìn)入河道前起到過(guò)濾和緩沖的作用,同時(shí)也起到保護(hù)生態(tài)環(huán)境和美化河岸環(huán)境的目的。對(duì)溝道較寬或比降較大的溝道,邊坡下部采用大方石護(hù)腳,上部種植耐水濕植物和景觀綠化植物;對(duì)寬度較小或比降較小的河道,邊坡下部采用干砌石護(hù)坡,上部種植耐水濕植物和景觀綠化植物。
(3)人工濕地。在水庫(kù)邊緣水深較淺地帶,一般不超過(guò)2 m,合理配置沉水植物、浮葉植物、挺水植物和濕生植物等,通過(guò)人工濕地進(jìn)行生態(tài)恢復(fù),并兼顧景觀、生態(tài)、水土保持等功能,達(dá)到提高水環(huán)境質(zhì)量,美化環(huán)境,滯留沉積物、有毒物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的目的。
(4)生態(tài)調(diào)節(jié)壩。在水土流失區(qū),當(dāng)河溝上游土壤流失物以砂石為主時(shí),洪水期水流將攜帶大量砂石抬高河床,或外溢掩埋河溝兩岸農(nóng)地,為減少?gòu)搅髦械纳笆坎⒄{(diào)節(jié)雨季洪水流量,在有季節(jié)性水流的河溝內(nèi),選擇口小肚大的部位修建生態(tài)調(diào)節(jié)壩。
小流域要真正實(shí)現(xiàn)清潔治理,從根本上改善生態(tài)環(huán)境,不僅需要在治理的時(shí)候采取植物措施和工程措施,而且要強(qiáng)化后期的管理。
(1)采取地方政府負(fù)責(zé)、群眾參與的運(yùn)行管理模式。
(2)加強(qiáng)水土保持隊(duì)伍建設(shè),定期對(duì)其進(jìn)行培訓(xùn),以此提高各級(jí)項(xiàng)目執(zhí)行機(jī)構(gòu)管理人員和技術(shù)人員的業(yè)務(wù)能力、管理水平和農(nóng)民的建設(shè)、管理、維護(hù)技能。