張 珅，蘇妍妹，徐得水

(1.黃河勘測規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，河南 鄭州 450003；2.水利部黃河流域水治理與水安全重點實驗室(籌)，河南 鄭州 450003；3.河南省城市水資源環(huán)境工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450003)

1 研究背景

流域是匯集地表水和地下水的區(qū)域，即分水線所包圍的范圍[1]。流域綜合治理規(guī)劃從流域角度通過科學(xué)合理制定相關(guān)治理方案指導(dǎo)后續(xù)工作開展，是對水資源的宏觀調(diào)控[2-5]。流域綜合規(guī)劃對水利工程的建設(shè)與發(fā)展起著重要的指導(dǎo)作用，使水資源配置更具完整性和可實施性。在過去的幾十年中，環(huán)境問題越來越嚴(yán)峻，而隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對水環(huán)境的要求和期望也越來越高[6-9]。從人民對美好生活的期盼，到全面落實黨的二十大精神，流域綜合規(guī)劃對區(qū)域生態(tài)環(huán)境治理起統(tǒng)領(lǐng)作用。水環(huán)境作為流域綜合規(guī)劃中的重要篇章，也是生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分。河流的流動性、致災(zāi)性、資源性決定了水環(huán)境治理的復(fù)雜性。更需要結(jié)合現(xiàn)狀對該流域水環(huán)境突出問題進行規(guī)劃治理，為后續(xù)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展提供有利水利保障[10]。

本文以竹溪河流域綜合規(guī)劃中水環(huán)境治理為基礎(chǔ)，介紹水環(huán)境部分相關(guān)治理思路及方案，以期為其他流域規(guī)劃提供參考。

2 竹溪河流域水環(huán)境現(xiàn)狀及存在的問題

2.1 水環(huán)境現(xiàn)狀

竹溪縣位于鄂西北邊緣，處于丹江口水庫上游，屬長江中上游秦巴山區(qū)，是重要的水源地。竹溪河屬堵河水系，是漢江水系堵河一級支流，流域面積約為659km2。竹溪河流域產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀以農(nóng)業(yè)及旅游業(yè)為主。竹溪河流域一級水功能區(qū)劃中有1處竹溪河水庫保護區(qū)，4處保留區(qū)，水質(zhì)目標(biāo)均為地表水Ⅱ類。竹溪河與丹江口位置關(guān)系如圖1所示。

圖1 竹溪河與丹江口位置關(guān)系圖

2.2 存在的問題

2.2.1城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)收集系統(tǒng)不健全，污水處理率低

竹溪縣城現(xiàn)有1座生活污水處理廠(處理規(guī)模為3萬t/d)及一座工業(yè)污水處理廠(處理規(guī)模為6000t/d)，出水排放標(biāo)準(zhǔn)均為一級A。竹溪縣現(xiàn)有污水廠處理規(guī)模基本滿足竹溪縣現(xiàn)有污水排放量的處理需求，但實際由于污水管網(wǎng)系統(tǒng)的不健全，導(dǎo)致縣城實際污水處理率較低。

2.2.2部分時段水環(huán)境質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

竹溪河流域干流及主要支流河道水質(zhì)目標(biāo)均為地表水Ⅱ類，但根據(jù)竹溪河流域現(xiàn)狀水質(zhì)，竹溪河水質(zhì)部分時段出現(xiàn)超標(biāo)問題。

2.2.3城區(qū)排水體制分流不徹底、雨污管道連接混亂

城區(qū)部分區(qū)域已做雨污分流改造，但縣城污水系統(tǒng)大部分仍為截流式合流制。由于管網(wǎng)不健全，存在漏損，大量山泉水通過雨水管網(wǎng)進入污水處理廠，致使污水處理廠水量遠(yuǎn)超設(shè)計能力，而本該收集處理的污水通過滲漏、溢流等直接進入了河道，降低了污水廠的處理效率。

2.2.4農(nóng)村污水排放及收集體系不完善，排放污染嚴(yán)重

農(nóng)村現(xiàn)狀污水以散排為主，已建的農(nóng)村處理設(shè)施數(shù)量少且排放標(biāo)準(zhǔn)低，大部分農(nóng)村處理設(shè)施建設(shè)滯后，未達(dá)標(biāo)水體排入河道中，致使河流污染。

2.2.5農(nóng)業(yè)面源治理亟需有效治理

雖然竹溪河流域近年來開展農(nóng)業(yè)面源整治工程，但依然存在以下問題。竹溪河流域2020年年末耕地9509.39hm2，占總流域面積的17.13%，農(nóng)田主要集中于河道附近，污染物極易入河。竹溪河流域全年氮肥施用量約14515.44t，磷肥施用量約4939.71t，農(nóng)藥化肥施用量較大，污染物隨降雨通過地表徑流進入水體，農(nóng)業(yè)面源污染問題突出。同時竹溪河流域畜禽養(yǎng)殖以農(nóng)戶散養(yǎng)為主，規(guī)模化養(yǎng)殖率不足5%，糞便處理設(shè)施率低，這些都加劇了農(nóng)業(yè)面源污染問題。

2.2.6流域水環(huán)境管控力度不足

竹溪河流域水環(huán)境監(jiān)測力度薄弱，現(xiàn)有監(jiān)測點位主要位于竹溪河干流，對支流水質(zhì)監(jiān)測力度低、掌控性不足。同時竹溪河流域的排污交易機制、生態(tài)補償機制等存在缺失。

3 水環(huán)境規(guī)劃的總體思路和總體布局

3.1 總體思路

多措并舉，系統(tǒng)治理，以“城鄉(xiāng)統(tǒng)籌結(jié)合、城鎮(zhèn)污水提質(zhì)增效、鄉(xiāng)村人居環(huán)境改善”為原則，提高城區(qū)段管網(wǎng)及污水處理站覆蓋率、全面實施雨污分流、構(gòu)建海綿體系、促進農(nóng)村人居環(huán)境改善、加強飲用水水源地保護、實現(xiàn)清水入竹溪，最終提升地表水環(huán)境質(zhì)量，達(dá)到水質(zhì)目標(biāo)?？傮w思路框架圖如圖2所示。

圖2 總體思路框架圖

3.2 總體布局

以控源截污為重點、開展管網(wǎng)查漏補缺、污水全面治理工程；在城區(qū)建設(shè)5.7km清水通道，使山泉水獨流入竹溪；以月弓池和桃花島為凈化單元，加強竹溪河水質(zhì)凈化；改造44.48萬m2農(nóng)田排水溝，減少農(nóng)業(yè)面源污染；加強竹溪河水庫飲用水水源地保護，保證人居飲用安全；增加5處支流水環(huán)境監(jiān)測處斷面，提高水環(huán)境響應(yīng)速度；因地制宜開展水環(huán)境綜合治理，最終提升地表水環(huán)境質(zhì)量，達(dá)到竹溪河水質(zhì)目標(biāo)。

4 治理方案研究

4.1 城鎮(zhèn)污水收集治理

竹溪縣城區(qū)排水體制以合流為主，部分街區(qū)雖然進行了雨污分流改造，但由于下游改造不徹底，存在錯搭混接等原因，實際沒有達(dá)到雨污分流效果。竹溪縣城區(qū)污水處理廠日處理能力3萬t，城區(qū)平均日污水處理規(guī)模約2.1萬t。污水處理設(shè)施可以滿足處理需求。但受污水廠進水濃度過低影響，當(dāng)前城鎮(zhèn)生活污水實際收集率約為35.7%，污水處理系統(tǒng)效能低下。

為此，規(guī)劃以下措施對城鎮(zhèn)污水進行收集處理：①通過分流旱天山泉，干管滲漏點修復(fù)，降低河道水位，開展重點路段雨污分流集管網(wǎng)錯搭混接改造工程。把山區(qū)等城區(qū)以外的山水、河水，以及城區(qū)內(nèi)河溝水等與市政污水收集系統(tǒng)分離開來。②對公共污水收集管網(wǎng)進行補缺口工程，形成密閉的城市污水收集系統(tǒng)，雨水可通過就地散排、邊溝邊渠等形式就近排入自然河道。③對重點地區(qū)，尤其是雨水匯流主通道、上游清水排出通道進行雨污分流改造。打通旱天清水出路，保證旱天不溢流，雨天少溢流。

4.2 清水入竹溪

根據(jù)調(diào)查，城區(qū)段由于沒有獨立的排雨水通道，在降雨時山泉水順著地勢攜帶泥沙直接進入現(xiàn)狀的管網(wǎng)，管網(wǎng)滿流后溢流進竹溪河，造成大量雨水進入污水處理廠。汛期外來水進入城區(qū)的雨水/污水管網(wǎng)，一方面增加了城區(qū)污水廠的處理負(fù)荷，致使一部分未處理的污水直接溢流至竹溪河，另一方面外水污染濃度低，外水進入污水廠后使生化性降低，處理難度加大。規(guī)劃新建5.7km的截流溝將山泉水引流。

4.3 旁路濕地水質(zhì)凈化

使用旁路濕地對竹溪河水體進行凈化，非汛期通過工程措施引水至月弓池或桃花島湖區(qū)。兩湖區(qū)作為凈化單元，在湖區(qū)內(nèi)構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)，為水質(zhì)保護與改善工作提供生態(tài)解決方案，實現(xiàn)生態(tài)修復(fù)和生物凈化，凈化后的水體排入竹溪河，達(dá)到削減河道內(nèi)污染物質(zhì)和增加竹溪河清水量的目的。

4.4 農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染治理

4.4.1農(nóng)村生活污水處理

(1)分類建設(shè)

竹溪河流域內(nèi)現(xiàn)狀農(nóng)村生活污水污染負(fù)荷占到點源污染的19%左右，是竹溪河流域需要重點解決的問題之一。需梯次推進農(nóng)村生活污水治理。根據(jù)農(nóng)村不同區(qū)位條件、村莊人口聚集程度、污水規(guī)模，因地制宜采用污染治理與資源利用相結(jié)合、工程措施與生態(tài)措施相結(jié)合、集中與分散相結(jié)合的建設(shè)模式和處理工藝。推動城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)向周邊村莊延伸覆蓋。積極推廣低成本、低能耗、易維護、高效率的污水處理技術(shù)，采用生態(tài)處理工藝。

(2)分區(qū)處理

竹溪河流域上、中、下游不同河段農(nóng)村生活污水排放特征、水環(huán)境容量敏感性、污水處理廠區(qū)位及規(guī)模、人口積聚分布特征等方面均存在一定的差異。總體而言，上游區(qū)域農(nóng)村生活污水污染物排放強度相對較大，且水環(huán)境容量敏感性相對較強；中游區(qū)除了城關(guān)鎮(zhèn)污水處理廠服務(wù)范圍外，其余區(qū)域人口分布相對較為分散；下游區(qū)域人口組團式分散分布特征明顯，農(nóng)村生活污水收集難度較大。為解決上、中、下游不同河段農(nóng)村生活污水收集處理問題，綜合考慮各分區(qū)人口分布特征、農(nóng)村生活污水排放特征、現(xiàn)狀農(nóng)村生活污水收集處理設(shè)施分布情況及生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)等，按照上、中、下游不同河段開展分區(qū)規(guī)劃。規(guī)劃上游、中游、下游共分別建設(shè)村級污水處理設(shè)施1615、585、540t/d。

4.4.2農(nóng)業(yè)面源控制

優(yōu)化調(diào)整種養(yǎng)結(jié)構(gòu)。結(jié)合資源環(huán)境承載能力，調(diào)整種植業(yè)布局和結(jié)構(gòu)，優(yōu)化水稻、小麥、蔬菜等作物品種，推廣節(jié)水作物，構(gòu)建科學(xué)合理、特色突出的種植業(yè)布局。

合理使用農(nóng)業(yè)投入品。加強農(nóng)業(yè)節(jié)水，推進規(guī)?；咝Ч?jié)水灌溉，完善農(nóng)業(yè)灌溉用水定額管理制度。提高農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用率。十三五期間，竹溪縣全縣節(jié)水灌溉面積從原來的8.24萬畝增加到39.14萬畝，占有效灌溉面積的比例由43.6%增加到95%，比重提高51.4%。

科學(xué)規(guī)劃畜牧養(yǎng)殖布局，加強畜禽養(yǎng)殖禁養(yǎng)區(qū)管理，落實環(huán)城特色養(yǎng)殖區(qū)、遠(yuǎn)郊生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)分區(qū)管控要求，合理發(fā)展畜禽養(yǎng)殖規(guī)模，推動形成種養(yǎng)結(jié)合的都市型生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展模式。優(yōu)化水產(chǎn)養(yǎng)殖布局，落實養(yǎng)殖水域灘涂規(guī)劃制度，實施禁止養(yǎng)殖區(qū)、限制養(yǎng)殖區(qū)、允許養(yǎng)殖區(qū)“三區(qū)劃定”，科學(xué)確定養(yǎng)殖種類、規(guī)模和密度，發(fā)展生態(tài)健康養(yǎng)殖。推廣多層次的糧經(jīng)飼統(tǒng)籌、種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)林牧漁融合循環(huán)發(fā)展模式。積極推進稻漁綜合種養(yǎng)發(fā)展，建立各具特色的稻漁綜合種養(yǎng)基地。

4.5 飲用水水源地保護

竹溪縣飲用水水源地位于竹溪縣龍壩水庫，依據(jù)HJ/T 338—2018《飲用水水源地保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》，飲用水水源保護區(qū)分為飲用水水源一級保護區(qū)和二級保護區(qū)。地表水集中式飲用水水源一級保護區(qū)水質(zhì)應(yīng)不劣于GB 3838—2002于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)、二級保護區(qū)水質(zhì)應(yīng)不劣于Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。集中式飲用水水源水量達(dá)標(biāo)率達(dá)到100%。

4.6 環(huán)境“測”“策”聯(lián)防聯(lián)控

以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、5G技術(shù)為支撐，著力推進涉水信息動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和智能化管理決策平臺建設(shè)，全面提升水利智慧化水平竹溪河現(xiàn)有水質(zhì)監(jiān)測點位均位于竹溪河干流上，缺少對竹溪河支流的管控與監(jiān)測力度，為保證水環(huán)境安全，為水環(huán)境管理工作提供科學(xué)可信、詳盡高效的水質(zhì)資料，提高水環(huán)境突發(fā)事件的預(yù)警速度和響應(yīng)水平，擬在主要支流處增設(shè)水環(huán)境監(jiān)測斷面，布置水質(zhì)自動在線監(jiān)測系統(tǒng)。

5 目標(biāo)可達(dá)性分析

根據(jù)預(yù)測結(jié)果分析：竹溪河流域遠(yuǎn)期規(guī)劃水平年(2035年)相關(guān)措施實施之后，污染負(fù)荷相較現(xiàn)狀年COD減少2210.80t/a，比現(xiàn)狀年減少68.17%；NH3-N減少507.58t/a，比現(xiàn)狀年減少90.42%；TN減少740.00t/a，比現(xiàn)狀年減少91.94%；TP減少65.92t/a，比現(xiàn)狀年減少87.38%。根據(jù)水環(huán)境容量與現(xiàn)狀污染負(fù)荷分析，流域內(nèi)需削減污染負(fù)荷COD 1537.71t/a、NH3-N 506.18t/a、TP 60.30t/a，才可達(dá)到水質(zhì)目標(biāo)要求，經(jīng)預(yù)測遠(yuǎn)期規(guī)劃水平年可滿足污染物削減要求。遠(yuǎn)期污染物排放預(yù)測見表1。

表1 竹溪河流域遠(yuǎn)期污染物排放預(yù)測 單位：t/a

6 結(jié)論

(1)竹溪河流域綜合治理規(guī)劃中水環(huán)境治理遵循“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展；系統(tǒng)治理、協(xié)同推進；試點先行、穩(wěn)步推進”的基本原則，以提升竹溪河水質(zhì)為核心目標(biāo)，提出城鎮(zhèn)污水收集、打造清水通道、旁路濕地凈化、農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染治理、飲用水保護及環(huán)境“測”“策”聯(lián)防聯(lián)控等方面，為流域綜合治理提供指導(dǎo)。

(2)流域綜合規(guī)劃中水環(huán)境要從系統(tǒng)層面，結(jié)合水環(huán)境容量核定及污染負(fù)荷預(yù)測，對現(xiàn)狀問題進行分析研究，找出薄弱環(huán)節(jié)，加強與各尺度的耦合分析，從宏觀到微觀從大到小對本流域整體進行把控，并增強環(huán)境監(jiān)測，提高水環(huán)境突發(fā)事件管控力度。

(3)竹溪河流域可進行規(guī)劃實施效果評估，建議在實施過程中開展中期和終期評估，驗證合理性和科學(xué)性。