袁蘇瓊
摘要:本文從工業(yè)、生活、農(nóng)業(yè)面源、上游河道入湖、降水入湖、內(nèi)源釋放、網(wǎng)圍養(yǎng)殖攜入等營養(yǎng)物質(zhì)輸入和經(jīng)河道出湖、捕魚帶出湖、其它帶出等營養(yǎng)物質(zhì)輸出平衡角度分析,得出,網(wǎng)圍養(yǎng)殖帶入的營養(yǎng)鹽量是湖體水質(zhì)富營養(yǎng)化的主要原因。設想退漁還湖三種方案并進行比選,提出退漁還湖的方式和建議。
關鍵詞:圍網(wǎng)養(yǎng)殖 富營養(yǎng)化 退漁還湖
大縱湖位于江蘇省鹽城市鹽都區(qū),在南宋時期形成,由古瀉湖演變而來,距今已有800多年歷史。在鹽城市下河腹部地區(qū),大縱湖是重要的湖蕩濕地之一,為鹽城市區(qū)及周邊百萬居民提供生產(chǎn)和生活用水。另外,大縱湖還具有水產(chǎn)養(yǎng)殖、防汛等功能。作為生物多樣性的集中地和生產(chǎn)力較高的地域,大縱湖濕地擁有豐富的生物資源,在該區(qū)域發(fā)揮著保護生物多樣性和維持生態(tài)平衡的作用。同時在攔截、凈化外來污水和調(diào)節(jié)生態(tài)環(huán)境方面,大縱湖濕地同樣具有強悍能力。然而,近幾年例行監(jiān)測結(jié)果表明,大縱湖總氮、總磷、氟化物均超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)Ⅲ類標準,水質(zhì)呈現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài),大縱湖周邊及鹽城市區(qū)居民飲用水安全受到威脅。
根據(jù)以上情況,本文從營養(yǎng)物質(zhì)輸入輸出平衡角度分析大縱湖水質(zhì)下降的成因,并初步提出退漁還湖方案設想。
1 大縱湖的營養(yǎng)物質(zhì)輸入
根據(jù)污染源普查數(shù)據(jù)及2010年現(xiàn)狀資料收集,對于大縱湖來說,其輸入的營養(yǎng)物質(zhì)來自:
1.1 工業(yè)和生活污染源
有近20余家的工礦企業(yè)遍布在大縱湖的四周,大縱湖鎮(zhèn)人口約2.3萬,由工業(yè)污水和生活污水組成的污水每天排入大縱湖的量高達1.48×106m3。治理周邊點源COD從1999年以來雖然取得一定的成效,但是,TN、TP的削減量與預期效果相比還有較大的差距,湖水中TN、TP、葉綠素a、CODMn的含量呈現(xiàn)上升趨勢。
1.1.1 工業(yè)污染源 根據(jù)鹽城市鹽都區(qū)2010年發(fā)布的環(huán)境質(zhì)量報告顯示,2010年大縱湖鎮(zhèn)工業(yè)用水總量達到5.452萬噸,其中新鮮用水量占到9.099萬噸,工業(yè)用水重復利用率83.31%。在工業(yè)廢水排放總量方面,2010年大縱湖鎮(zhèn)高達4.38萬噸,其中4.38萬噸的屬于達標排放水量,達標率100%。在各個行業(yè)中,在工業(yè)廢水排放方面,排在首位的是食品及食品制造業(yè),在全部污水中占49.9%,機械、化工等行業(yè)分布位居第二、三位,分別占13.5%、10.8%。行業(yè)污水的排放量,通過上述進行分析,可知占到74.2%。如表1所示,列出了工業(yè)用水和工業(yè)廢水排放情況。在1985年,對于大縱湖全鎮(zhèn)來說,全鎮(zhèn)只有農(nóng)機行業(yè)和機械行業(yè),新鮮用水總量和工業(yè)廢水排放總量分別為0.79萬噸和0.52萬噸。
對于全鎮(zhèn)排放的工業(yè)廢水來說,其污染類型主要以有機污染為主。2010年全鎮(zhèn)排放的化學需氧量為73.76噸、占98.32%,氨氮11.9563噸、占1.59%,揮發(fā)酚0.0001噸、占0.01%,總磷0.2112噸、占0.03%,砷0.4噸、占0.05%。通過將化學需氧量和氨氮進行加總,可知這兩類污染占99.91%,構(gòu)成主要的污染物。對于氰化物、六價鉻、汞、鎘等有毒類污染物的污染負荷為0。
與此相比,全鎮(zhèn)1985年排放的化學需氧量為7.9噸、氨氮為1.02噸、總磷為0.011噸。氰化物、六價鉻、汞、鎘、砷、揮發(fā)酚等污染物的污染負荷為0,不存在污染。
通過上述分析,有毒污染物(氰化物、六價鉻、汞、鎘等)沒有增加,其中,增加比較嚴重的屬于有機污染物,并且在一定程度上都流入大縱湖中。對于工業(yè)廢水的排放雖然在2010年已經(jīng)達標,但是與1985年相對比,排入大縱湖的污染物總量方面,2010年甚至是1985年的10倍。
1.1.2 生活污染源 據(jù)統(tǒng)計,在1985年、2012年大縱湖全鎮(zhèn)人口分別為0.3萬人和2.3萬人。對于生活用水的排放指標,根據(jù)《環(huán)境工程防治手冊》的相關規(guī)定為120升/人日、200升/人日。對于生活污水污染物排放量,可以通過下列公式進行計算:M=C×Q×10-6
式中:M——生活污水污染物排放量(噸/年)
C——生活污水中污染物濃度(mg/L)
對于污染物的濃度,在《環(huán)境工程防治手冊》中有明確的規(guī)定,其中集鎮(zhèn)生活污水氨氮為40mg/L,總磷為0.5mg/L。
預測結(jié)果如表3所示:
通過對比表2和表3,我們可以看出,構(gòu)成大縱湖的污染物,已經(jīng)由工業(yè)污染型轉(zhuǎn)變成生活污染型。
1.2 面源
面源污染的危害性近年來受到社會的高度關注。水量充沛的季節(jié),污染物以面源的形式進入大縱湖,進而在一定程度上導致TP、TN負荷量超過點源。
通常情況下,降水降塵、上游水污染和農(nóng)業(yè)面源等構(gòu)成大縱湖的面源污染物,其中,上游水污染和農(nóng)業(yè)面源形成的氮磷污染物,在氮磷面源污染物總量中超過70%。對于水源來說,有5條河流注入大縱湖,但是僅有蟒蛇河一條出水口。河流的封閉性在一定程度上增加了解決大縱湖的富營養(yǎng)化的難度,流入大縱湖的營養(yǎng)物質(zhì),沒有經(jīng)過輸出之前在湖底沉積,進而在一定程度上導致湖區(qū)內(nèi)源污染物量的增加。
1.2.1 上游河道入湖氮磷量 沙溝河和寶應河是注入大縱湖的主要河道,通過對2010年冬、春、夏、秋季對入湖水量的河道進行統(tǒng)計。根據(jù)2010年1月、3月、5月和11月對氮、磷濃度進行監(jiān)測,分別代表冬、春、夏、秋的平均濃度。2010年度通過對大縱湖河道的入湖氮、磷量進行計算,如表4所示。
通過對大縱湖降水量進行統(tǒng)計,降水量平均為1140mm。其水域面積26.67平方公里。因此,直接進入湖泊的降水總量為3.04×107m3。
1.2.2 農(nóng)業(yè)面源 通常情況下,大縱湖周圍旱田和水田是主要的農(nóng)業(yè)面源,這些農(nóng)業(yè)面源通過各種渠道排入氮磷,在2010年,通過旱田和水田輸入大縱湖的氮磷量,根據(jù)鹽都區(qū)農(nóng)林局的調(diào)查,分別為101.2噸、24.6噸。endprint
1.3 內(nèi)源
通過對大縱湖進行整體分析,大縱湖的內(nèi)源釋放營養(yǎng)物主要是磷、氮。每年入湖磷氮營養(yǎng)鹽據(jù)鹽城市鹽都區(qū)環(huán)境監(jiān)測站的測定約有70%沉入湖底。對于大縱湖來說,由于容納了大量的污水,在一定程度上導致底泥中磷氮的含量比較高,處在1~2×10-3mg/g之間,受集鎮(zhèn)區(qū)的影響和制約,大縱湖北部底泥中磷氮的含量在1.5~3.0×10-3mg/g之間,是全湖的最高水平。受點源影響,個別監(jiān)測點的磷氮含量甚至更高。
1.4 漁業(yè)養(yǎng)殖污染
隨著漁業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高,在大縱湖養(yǎng)殖中,漁業(yè)機械和馴化養(yǎng)魚技術(shù)得到廣泛的使用,進而在一定程度上增加了池塘的負載力,同時提高了單位面積的產(chǎn)量,其產(chǎn)量由1996年的200kg/畝,提高到2010年的1000kg/畝。但是,由于魚群密度的增大,大量的飼料、魚的代解物等,在一定程度上增加了有機污染程度,進一步導致大縱湖的水質(zhì)富營養(yǎng)化。
對于大縱湖來說,其水體富營養(yǎng)化是自身衰老的一種現(xiàn)象,由于積累了大量的氮、磷以及有機物等,在一定程度上促使水生藻類植物和浮游動物的大量繁殖,增加了對水體的生物負載壓力,同時排泄物中的氨、氮、鹽度、二氧化碳等,在一定程度上會影響魚類的生長和發(fā)育,甚至產(chǎn)生毒害作用,進一步引發(fā)暴發(fā)性的魚病。另外,在養(yǎng)殖過程中,隨著藥物使用量的增加,進而在一定程度上破壞了湖水中的生態(tài)平衡,進而導致營養(yǎng)鹽富集。
2 出湖營養(yǎng)鹽量
2.1 經(jīng)河道出湖氮磷量
對于大縱湖來說,其出湖水途徑主要是蟒蛇河。對于蟒蛇河出湖水量據(jù)鹽都區(qū)水務局的流量統(tǒng)計為73.93×106m3。大縱湖經(jīng)河道出湖氮、磷量,結(jié)合鹽都區(qū)環(huán)境監(jiān)測站實測出湖心水中氮磷濃度,通過計算可知為129.16噸7.02噸。
2.2 捕魚帶出湖氮磷量
大縱湖水產(chǎn)品總量2010年度為8932噸,捕魚帶出湖氮磷量,根據(jù)測定,魚體中含氮磷量分別為25.9g/kg和6.7g/kg,通過計算可知分別231.3噸、29.8噸。
2.3 其它帶出氮磷量
2010年度,通過對大縱湖進行撈草以及周邊魚塘取水進行帶走的氮磷,根據(jù)大縱湖農(nóng)林站的統(tǒng)計資料顯示分別為 114噸和8.9噸。
通過上述分析,2010年度滯留在湖體中的氮、磷量分別為203.1噸和48.3噸。(表5)
根據(jù)調(diào)查,2010年度通過對大縱湖氮磷入湖量扣除出湖量進行統(tǒng)計和計算,湖體中氮和磷的滯留量分別為203.1噸和48.3噸。湖體氮磷因網(wǎng)圍養(yǎng)殖而增加103.4噸和25.9噸,在湖體中,占滯留氮磷總量的50.91%和53.62%。進而逐漸成為湖體水質(zhì)富營養(yǎng)化的主要原因。
大縱湖鎮(zhèn)起初以農(nóng)為主,以漁為副,原有漁民較少,入湖捕魚補貼家用只是在閑暇農(nóng)閑時進行。近幾十年來經(jīng)過兩次大規(guī)模的圍墾開發(fā),大縱湖的面積大大縮小。第一次是上世紀60年代,在當時政策和“三江平原的開發(fā)”的影響,當?shù)鼐用耖_始進行大規(guī)模的圍湖造田,使得湖區(qū)面積下降至31.56km2;第二次是上世紀80年代末,為了做大做強經(jīng)濟,周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)承包湖面,進行養(yǎng)殖,鼓勵居民積極發(fā)展養(yǎng)殖業(yè),圍湖養(yǎng)殖的局面開始出現(xiàn),一方面湖面被絲網(wǎng)劃成眾多方塊,另一方面居民在湖邊近岸地帶通過筑壩進行圍墾養(yǎng)殖,湖面積縮減到當前的25.60km2,流量銳減到20%,汛期洪澇災害程度進一步加劇。目前,整個大縱湖除風景區(qū)保留有成片自由水面外,其余已均被圍墾和圍網(wǎng)覆蓋。
3 退漁還湖方案分析
根據(jù)相關規(guī)劃的要求和鹽都區(qū)大縱湖周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展現(xiàn)狀,作為退漁還湖的首次工程,本文設想采用三種退漁還湖方案進行比較分析,即方案一:將規(guī)劃確定的滯澇水面和第一批滯澇圩區(qū)域范圍內(nèi)的圍網(wǎng)和圍埂全部退出;方案二:將規(guī)劃確定的滯澇水面和第一批滯澇圩區(qū)中屬濱湖街道區(qū)域范圍內(nèi)的圍網(wǎng)和圍埂退出;方案三:將規(guī)劃確定的滯澇水面和第一批滯澇圩區(qū)中屬濱湖街道的圍網(wǎng)和圍埂推出,并在湖區(qū)中心劃出一部分區(qū)域,有組織地進行圍網(wǎng)養(yǎng)殖,以保證部分專業(yè)漁民的生計。
3.1 方案比選
方案一:將鹽都區(qū)境內(nèi)的滯澇水面和第一批滯澇圩區(qū)域范圍內(nèi)的圍網(wǎng)和圍埂全部退出。共需退出圍網(wǎng)養(yǎng)殖6407畝、圍埂養(yǎng)殖7257畝。涉及漁民253戶,其中專業(yè)漁民159戶。該方案實施后,湖區(qū)滯澇面積得到充分擴展,防洪效益明顯。但涉及漁民多,且涉及的漁民、特別是專業(yè)漁民需另謀生路,社會影響大。
方案二:將鹽都區(qū)境內(nèi)滯澇水面和第一批滯澇圩區(qū)中屬濱湖街道區(qū)域范圍內(nèi)的圍網(wǎng)和圍埂退出。該方案的提出主要考慮到義豐鎮(zhèn)的圍埂時間相對較早,開發(fā)利用程度相對較深,專業(yè)漁民比重相對較高(涉及56戶,其中45戶為專業(yè)漁民,約占80%),故采取分批逐步實施退田(圩)還湖的辦法,近期只考慮濱湖街道區(qū)域范圍內(nèi)圍網(wǎng)和圍埂的退出。該方案共需退出圍網(wǎng)養(yǎng)殖6407畝、圍埂養(yǎng)殖4445畝,涉及漁民197戶,其中專業(yè)漁民114戶。方案實施后,湖區(qū)滯澇面積得到較大擴展,防洪效益較為明顯。但涉及的漁民、特別是專業(yè)漁民需另謀生路,社會影響較大。
方案三:將濱湖街道境內(nèi)滯澇水面和第一批滯澇圩區(qū)中屬濱湖街道的圍網(wǎng)和圍埂推出,并在湖區(qū)中心劃出一部分區(qū)域,有組織地進行圍網(wǎng)養(yǎng)殖。該方案的提出主要從社會影響角度考慮,在湖區(qū)中心劃出一部分水面,有組織地開展圍網(wǎng)養(yǎng)殖,主要保證濱湖街道專業(yè)漁民的經(jīng)濟來源;通過組織引導、加強管理、應急防備等措施保障湖區(qū)行洪安全;同時隨著區(qū)內(nèi)旅游服務業(yè)發(fā)展,通過就業(yè)培訓、介紹崗位等措施逐步引導這些漁民退出漁業(yè)養(yǎng)殖,從事其他生產(chǎn)經(jīng)營活動。該方案共需退出圍網(wǎng)養(yǎng)殖6704畝、圍埂養(yǎng)殖4445畝,組織圍網(wǎng)養(yǎng)殖3500畝,短期涉及漁民197戶,圍網(wǎng)調(diào)整后只涉及兼業(yè)漁民83戶。
3.2 方案確定
通過對三種方案的利弊和得失進行綜合比較,選擇滯澇面積擴展、容積增加、防洪效益、對已有設施影響、圩塘土方費用、退圩安置補償、社會影響等因素,綜合比選結(jié)果,認為在大縱湖首次實施退漁還湖的背景下選擇方案三可能較為適宜。因此本次工程暫按方案三實施退圩還湖,遠期可考慮方案二。endprint
3.3 退塘還湖方式
根據(jù)國內(nèi)的相關研究,結(jié)合大縱湖生態(tài)濕地功能的恢復需求,可考慮將大縱湖沿岸的圩塘按不同方式來退出。在實際工程中,將結(jié)合使用以下兩種方式:
3.3.1 退還為大水體。該方法是將圩塘區(qū)圩堤清除,堤基平至或接近塘底高程,使圩塘區(qū)水面直接與大縱湖主水體連為一體,擴張(或歸還原有)湖泊水域面積。
3.3.2 改造為濕地。對于塘底高程較高,規(guī)劃將退的圩塘,可考慮將其改造為濕地,按照建造構(gòu)造濕地的要求進行退圩,一方面所退圩區(qū)面積將直接增大縱湖水面,另一方面也為大縱湖生態(tài)濕地恢復創(chuàng)造良好生境。
4 建議
4.1 開展退漁還湖和養(yǎng)殖模式調(diào)整工作
為進一步改善大縱湖湖區(qū)水環(huán)境質(zhì)量,在實施退漁還湖工程后,地方政府及有關部門應采取積極有效措施引導漁民向水產(chǎn)品精深加工、休閑漁業(yè)和非漁產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,調(diào)整地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局,促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。
4.2 加強與周邊地區(qū)的協(xié)作,共同保護大縱湖生態(tài)環(huán)境
為協(xié)調(diào)大縱湖綜合開發(fā)利用與環(huán)境保護的關系,控制湖濱帶開發(fā)對大縱湖水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的影響,充分發(fā)揮本工程環(huán)境效益。
4.3 加強沿湖開發(fā)保護
建議大縱湖及周邊200-500m范圍為沿湖開發(fā)保護區(qū),實施生態(tài)保護帶建設,主要發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、河岸道路綠化。積極鼓勵、引導沿湖當?shù)鼐用駜?yōu)化農(nóng)作物布局,全面落實節(jié)水灌溉模式,采用科普宣傳、技術(shù)指導、價格機制、加強管理等綜合性措施,全面普及水稻淺水灌、濕潤灌等節(jié)水灌溉技術(shù),減少化肥和農(nóng)藥流失。推廣有機栽培,提高有機食品、綠色食品和無公害農(nóng)產(chǎn)品的種植面積。環(huán)大縱湖1km范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要突出生態(tài)保護功能,發(fā)展用肥量少的作物類型,嚴格控制化學氮肥和化學農(nóng)藥施用量,大力建設氮磷流失生態(tài)攔截系統(tǒng),實施生產(chǎn)河溝生態(tài)化改造。
4.4 開展湖區(qū)外來入侵物種的控制
大縱湖現(xiàn)狀有外來入侵物種鳳眼蓮、水花生,這兩種物種繁殖速度極快,生長時會消耗大量溶解氧,幾乎成了“污染”的代名詞。在工程實施前和實施過程中應加強湖區(qū)現(xiàn)有鳳眼蓮、水花生的控制,避免對后續(xù)水生植被恢復、種植產(chǎn)生不利影響。
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