北京市昌平区水务局十三陵水务站 北京 102213
摘要:农业面源污染是造成地下水污染、湿地和土壤退化的主要因素,水土流失是面源污染的重要发生方式和输移载体。昌平区水资源不足,地表水和地下水受到农业面源污染的影响,制约其生态与经济的协调发展。认清农业面源污染的类型、成分和来源,掌握成因和机理,探寻主要载体迁移动态过程,把握污染物迁移特点,是认识和防控农业面源污染的前提。依照有关法律规章制度,加强制度建设,完善农田水利基础建设,做好水土流失实时监控和防治工作,采取必要工程防治措施和非工程技术措施,大力开展生态清洁型小流域建设,以降低水土流失过程中农业面源污染产生的危害。
关键词:农业面源污染;水土流失;动态监测;工程措施;清洁型小流域
1 绪论
农业面源污染(又称非点源污染)成为继点源污染得到有效控制后上升为对环境特别是水环境威胁最大的污染方式。农业面源污染作为面源污染覆盖面最广、隐蔽性最强、治理难度最大,对人们的生产和生活产生了巨大的影响。农业活动的不合理性以及水土流失的联动效应致使农业性面源污染日益加重,引发的水环境问题格外突出,并引起了学者和政府决策部门的关注。
水土流失造成的农业性面源污染主要是以土壤侵蚀为基础的污染过程。目前,农田水利设施简陋,无法有效防止农田中的水土流失,从而使化肥残留等污染物迅速通过水土流失进入水渠和沟道,流入河流,并对地下水造成污染。
昌平区位于北京市西北部,是著名的风景区、文化教育区,是首都生态环境的重要屏障。昌平区同时又是重要的水资源保护区,十三陵水库、桃峪口水库拥有较大的水资源储量。昌平区可利用地表水资源量仅为3000万m3,95%以上的供水量为地下水,地下水超采严重。昌平区浅层地下水中有58.3%属于Ⅱ、Ⅲ类水体,深层地下水中50.0%属于Ⅲ类水体。昌平区地下水总体存在3 种污染因子,为氟化物、盐分和氮素,氟化物主要来自于原生污染,盐分主要来自原表层的污染入渗,昌平区地下水存在氮素污染的风险,且存在向下渗透的趋势。而氮、磷主要存在农业面源污染中,并且直接关乎到农村饮水安全。
本文研究的目的是就如何降低昌平区农业面源污染对水环境的危害,从农业面源污染概念和特点出发,探寻其机理,对作为重要载体的水土流失过程进行分析,并寻求解决问题的方法和措施。
2 农业面源污染概念与影响
2.1 农业面源污染概念和特点
有学者提出农业面源污染是指由农业生产活动引起的、时空上无法定点监测的各种溶解或固体污染物(沉淀物、化肥、农药、盐分、病菌等)在各种应力作用下以低浓度、大范围的形式缓慢地在土壤圈内运动并且从土壤圈向水圈、大气圈扩散,对大气、水、土壤造成的污染。上述定义均指出,被污染的对象特指受纳污染物的水体。
农业面源污染的特点包括:(1)分散性和隐蔽性,随流域内土地利用状况、地形地貌、水文特征、气候、天气等的不同而具有空间异质性和时间上的不均匀性。(2)随机性和不确定性,农作物的生产会受到自然的影响,因降雨量的大小和密度、温度、湿度的变化会直接影响化学制品对水体的污染情况。(3)广泛性和不易监测性,面源污染涉及多个污染者在给定的区域内它们的排放是相互交叉。
2.2农业面源污染来源与成因
农业非点源污染动态过程包括以下几个部分:降雨径流过程,土壤侵蚀过程,地表溶质溶出过程和土壤溶质渗漏过程。对降雨径流过程代表性的有SCS法,由于考虑了下垫面性质对产流的影响,被广泛用于非点源污染的研究。溶质运移过程的深入研究,有助于我们了解地下水污染的机理。
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化肥过量使用、使用结构不合理,农药的过量使用,禽畜养殖业规模化发展而产生的有机废物处理率低,水土流失严重作为农业面源污染的成因已达成共识。挖掘更深层次原因,有学者从经济层面分析指出,开放的市场政策导致了农民过量施肥,我国化肥市场的迅速发展与政府的政策支持是分不开的。一些学者从社会制度和管理体制上寻找造成我国面源污染严峻形势的原因。农村的经济制度和管理体制、传统的生产方式和生活方式中存在某些缺陷,这些缺陷造成了农村出现边缘化,农村承担了更多的工业化和城市化的成本,面源污染加剧正是这种农村边缘化的一种反映。
3 水土流失对农业面源污染的影响
农业面源污染物迁移过程集中在降水径流、农田灌溉及排水等过程以及淋溶作用引起土体中的污染物迁移并进入地下水和地表水的过程。
了解水土流失与土壤侵蚀的关系是研究农田、坡地和沟道农业面源污染的基础。由于水土流失的主要外营力为降雨、径流,主要搬运通道为沟谷、河流,因此其产生的泥沙以及化学物质必然进入各种水体,从而对水资源形成污染;同时由于水土流失的发生都在一个大的尺度范围内所产生,因此它对水资源的污染是一种非点源污染,具体表现为降雨—径流—侵蚀—水污染负荷输出的过程。特别是水土流失携带的细颗粒泥沙,对多种污染负荷具有吸附力,它会将氮、磷、钾、有机质、碳酸钙等营养物质和砷、汞等有害物质一并带入水体,加重水体污染,使水体中悬浮物、生化需氧量、化学需氧量、总磷、总氮等浓度增加,从而降低了水资源的可利用率。
4 治理措施
治理措施需要兼顾水土流失治理和农业面源污染治理,从污染源头、污染物迁移动态过程、污染危害对象的每个环节都需要严格把关。昌平区需要借鉴已有的控制经验,如采用高效施肥技术、进行小流域综合治理、做好水土保持工作和平原造林,寻找适合本地的治理手段。在进行综合治理时,应该以生态为基础,全面调查流域农业面源污染源类型和成分,采取综合生态治理措施,着力于污染源头的净化与水质恢复。
4.1规范制度建设
控制水土流失中的农业面源污染需要依照规章制度和政策措施,主要体现在环境立法。特别是建立针对农业面源污染的水功能区限制纳污制度,严格控制农田、坡地和施工建设中的水土流失量,对污染超标的区域进行整改。建立健全水土保持、建设项目占用水利设施和水域等补偿制度。此外,还需要完善农业源污染税收和补贴制度,以此转换农村角色,鼓励发展有机农业,从源头上降低农业面源污染。
4.2加强动态监测
昌平水利部门需要切实履行职能,做好水土流失和农业面源污染动态监测与公告工作。一是做好昌平区水土流失普查,掌握自2000年以来的水土流失面积、分布状况和流失程度,预测水土流失危害及发展趋势,评估综合防治效果。二是对全区农业面源污染的类型、组成和浓度进行定时现场选点测定,掌握农业面源污染季节规律,对重点污染区域重点监测。
4.3工程措施
缩短坡长、减缓坡度降低了地表径流的流速,从而有效削减侵蚀动能[11]。例如,梯田工程就可以改变坡度,拦蓄雨水,增加土壤水分,防治土壤流失,达到保水、保土和保肥的目的。在农田和水体之间建立合理的草地或林带过滤带,可以大大降低水体中氮、磷的含量。缓冲带包括缓冲林带、缓冲草地带和缓冲湿地。缓冲林带通过控制侵蚀,防治水土流失、养分流入河道来保护水质。缓冲草地带可拦截水中的部分泥沙、悬移质等,减少水体污染。
经过几年来的实践,响潭水库上游、十三陵水库上游、温榆河绿色生态走廊成为昌平生态环境建设的亮点。
4.4 非工程措施
非工程措施主要有农耕技术措施、生物技术措施和化肥农药的科学施用等。
农耕技术措施[13]中,等高种植、免耕、少耕等手段是农业区与坡耕地实行水土流失控制的首选办法。农业耕作措施的作用主要表现在拦蓄径流,增加地表覆盖,改善土壤物理性状,同时节省了人力、物力和财力。
自2012年北京全市启动百万亩平原地区造林工程以来,昌平区截止到2016年,已完成造林12.86万亩,栽植各类乔、灌木400余万株。平原造林的项目实施,有利于防风固沙、保持水土、涵养水源,调节气候、美化环境、提高环境容量,对减少昌平区的农业面源污染也有重要意义。
5 结论与建议
水土流失中的农业面源污染已经对水资源产为了危害,地下水也受到了不同程度的影响。在未来,农业面源污染将成为制约昌平区环境与经济协调发展的瓶颈。水土流失是农业面源污染重要的载体,昌平水利部门需要遵照环境方面的规章制度,做好水土保持工作,进行水土流失和污染物时时监测,采取工程措施和非工程措施,减少水土流失量,降低迁移过程中农业污染物的总量,还需要继续大力开展清洁小流域建设,着力于污染源头的净化与水质恢,有效遏制农业面源污染带来的水环境问题,保护山区水源地。
参考文献
[ 1 ]刘毅华,杨仁斌,郭正元,等. 农业非点源污染的控制[J]. 全国农业面源污染与综合防治学术研讨会论文集:28-29.
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[ 4 ]崔 健,马友华,赵艳萍,等. 农业面源污染的特性及防治对策[J]. 中国农学通报,2006,22(1):335-340.
论文作者:杨秀霞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/10
标签:农业论文; 昌平区论文; 水体论文; 措施论文; 地下水论文; 非点源论文; 过程论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;