海宁市农田退水“零直排”治理现状、问题与对策建议.pdf

2023 年第 64 卷第 9 期2301收稿日期:2023-06-01基金项目:20232024 年度海宁市农业产业技术团队项目;浙江省“三农九方”科技协作计划(2023SNJF038)作者简介:尤滨乾(1981),男,浙江海宁人,工程师,学士,从事农村生态能源技术推广工作,E-mail:420061753 。通信作者:程勤海(1973),男,浙江海宁人,高级农艺师,学士,从事农业技术推广与研究工作,E-mail:416813798 。文献著录格式:尤滨乾,贾伟忠,葛佳颖,等.海宁市农田退水“零直排”治理现状、问题与对策建议 J.浙江农业科学,2023,64(9):2301-2304.DOI:10.16178/j.issn.0528-9017.20230598海宁市农田退水“零直排”治理现状、问题与对策建议尤滨乾1,贾伟忠2,葛佳颖3,林蔚红1,杨丽1,阮赞誉1,沈秋兰1,居梦婷1,程勤海1(1.海宁市土肥植保能源技术服务站,浙江 海宁314400;2.海宁市长安镇农业农村办公室,浙江 海宁314400;3.浙江省耕地质量与肥料管理总站,浙江 杭州310020)摘要:农田退水“零直排”工程具备氮磷拦截、生态修复、资源循环、控污减排等功能,在农业面源污染防治及农业绿色发展中具有广阔的应用空间。本文结合海宁市稻田退水“零直排”工程建设与运维实践,总结了“零直排”治理的 3 种模式,分析了当前工程建设与管护现状,并从客观条件、技术瓶颈、建设运维等方面探讨了技术推广应用中面临的主要问题和困难,进而从工程改造提升、治理技术创新、建维机制调整等方面提出了相应的对策建议,以期为不断提升农田区域退水“零直排”治理水平,加快农业绿色转型和促进农业高质量发展提供助力。关键词:农田退水;零直排;生态沟渠;面源污染;治理中图分类号:S27文献标志码:A文章编号:0528-9017(2023)09-2301-04浙江省海宁市地处太湖流域杭嘉湖平原,亚热带季风气候,素有“鱼米之乡”之称。区域内河网密布、池塘湖泊众多,农作物以水稻为主,种植面积约 1.1 万 hm2。据测算,每年稻田退水氮、磷流失量达 397.85 t、8.50 t1,对河湖水生态健康构成不利影响,每年 79 月部分河流断面总磷浓度呈季节性超标2。为切实减轻稻田氮磷流失对区域内水环境的影响,海宁市于 2017 年承担和实施了国家级太湖流域农业面源污染综合治理试点项目,在丁桥镇新仓村建立稻田退水治理核心示范区 193 hm2,采用连锁六边形、鱼鳞穴、阶梯等形式建设农田氮磷生态拦截沟渠系统 3 313 m,配套生态调蓄塘 0.5 hm2,于 2018 年被评为省级优秀沟渠系统3。在此基础上,海宁市不断创新治理模式,着力提升运维管护水平,至 2021 年末,全市已累计建成生态沟渠总长 16 959 m、农田汇水面积 1 108.7 hm2,并且逐步迭代升级,形成了以农田氮磷生态拦截沟渠系统为核心 的 稻 田 退 水“零 直 排”治 理 技 术 体 系。2021 年 7 月,发 布 海 宁 市 加 快 推 进 稻 田 退 水“零 直 排”工 程 建 设 行 动 计 划(20212025年),正式启动和全面推进农田退水“零直排”治理工作4。由于起步相对较早,海宁市在治理工程建设与运维方面逐渐积累形成了一定的经验。本文结合海宁市近年来农田退水“零直排”工程建设与运维的实践,分析了当前“零直排”工程建设与运维的现状、存在问题及解决对策,以期为进一步开展农田区域退水“零直排”治理提供参考借鉴。1治理现状1.1主要建设模式根据 稻田退水“零直排”工程建设技术导则(试行)(以下简称 技术导则),海宁市因地制宜,结合稻田所在区域地形地势、周边水体资源分布等特点,主要采用了全封闭式、半封闭式、开放式三种建设模式5。1.1.1全封闭式在退养水塘、断头河浜、小河道等小水体资源丰富的区块,构建“生态沟渠-生态湿地-调蓄回2302 2023 年第 64 卷第 9 期灌”系统,实 现 区 域 内 稻 田 退 水 的 循 环 利 用 与“零排放”。1.1.2半封闭式在小水体资源相对不足的区块,构建“生态沟渠-生态调蓄塘-生态净化带”系统,稻田退水经生态塘调蓄处理后,除部分回用外,其余部分流入生态缓冲带经深度净化后再进入受纳水体。1.1.3开放式在农田周边没有封闭小水体资源利用的区块,构建“生态沟渠-生态净化带”系统,将附近小河道改造成为生态净化带,稻田退水经生态沟渠和生态净化带逐级拦蓄降解后再流入受纳水体。1.2治理工程建设海宁市明确将“零直排”工程作为全域土地综合整治、高标准农田、小型农田水利等项目的必备内容,要求同步设计、同步建设、一体推进;对于单独建设的“零直排”工程项目,市财政按建安费的 50%进行补助4。市级以上财政投入比例相对较高的项目在具体立项时,对起点高、技术新、效果好、示范性强的工程给予优先考虑。截至2022 年底,海宁全市累计投入资金 6 300 万元,建成生态沟渠系统 2.5 万 m、生态调蓄塘 1.2 hm2,稻田退水“零直排”治理面积 1 400 hm2,其中:全封闭式 153.3 hm2、半封闭式 386.7 hm2、开放式 860 hm2。此外,作为技术扩展,全市稻鱼综合种养“零直排”技术应用面积 760 hm2。根据 海宁市稻田退水“零直排”工程建设规划(20212025 年)(以下简称 规划),接下来还将每年建设“零直排”治理工程 1 400 hm2,目标是:至 2025 年底实现“零直排”治理面积 5 600 hm2以上6。1.3运维管护海宁市按照“建管并重”和“谁受益、谁负责”的原则,明确市、镇、村三级建后管护工作职责,建立长效管理机制,市镇两级开展定期检查指导并在每年年底共同对已建“零直排”工程进行考核打分(打分项包括:建设规模、内容与质量情况,标识标牌与责任落实情况,构筑物和植物的维护情况,整体美观度与系统运行情况,肥药减量和氮磷减排情况等5),确保“零直排”治理设施建好管好用好。同时,为切实减轻基层资金压力,对于稻田退水“零直排”治理工程所在村,市财政每年按区块内水稻实际种植面积给予 1 500元hm-2的管护资金支持,镇(街道)配套不少于市级补助,对于管护不到位的不予补助,并取消镇(街道)的评优资格。2存在的问题与困难2.1受粮田布局与设施现状影响,“零直排”工程难以全面展开2.1.1粮田布局碎片化问题严重无论从工程建设运维的技术实践出发,还是从耕地空间布局的长远规划考量,稻田退水“零直排”工程选址应尽量选择在集中成片的稻田区域,一般要求稻田汇水面积在 10 hm2以上。然而,全市 11 426.7 hm2粮食功能区涉及图斑数 1 156 个,其中小于 6.67 hm2的 633 个、小于 3.33 hm2的399 个,单个区块不足 6.67 hm2的就占了 89.3%,给治理工程的选址与布局形成很大制约。2.1.2已建成的高标准农田功能较为完备截 至 2022 年 底,全 市 已 建 成 高 标 准 农 田24 746.7 hm2,集中成片田块基本都建设了混凝土排渠且运行正常,再建生态排渠将导致重复投入;而 海宁市高标准农田建设“十四五”规划 中储备入库的新建高标准农田项目仅 1 073.3 hm2,“十四五”期间,全域土地综合整治每年能新腾出的农田也仅 133.3 hm2左右。2.2受主观设计和客观条件影响,工程治水效果仍需不断提升2.2.1技术环节还存在一定短板稻田排水具有时间集中、水量大等特点,水流侵蚀生态沟渠壁,易造成水土流失和渠底淤积堵塞;渠内植物生长旺季与降雨高峰期重叠,严重影响农田排涝;若遇极端高温干旱天气,生态沟渠水位不够,会导致菌种、水生动植物等失活失效,影响净化效果;目前考虑到客观条件等多方面因素,技术上要求每 10 hm2稻田配套生态调蓄塘 300 m3以上5,但如果只按最低标准进行建设,理论上生态塘只能蓄纳承载 0.3 cm 稻田水量,容易发生水力冲击过载的情况。2.2.2全封闭模式占比偏低稻田退水治理三种模式中,开放式在治理目标上仅能降解 20%左右的氮磷指标7-9,而全封闭模式可实现退水回用、循环灌溉,农田退水基本不外排,能显著减少对外河水质的影响。受农田周边河浜、水塘分布以及是否可建生态调蓄塘等地理条件限制,已建成的 1 400 hm2中开放式占 61%、全封闭式仅占 11%,规划 到 2025 年全封闭式占比尤滨乾,等:海宁市农田退水“零直排”治理现状、问题与对策建议2303也只能提高到 16%6。2.2.3生态沟渠宽度偏大由于受土壤质地、气象水文和地形地貌等的影响,海宁市生态沟 渠 一 般 设 计 宽 度 在 2 m 以 上(传统沟渠仅 0.8 m),不仅给跨沟渠的农事操作带来很多不便,而且也占用了更多的农地,使农田的经济效益受到影响。2.3受资金投入和管护机制影响,工程建设和运维压力较大2.3.1投资较高影响工程扩面生态沟渠造价在 500 2 000 元 m-1(平均1 000 元m-1左右),而普通现浇沟渠仅需 280 元m-1。全封闭模式投入尤高,如周王庙镇长春村 40 hm2“零直排”治理示范区,投资达 6 万元hm-2。2.3.2补助偏低影响建设积极性目前项目来源主要有农业绿色发展、全域土地整治、小农水、高标准农田、粮食功能区改造提升等途径,其中农业绿色发展项目省级补助 90%,但目前因资金用完已不再接受申报,其他项目市财政补助在 50%70%,缺口部分由镇村两级分担,基层资金压力较大。2.3.3管护机制不够健全影响工程长期效益发挥虽然属地 政府基本都 制定了管护 制度,但“重建轻管”思想依然存在,施工管护期内基本都能正常运维,管护期过后,部分农田区块极易出现运维资金投入不足、主体职责不明、管护措施不到位等情况。3对策与建议3.1打破已建工程限制,查漏补缺进行改造提升对已完成高标准农田建设且排水系统运行正常的区块,对标 技术导则 要求,允许对其在尽量不破坏既有设施的前提下,按照“缺啥补啥”原则,因地制宜进行“零直排”化改造提升,并按单独建设的农田退水“零直排”工程进行立项布局和提供政策支持。针对相互间隔较近的零散田块,优先采用生态排渠贯通的方式连片成网开展“零直排”治理。加大土地全域整治力度,尽力扩大单个整治区域的面积,结合高标准农田改造提升等工作同步考虑建成区块的“零直排”工程建设。3.2加强实践探索和技术创新,不断完善工程设计农田退水“零直排”工程建设是真金白银的投入,要依托科研院所和专家力量,充分汲取基层智慧,确保“零直排”项目设计合理、关键环节技术过硬,同时还要兼顾农业科技、农村环境与历史人文等要素的设计统一,做到既合规实用,又生态美观,既彼此协调,又彰显层次感9。要在工程实践中不断进行完善和优化,优先采用建维成本低廉且效果好的技术手段,慎重选择建维成本高昂的设施设备,切忌华而不实。针对生态调蓄塘耐水力负荷较弱的情况,推广应用稻田地表径流氮磷流失防控技术,通过有效减少稻田退水源头产生量、提高农田氮磷肥料利用率等手段,切实缓减末端治理系统的运行压力10-12;针对“全封闭模式”回灌水塘建设受地理条件制约的问题,要充分利用水利圩区进行改造提升,使其兼具生态调蓄和回灌功能;要通过强化田间节灌控排系统的设计,进一步增强稻田“田面蓄水”功能,从而对生态调蓄塘功能实现部分替代或补偿,并使其他模式的治理效果也尽量向全封闭模式看齐。针对水土流失、影响排涝、动植物失活等问题,结合工程实践淘汰或改进一批生态沟渠样式13-14,不断创新优化工程设计建造方案,更新 水生植物推荐名录15。针对河滩、生态湿地等部分区域极易出现一枝黄花等外来入侵物种泛滥的问题,在试点研究的基础上积极推广应用巨菌草种植技术,利用巨菌草的生态排挤竞争优势挤占生态位,同时充分发挥其水土保持与氮磷消纳功能。针对生态沟渠跨度偏大问题,通过推广低压节水灌溉技术把灌渠从明渠改为暗管,从而节省土地以用于生态排渠建设;通过间隔设置跳板、结合拦水坎设置过渠支撑物、或辅以工程措施增 加 沟 壁 倾 斜 度 等 办 法,方 便 跨 沟 渠 的 农 事操作。3.3健全资金投入和长效管护制度,充分发挥项目长期效益针对各类项目补助政策不一的情况,研究通过提低的办法进行统筹优化,适当提高市级财政投入比例,提高基层的建设积极性16,同时鼓励引导在花卉、果蔬、苗木等种植业地块建设农田退水“零直排”治理工程。调整农田退水“零直排”建设工程指标的考核评价标准,从年终考核拓展到月赛季比考核,并且在日常定量考核的基础上增加定性考核内容,将做好运维管护、落实管护经费、设置水质监测点位、定期开展水质检测等内容纳入平时考核,逐步提高运维分数占比,以确保项目长期稳定发挥效益。不断完善农田退水“零直排”系统监测评价工作,在核心示范点构建数字化水质水2304 2023 年第 64 卷第 9 期量自动监测系统17,用更翔实的数据对工程建设和运维效果进行更加科学全面的评估,持续提升农田面源污染治理工程的建设与运维管理水平。4结论与展望海宁市的农田区域退水“零直排”治理工作,在工程设计上,因地制宜,将农田氮磷生态拦截沟渠系统与周边池塘河流分布紧密结合,通过拦截降污、生态调蓄、循环灌溉等措施实现农田退水的资源化利用与减量化排放;在建维管理上,建立工程质保期制度,同时充分发挥村“三小组长”和监督员作用,加强日常巡查监督;在运行管护上,注重与节灌控排、肥药双控、农村生态环境卫生等工作相结合,提升水肥利用效率,切实减少源头产生量,保障设施正常运行;在监测评估上,不断细化要求,2023 年已将年度检测考核改为对稻田退水关键期进行跟踪检测考核,并在 3 个“零直排”治理示范区探索建设水质自动监测系统 4 套、通量监测系统 1 套,为进一步深化农田区域退水“零直排”治理提供数据支撑。参考文献:1 梁新强,杨姣,何霜,等.关于长江三角洲地区推进稻田退水零直排工程建设的建议 J.中国科学院院刊,2021,36(7):814-822.2 中共浙江省委 浙江省人民政府.浙江省公开第二轮中央生态环境保护督察整改落实情况 N.浙江日报,2022-07-15(2).3 董越勇,鲁长根,王志荣,等.浙江省农田氮磷生态拦截沟渠系统功能实现结构化评估体系的探讨与实证 J.浙江农业科学,2022,63(4):843-849,867.4 海宁市农业农村局,海宁市财政局,海宁市自然资源和规划局.关于印发 海宁市加快推进稻田退水“零直排”工程建设行动计划(20212025 年)的通知 EB/OL.(2021-07-29)2023-06-01.http:/ 嘉兴市农业农村局.关于印发 稻田退水“零直排”工程建设技术导则(试行)的通知 EB/OL.(2021-10-12)2023-06-01.https:/ 海宁市人民政府办公室关于印发 海宁市稻田退水“零直排”工 程 建 设 规 划(20212025 年)的 通 知 EB/OL.(2022-11-02)2023-06-01.http:/ 李中利,燕燕,邵正浩.基于稻田退水“零直排”模式的农业面源 污染治理路径 J.浙 江 农 业 科 学,2021,62(12):2513-2515.8 王志荣,庄海峰,郑良燕,等.生态沟渠对农田排水中菌群组分、耐药 基因谱及氮磷浓 度的影响 J.环 境 化 学,2022,41(9):3055-3064.9 邵建均,吕旭东,王永尚,等.浙江省农田氮磷生态拦截沟渠系统建设实例与分析建议 J.浙江农业科学,2020,61(9):1915-1917,1921.10 任依,邵建均,鲁长根,等.施用肥料对水稻产量及氮素吸收的 影 响 J.浙 江 农 业 科 学,2021,62(8):1486-1488,1496.11 方晨露,简永旗,吴家森,等.单季稻氮磷吸收及径流流失对不同肥料施用的响应 J.浙江农林大学学报,2021,38(6):1187-1194.12 陈子薇,应珊珊,刘银秀,等.不同施肥类型对稻田氮素流失的影响 J.水土保持学报,2021,35(1):36-43.13 陈友国,王涛.农田沟渠常见生态护砌形 式及特点初探J.水利建设与管理,2015,35(4):48-50,38.14 BAI Y,ZENG Y H,LI Q A.Retaining performance of four 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