杞麓湖湖滨带农田排涝区农田排水入湖污染负荷研究

张军莉，赵 磊，赵琳娜，谭志卫，王俊松，李转寿

(1.云南省环境科学研究院，云南昆明650034;2.通海县环境保护局，云南通海652700)

杞麓湖流域位于云南省通海县境内，地理位置东经102°33'48″～102°52'36″，北纬 24°4'36″～24°14'21″。湖泊略呈北东南西向的矩形状，东西长约10.4km，南北平均宽约3.5km，湖岸线全长约32km，最大水深6.8m，平均水深4m，全湖自西向东逐渐加深。杞麓湖湖盆呈现一定程度的悬湖状态，湖泊无明显出流口，为一封闭型高原浅水湖泊，唯一泄水通道为湖东南面的岳家营落水洞岩溶裂隙，泄洪至华宁王马龙潭出露后归曲江，属珠江流域西江水系。

由于早年缺乏科学的管理，围湖造田、移山填湖、修建硬质堤岸等错误决策致使流域西部、南部平坝区的部分围海造田新增的耕地低于湖泊正常水位，由于该片区主要土地利用类型为耕地，为杞麓湖流域主要的蔬菜生产地，农田精耕细作，然而农田排水无法自流进入湖泊，必须通过排涝站人为抽水排涝。本研究旨在通过现场调查和监测，核算湖滨带农田排水入湖的污染负荷。

1 内容及方法

1.1 研究范围

湖滨农业排涝区主要分布在杞麓湖西南岸湖滨带区域，面积 24.03km2，约占流域总面积的9.5%。片区内多为早年围湖造田形成的耕地，范围涉及沿湖十街村委会、大营村委会、龚杨村委会、金山村委会、长河村委会、六一村委会、大树村委会、万家村委会、黄龙村委会、云龙村委会、杨广村委会等11个村委会。片区土地利用现状类型绝大部分为耕地，以蔬菜种植为主。片区耕地海拔低于杞麓湖湖面海拔。

1.2 研究内容

对研究范围内的抽水排涝站分布和运行状况进行调查，在此基础上，选择有代表性的抽水排涝站作为水质调查的重点对象，在旱季和雨季分别采集水样，以实测水质数据为基础核算片区主要污染物的入湖污染负荷。

1.3 研究方法

由于排涝区泵站抽排水具有很大的随机性，与灌溉情况、降雨情况密切相关，本研究根据区域泵站抽排水状况，采用如下方法对区域入湖污染负荷进行调查核算。

抽排水水量调查:对每个泵站的抽排水情况进行详细记录，掌握抽排水水量。

抽排水水质调查:泵站抽排水主要包括2类，一是非降雨状况下的灌溉排水，二是降雨状况下的降雨径流，对这2类废水分别进行采样分析。泵站排水的水质分析根据排水的时段不同，分为旱季排水的采样和雨季排水的采样。本研究选择了5个代表性泵站进行水样采集，分别为:龚杨红旗河抽排水站、黄龙二组排涝站、龚杨杨家咀排涝站、六一牛角坝排涝站和万家排涝站。

2 调查及实验结果

2.1 泵站分布和运行状况调查

泵站调查的重点对象为直接从杞麓湖抽水或者直接排水进入杞麓湖泵站的数量和分布。据现场调查统计，在研究范围内从杞麓湖抽水和排水进入杞麓湖的泵站共计50个，其中，抽水灌溉泵站共计19个 (仅具有抽水功能的泵站)，沿湖仅有排涝功能的泵站23个，还有8个具有抽水和排涝功能的泵站。以上泵站中，有3个是通海县水利局直接管理的抽水站，分别为落水洞抽水站、沙沟咀抽水站和蚂蝗坝抽水站，其余泵站大多为上世纪所建的泵站，现大多分属村委会所有，村委会派专人进行管理。

在现场的调查中了解到，除了县管的抽水站及少数由村委会管理的泵站有抽排水的记录外，其余大部分泵站无抽排水的记录，难以准确地对湖滨农业排涝区的抽排水量进行核算，因此，为较准确地对区域内的农业抽排水量进行准确的核算，本调查采取了与无抽排水记录泵站的管理人员进行合作的方式，请泵站的管理人员从接受调查日连续12个月详细记录泵站的运行情况，根据泵站的运行情况核算泵站在研究期间内的抽排水量。

自调查始至结束，共收回和得到32个抽排水泵站的泵站运行情况统计。在统计过程中，选取其中的9个抽排水泵站 (记录结果较为完整和全面的泵站)作为本次泵站调查的重点研究对象，分别为:黄龙村委会黄龙大队排涝站、大树营 (赵家沟)底坝抽排涝站、六一牛角坝排灌站、二街海埂排涝站、龚杨红旗河抽排涝站、龚杨杨家咀排涝站、龚杨四社抽水站、十街工农抽水站、二街底坝抽水站，该9个泵站分布在湖滨农业排涝区的范围内，其中有3个泵站仅具抽水功能的泵站、有4个泵站仅具排涝功能的泵站，还有2个泵站为抽水和排涝功能都有的泵站，能完全代表该片区内所有泵站的类型，且该9个泵站均匀分布在湖滨农业排涝区范围内，根据该9个泵站的详细记录计算每个泵站的抽水或者排水量，并由现场调查结合GIS技术确定该9个泵站服务的面积范围，进而核算湖滨农业排涝区范围内耕地的单位面积年抽排水量。

在对典型泵站抽排水量统计计算的基础上，农业排涝区单位面积的抽排水量结果为，单位面积的抽水量为 0.64～5.78m3/m2·a，平均值为2.13m3/m2·a，单位面积的排水量为 0.76～2.81m3/m2·a，平均值为0.96m3/m2·a。从统计的结果看，位于不同位置的泵站及其服务范围内的耕地，由于地理位置的不同、土壤性质的不同，其抽排水量存在一定的差异。

根据上述结果核算，湖滨农业排涝区范围24.03km2，湖滨农业排涝区在项目研究期间的泵站抽水量为:51298791m3/a，泵站排水量为:23444112 m3/a。

2.2 农业排涝区农田排水水质状况调查

项目研究中，农业排涝区农田排水水质通过在调查的泵站中选取其中5个泵站分别在旱季和雨季采样分析排水水质状况。自2009年9月至2010年8月底，共采集旱季水样40个，雨季采集4场降雨，10个水样。

雨季排涝的过程与降雨量密切相关，但由于湖滨农业排涝区旱季抽排水频繁，旱季和雨季排水的主要污染物浓度差别不大。根据泵站水质采样实测结果，各主要污染物的浓度算术平均值分别为:TN:17.63mg/L，TP:0.46 mg/L，CODCr:55.69 mg/L。

2.3 农田排水中入湖污染负荷

湖滨农业排涝区农业排水入湖污染负荷量由泵站排水量与主要污染物浓度乘积计算得，TN:413.32t/a，TP:10.78t/a，CODCr:1305.60t/a。

3 结论

(1)湖泊西南部区域为流域内主要的蔬菜主产区，特别是湖滨带农业排涝区的农田排水直接通过泵站抽入湖泊，该片区面积为全流域面积的6.78%。

(2)研究区主要污染物入湖污染负荷为:TN:413.32t/a，TP:10.78t/a，CODCr:1305.60t/a。区域内单位面积的入湖污染负荷强度达到TN:17.20t/km2、TP:0.45 t/km2、CODCr:54.33 t/km2，处于较高的水平。

(3)在调查中发现，杞麓湖湖周的村庄大多与湖滨农业排涝区紧密相连，因此，村庄的生活污水等未经收集处理的部分同样汇入到湖滨农业排涝区内，通过泵站抽入湖泊中，因此，该片区的污染负荷也包含了部分湖周村庄的生活污水等污染物。

［1］洪华生，黄金良，曹文志.九龙江流域农业非点源污染机理与控制研究［M］.北京:科学出版社，2008.

［2］黎尚豪，俞敏娟，李光正，等.云南高原湖泊调查［J］.海洋与湖沼，1963，5(2):87－114.

［3］李恒.云南高原湖泊水生植被的研究 ［J］.云南植物研究，1980，2(2):113－141.