湖南省洞庭湖区农村水环境问题成因及其治理对策研究

谢谦，唐诗佳

（1.长沙学院乡村振兴研究院，湖南 长沙 410022；2.文化遗产保护修复与数字化应用湖南省工程研究中心，湖南 长沙 410022；3.长沙县供排水技术服务中心，湖南 长沙 410100）

农村水环境是指分布在广大农村地域的河流、湖泊、水库等地表水环境和泉水、浅层地下水、深层地下水等地下水环境的总称。湖南省洞庭湖区主要涵盖岳阳市、常德市、益阳市和长沙市望城区，共有乡镇312 个，乡村人口达617.97 万人，其农村水环境既承担着调蓄长江和湖南“四水”的重要任务，又是农业农村可持续发展的基础。2018 年，中共中央国务院印发了《国家乡村振兴战略规划（2018—2022 年）》，明确提出“以农村垃圾、污水治理和村容村貌提升为主攻方向，开展农村人居环境整治行动”[1]。2023 年，国务院批复同意的《新时代洞庭湖生态经济区规划》，更强调了“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”的发展思路。因此，实施农村水环境治理，着力构建和谐人水关系，是贯彻落实乡村振兴战略的重要举措。然而，湖南省洞庭湖区人口密集，且为国家粮食、生猪主产区，污染物排放量强度高、总量大，农村水环境质量不容乐观。

1 湖南省洞庭湖区农村水环境现状问题

由于受江湖关系深刻调整、气候变化和人类活动等因素影响，水流不进、流不动、留不住、污染重等现象相互交织，洞庭湖农村水环境安全形势十分严峻，主要体现在4 个方面。

1.1 季节性水资源短缺严重

三峡建成后，长江干流荆江河段平均纵向冲刷深度达2.1 m，长江通过三口分流入湖水量大幅减少。低枯期，洞庭湖与长江水位落差加大，出流加快，水域面积仅500 km2左右，成为“地上悬湖”。三峡蓄水期间，以四口河系为主要水源的南县、华容、安乡地区水资源量大幅减少，已逐步成为湖南省第四个干旱区。部分供水工程以地下水为水源，导致地下水位降低、水量日益减少。而且，受农业养殖和地质条件影响，地下水源氨氮、铁、锰超标严重，水质达标率低。

1.2 水质整体呈轻度污染

近年来，洞庭湖水质有一定程度改善，2022 年，洞庭湖总体水质为Ⅲ类，湖体总磷浓度下降为0.06 mg/L，但仍未达到0.05 mg/L，总体呈轻度污染状态。空间分布上，洞庭湖总氮、总磷含量呈现“入湖高于出湖、出湖高于湖体”的分布特征，周边“四水”的入湖污染物监测中，氮和磷为主要污染指标，实际监测量分别占到75.8%和64%以上，污染物阻截难度大。

1.3 水体生态功能退化明显

由于入湖水量锐减，淤塞严重，洞庭湖垸内外原本四通八达的水系被切断，造成河湖、沟渠、塘堰水体流动性差，自净能力下降。垸内外水体多用于养殖，富营养化严重，爆发蓝藻水华生态灾害的几率增加，生物多样性遭到破坏。此外，湖区湿地功能呈退化趋势，部分区带植被由湿地类型向中生性草甸演替，过去十年间，洞庭湖区自然湿地面积减少了1.6 万hm2，濒危物种生境恶化。

1.4 防洪减灾能力严重不足

洞庭湖区重点垸堤防建设时间早，建设标准偏低，一线防洪大堤除142 km 长江干堤防洪标准较高，其余多为5～10 年一遇，一般垸堤防防洪标准不到5 年一遇。此外，据省水利厅测算，若重现1954 年型长江洪水，城陵矶地区将有305 亿m3的超额洪量，分蓄洪任务较重。然而，洞庭湖区仅有澧南、西官、围堤湖垸具备主动分蓄洪条件，有效蓄洪容积仅9 亿m3，蓄洪能力严重不足。

2 湖南省洞庭湖农村水环境问题成因

洞庭湖水环境问题层出不穷，且治理难度较大，归根到底，主要存在以下几个方面的困难与问题。

2.1 水文情势变化较大

洞庭湖水文情势变化的影响因素是多方面的，既有自然因素，又有人为因素。自然因素方面，洞庭湖泥沙主要来源于荆江三口和湖南四水，水沙进入湖区后,因比降减小、流速减慢，泥沙极易在河口段淤积,导致河床升高,泄水输沙能力减弱；此外，每年汛期大量泥沙淤积于洪道两侧，形成洲滩，亦导致过水断面缩小[2]。人为因素方面，历史上大规模的围垦洲滩，使洞庭湖泥沙淤积速率大幅提升；三峡运行后，荆江三口入湖泥沙量大幅减少，有利于泥沙淤积减缓，但三峡水库蓄水，也使得洞庭湖枯水期提前、持续时间增长。可以看出，江河湖泊是一个复杂的系统，任何一个环节被干扰，都会影响到整个系统的良性循环。

2.2 农村面源污染严重

长期以来，洞庭湖作为我国粮食主产区，粗放型的农业生产经营方式没有彻底扭转，化肥、农药、畜禽养殖等面源污染，已成为农村水环境问题的主要原因[3]。化肥使用方面，据统计，2021 年洞庭湖区岳阳、常德、益阳3 市农作物化肥使用总量为70.99 万t，较2020年减施率为3.15%，平均每公顷播种面积施用化肥270.18 kg，高于国际公认的化肥施用安全上限225 kg/hm2。农药使用方面，洞庭湖区农药使用量大，2021 年，洞庭湖区岳阳、常德、益阳3 市农药使用量为2.61 万t，占全省农药使用总量的1/4，亩均用量超过全国平均水平的10%；而且，洞庭湖区范围内多采用手动施药机械，农药利用率不到30%，绝大部分农药降落到地面，对水源、土壤等环境造成污染。畜禽养殖方面，2022年，洞庭湖区岳阳、常德、益阳3 市全年出栏生猪1 396.6 万头，占全省出栏生猪总量的21.86%；牛出栏39.69 万头，占全省出栏牛总量的21.68%；羊出栏303.59 万头，占全省出栏羊总量的27.56%。由于畜禽粪便利用率不高，部分粪便未经处理排入水体，极易造成水体污染。此外，大规模的水产养殖也对湖泊、水库等水体造成了污染，2021 年洞庭湖区水产品产量达145.49 万t，占全省水产品总产量的54.67%，水污染物排放量较大，其中，化学需氧量1.75 万t，氨氮0.08 万t，总氮0.28 万t，总磷0.03 万t。

2.3 农村生活污水处理困难

目前，洞庭湖区农村生活污水大都未经处理直接排放，化学需氧量、动植物油等农村生活源水污染物排放总量已超过城市地域[4]。但是，农村生活污水处理存在较多困难，如：重视程度不高，水处理资金欠缺，村民的环保观念相对欠缺；村民居住分散、地形落差大、区域分布广、施工难度较大；站点和泵房等特殊节点的选址艰难，涉及农田侵吞，或是允许用地的面积十分有限；针对农村地域污水处理的技术实力较低，缺乏对应的工程设计和建设运行规范；污水处理多头管理、权责不明。

2.4 科研创新能力不足

当前，洞庭湖区农村水环境治理缺乏符合地方实际情况的创新技术，科技创新存在较多困难与问题。其一，湖南省有着丰富的科研创新资源，然而，在科技研发、科技服务及协作创新中，科研设施共享率低、科研资源配置碎片化同质化、协同创新机制不活等问题，导致洞庭湖环境污染治理和生态修复的科技攻关举步维艰，严重制约了湖区的科技创新发展；其二，洞庭湖区环保企业以中小微企业为主，企业规模资金有限，缺少专门的科技研发机构，自主创新能力不强，原创性技术较少，科研运用能力较差，研究质量有待提升；其三，生态环境的保护与修复，必须建立在遵循自然规律的基础之上，洞庭湖与长江之间江湖关系已发生明显变化，亟待开展流域生态、江湖关系等方面的基础科学研究，为洞庭湖水环境保护与治理奠定坚实的基础；其四，洞庭湖区环境保护与治理仍缺乏高效率、低成本的环保技术，传统技术对污染物的循环处理与可回收利用率比较低。农业面源污染领域的环保技术最为欠缺，农膜、农药、化肥等的施用，仍然是影响洞庭湖环境质量的重要因素。

2.5 水环境治理体制机制不畅

“重经济，轻环保”的现象一直存在，许多地方以牺牲资源环境为代价来发展经济，环保部门与经济部门相互合作与制约机制不强[5]。洞庭湖生态文明建设的公众参与机制建设相当滞后，缺乏相应制度保障，参与程序、途径、方式不明确。洞庭湖水域宽广，人口众多，环境执法成本较高。水环境立法滞后，行政执法难以准确到位，且缺乏必要的司法手段。公众环境维权意识较弱，对环境污染的危害缺乏深刻的认识，过分依赖政府行为。生态补偿融资渠道单一，补偿领域过窄、标准偏低，缺乏稳定性和可持续性。

3 湖南省洞庭湖农村水环境治理对策

围绕湖南省洞庭湖区农村水环境现实问题，必须坚持基础科学研究和应用科学研究并重，着力构建市场导向的洞庭湖绿色技术创新体系，积极推动生产生活方式绿色转型。

3.1 加强江湖关系演变的基础研究

针对洞庭湖与长江、四水的作用关系问题，着力开展江湖关系和生态系统演变的基础研究，以实现对洞庭湖自然生态演变规律的全面把握。主要内容包括：其一，江湖关系健康评价。揭示洞庭湖与长江江湖水沙交换关系的演变过程及其与江湖水沙运移、地形演变互馈影响的机理，阐明重大水利工程影响下江湖关系变化及对洞庭湖生态系统影响的机制。其二，河湖连通优化调控。从河、湖与水系等水循环基本概念入手,揭示水系连通的水循环物理机制,探明水量平衡、能量平衡、水资源可再生性、水循环尺度等问题,为河湖连通工程的实施奠定理论基础[6]。其三，水利工程联控联调。针对江湖关系的变化，寻求新时期洞庭湖水利工程联控联调方案，为保障洞庭湖乃至长江中游地区水安全提供科学依据。

3.2 深化水生态修复技术的创新应用

针对洞庭湖水体自净功能下降、生态湿地退化、水土流失等问题，通过水生态修复技术的创新与应用，促进洞庭湖生态系统的恢复。主要内容包括：其一，河道生态修复。以河道景观水体的水质净化维护为主要目标，人为合理搭配水生植物、水生动物、微生物形成一个完整的生物链，通过植物净水、以鱼保水、微生物调控，去除河道水体富营养化，控制藻类的爆发。其二，黑臭水体整治。以养菌源微生物技术为主，配合生态浮岛技术、生态浮毯技术、生态基净水技术、曝气复氧技术，提升水体自净功能，以实现河道水质的长久高效净化。其三，人工湿地。因地制宜，根据不同水流方式，分类构建表面流湿地、水平流湿地、垂直流湿地等人工湿地，促进废水中污染物质的良性循环，以获得污水处理与资源化的最佳效益。其四，小流域水土保持治理。加强丘岗坡面梯田的整修和维护，完善配套的蓄拦、排水、沉沙等小型水利水保工程的建设，并优先采用植物护坡、护埂措施。加强塘、堰整治，进行河道清淤。

3.3 着力推进农业面源污染的综合防治

针对农业生产活动造成的水体氮磷污染、畜禽粪便污染、农田重金属污染等问题，着力推进农业面源污染综合防治工程，促进农业可持续发展。主要内容包括：其一，种养一体化转型。将畜禽养殖产生的粪污作为种植业的肥源，种植业为养殖业提供饲料，并消纳养殖业废弃物，促进了洞庭湖区农业的绿色化转型[7]。其二，农业沟渠改造。依据洞庭湖农村地区的沟渠现有条件，以种植能够高富集氮磷的水生植物为主要途径，将植物净化和工程措施相结合，通过拦截、阻隔、沉淀、吸附、降解、吸收等方式，拦截氮磷营养物，减少农业生产对洞庭湖水体的污染[8]。其三，畜禽标准化养殖。从良种选育、饲料配制、生态养殖和粪便处理等多环节入手，通过良种繁育技术、饲料产品研发、生物床技术、有机肥生产等一系列相关技术的创新，提升畜禽标准化养殖水平，减少畜禽养殖污染。其四，农田重金属污染防治。着力推动农田镉污染辨识技术创新，针对性地增施绿肥、有机肥，提升土壤净化能力，并辅以客土法、水洗法等方法，降低农田镉污染程度。

3.4 加强农村生活污水和垃圾的无害化处理

针对洞庭湖农村生活污水处理难的现实问题，大力开展农村生活污水和垃圾的无害化处理，以实现洞庭湖水污染的源头防控。主要内容包括：其一，农村生活污水治理。因地制宜，采取城镇管网延伸、集中处理和分散处理等多种方式，加快农村生活污水治理[9]。其二，更新污水治理设备。以FMBR、MBR、MBBR 为主体工艺的一体化设备，因其占地小、建设投资少、运行维护简单等优点，市场应用相对成熟，可广泛应用于农村污水治理领域。其三，农村生活垃圾分类回收与处理。从农村生活垃圾回收与处理两个方面入手，加大生活垃圾分类知识宣传力度，开展垃圾分类处理技术的科研与攻关，提升农村生活垃圾处理水平，减少农村生活垃圾对环境的污染。

3.5 健全科技创新体制机制

实施创新驱动发展战略，破除束缚创新驱动发展的体制机制障碍，搭建创新基础平台，培育科技创新主体，打通科技和经济转移转化的通道。主要内容包括：其一，健全科技创新评价机制。加快科研项目绩效评价从重过程向重结果转变，积极推行第三方评价，探索建立政府、社会组织、公众等多方参与的评价机制。其二，完善科技成果转化机制。加强知识产权保护，构造“政产学研”的知识产权创造格局，打造有利于成果转化的制度和环境。其三，搭建创新基础平台。突出洞庭湖生态经济区建设的技术需求，重点在节能环保、新材料、生物技术等领域，争取打造一批国家重点实验室等科学研究类平台，以及基础设施类平台。其四，培育科技创新主体。实行“一企一策”和定制化联系帮扶，围绕洞庭湖污染治理和生态修复培育一批有区域影响力的环保科技领军企业，引导高校、科研院所与企业建设一批产学研合作的生态技术创新联盟，促进本地技术和成果就地转移转化。其五，加强人才队伍建设。加大科技人才培养力度，扩大洞庭湖科研项目资助范围和规模，支持培育污染治理、生态修复等领域的创新团队。

4 结语

农村水环境是湖南省洞庭湖区农业农村可持续发展的重要基础性资源，对于新时代洞庭湖江湖关系协调、农业绿色发展、农民生活幸福有着直接影响。然而，洞庭湖农村水环境安全形势十分严峻，季节性水资源短缺严重，水质整体呈轻度污染，水体生态功能退化明显，防洪减灾能力严重不足，使得洞庭湖农村水环境治理难度较大。因此，有必要找准洞庭湖农村水环境问题的产生的原因，针对性地提出湖南省洞庭湖农村水环境治理的具体对策。