青虾养殖池塘生态化改造实践

张力，王丽君，陈义浦，方昊，陈亮，黄鸿兵

（1.南京市水利规划设计院股份有限公司，江苏 南京 210000；2.江苏省淡水水产研究所，江苏 南京 210000）

江苏省地处长江下游，是全国唯一拥有大江大河大湖大海的省份，水产品种丰富，渔业一直是其农业的重要组成部分[1-2]。青虾因具有养殖周期短、投入少、病害少、适应力强、价格稳定等优势，已成为我国重要的淡水虾养殖品种[3]，也是江苏水产养殖的传统、特色品种。南京市浦口区永宁街道青虾产业，2020年获得国家农产品地理标志保护认定。

目前，农业面源污染是农村生态环境恶化的主要因素，并已成为水体污染的重要来源之一[4]。池塘养殖业的快速发展，带来了新的亟待解决的水环境污染问题。水产养殖过程中的剩饵、药残、化肥和生物排泄物，通过尾水排放至周边水系[5]，污染环境，影响水产养殖业的可持续发展[6]。如何净化池塘养殖尾水、改善养殖环境，已成为生态养殖研究的热点[7]。

江苏省生态环境厅2021年6月发布《池塘养殖尾水排放标准》（DB 32/4043—2021），南京市浦口区农业农村局2019年8月发布《南京市浦口区养殖池塘生态化改造实施方案（2019—2022年）》，提出推广生态健康养殖技术模式，不断提高池塘养殖尾水处理水平。南京市浦口区永宁街道某农庄于2021年7—12月，实施青虾养殖池塘生态化改造方案。

1 项目区现状

1.1 项目区位

永宁街道位于南京市浦口区西北部，老山山脉以北，东邻南京高新区，西与安徽滁州接壤，是“跨江发展”“辐射苏北”“连接中东部地区”的战略要地。区位交通优越，104 国道、宁滁省道和宁淮高速以及宁启、津浦、宁西三条铁路线穿境而过。

永宁街道总面积109 km2，辖11 个社区，总人口3.9 万，农业人口约2.8 万，是现代农业主导型街道。某农庄位于永宁街道北城大圩，圩区总面积40.01 km2。北城大圩涝水主要由圩区内排涝泵站排入滁河、朱家山河、永宁河等，灌溉主要通过底涵及泵站引水。

1.2 养殖池

项目区位于余家湾梅庄桥永宁街道某农庄内，东西向0.27 km，南北向0.45 km，区域总面积约12.67 hm2。养殖池已完成格田成方，约30 口养殖池，单口养殖池面积2 001.0~3 001.5 m2，总养殖面积约8.53 hm2，主要养殖青虾。养殖池边坡为混凝土材质，坡比1∶1~1∶2，年久失修，岸坡上杂草丛生。目前养殖生产、销售、运行等皆由某农庄统一管理。

1.3 河道

共涉及河道4 条。其中，河道1、河道4 是项目区外围河道，河道宽10~20 m，梯形断面，土质边坡，坡比1.0∶2.0~1.0∶2.5。河道两岸均零散分布芦苇等水生植物。河道2、河道3 是项目区内部河道，河道宽3~4 m，梯形断面，土质边坡，坡比1.0∶2.0~1.0∶2.5。经2021年6月实地测量，河道2、河道3 有0.5~1.0 m 深淤泥；河道两岸均零散分布芦苇水生植物。

1.4 进排水

目前进排水未完全分离。进水时，主要采用临时潜水泵，从周边河道提水至养殖池；排水时，主要利用临时潜水泵，将养殖池尾水就近排入周边河道中，以满足排水需求。

1.5 道路

项目区周边有余慈线等沥青道路；内部生产道路主要为土路，路宽2.0~2.5 m，两侧杂物堆放、植被杂乱生长。

1.6 存在问题

（1）项目区内进排水不分，进水、排水河道存在共用的情况；

（2）缺少引水泵站、道路，农业基础设施标准偏低；

（3）河道淤积严重，水生态服务功能较弱，无养殖尾水处理设施；

（4）信息化程度弱，管理体制不完善。

2 方案设计

养殖池塘生态化改造方案分为了3 个部分。

2.1 高标准养殖配套设施

进一步细分为进排水分离，高效节水灌溉，沟渠疏浚，尾水收集管道，完善水利配套设施，合理布局道路，养殖池标准化等。

2.2 生态环境提升

进一步细分为尾水净化系统构建，尾水区内循环回用，打造适宜的生态景观等。

2.3 科技化运行管理体系

进一步细分为应用信息化技术，高效管理调度系统、长效运行管理机制等。

通过3 个部分的建设，为水产养殖生产实现“高效、节水、增产、减污、智能”提供技术支撑。根据《南京市浦口区养殖池塘生态化改造实施方案（2019—2022）》，主要建设内容包括：进排水分离、养殖池标准化、生产道路建设、排涝工程、尾水净化系统构建以及尾水区内循环回用等，见图1。

图1 项目总平面

3 方案实施

3.1 进排水体系

结合项目区现状水系，形成“进水河道——引水泵站（管道）——养殖池——尾水河道（尾水收集管道）——尾水净化区”的水流循环模式。

3.2 进水

我国农田水利建设中，节水灌溉技术主要包括微灌、喷灌、步行式灌溉、低压管道输水等[8]。该工程建设后，项目区仍然以养殖青虾为主，采用低压管道输水为主的节水灌溉技术。

在项目区西侧新建引水泵站，引河道1 水源进入项目区。泵站规模按照清塘后首次补水的需水量计算，补水定额为300 m3，补水周期为5~10 d。进水主管设置在东西两侧养殖池中间的塘埂上，主管径De400，在每个养殖池设置De110 放水管1 个，配套给水蝶阀。引水泵站采用一体化智能泵站，集成水泵、真空泵、变频恒压供水装置、控制柜、蝶阀、逆止阀等设备。

该工程建设完成后，新建的引水泵站、进水管道等皆由某农庄统一管理运行，设备使用产生的电费、设备维护费用等也皆有某农庄支付，在一定程度上保证了建设后泵站、管道的长期正常运行。

3.3 排水

沿西侧养殖池新建尾水收集管道，按清塘收获时项目区整体排水周期30~45 d 计，尾水管道管径De400，每2 个养殖池中间设置1 座排水检查井。项目区位于平原圩区，上、下游高差难以满足尾水完全自流排放的要求。该工程尾水收集管道结合地形、养殖户以往生产习惯，主要利用临时泵辅助的方式进行排水，减少了管道深埋与开挖量，节约了部分工程成本。

西侧养殖池内尾水，通过临时泵排入尾水收集管道，最终输送到项目区东侧的河道2 内。东侧养殖池，通过临时泵排水入河道2 内。

此外，对河道2 清淤，边坡采用木桩+竹篱笆的生态处理方式，设计河底高程低于青虾养殖池0.8~1.0 m。河道2 设计宽度4.0~5.0 m、深度1.5~2.0 m、常水位低于养殖池约0.5 m。

3.4 养殖池

改造养殖池边坡刷坡至约1∶2，常水位以下30 cm至岸坡顶铺设聚乙烯网片，利用锚固沟固定；将聚乙烯网片[9]铺设在岸坡上，可以阻碍杂草生长并防滑，便于养殖池日常管理。

平整养殖池内土方，设计深度1.3 m，水深0.8 m。每个养殖池设置1 条口宽5 m、深0.4 m 的集虾沟，在集虾沟末端预留1 个直径6 m 集虾坑，便于捕获青虾，集虾沟临排水检查井或河道2 侧。工程建设后，共28 个标准化养殖池，合计养殖面积约7.93 hm2。另有2 个原养殖池，约0.6 hm2，改造为尾水净化池。

3.5 生产道路

将养殖池四周土路建设成生产道路，其结构层由上至下，分别为瓜子片、泥结石路面、碎石垫层等，宽度1.5~2.5 m。配套道路新建涵闸3 座。

3.6 尾水净化系统

目前采取的养殖尾水处理净化方式，主要分为池塘容纳量控制净化模式、原位净化模式和异位净化模式3 种[10]。该工程结合现场实际，采用原位净化模式和异位净化模式。

青虾养殖池内种植苦草、伊乐藻、轮叶黑藻和金鱼藻等，覆盖面50%~60%。养殖过程中，保持养殖水体ρ（溶解氧）为4~5 mg/L，形成养殖池原位净化功能[11]。

该工程利用河道2、河道3 以及2 个原养殖池共同建设尾水净化区，合计面积约占养殖面积的9%。尾水净化工艺为：生态沟渠——增氧过滤坝——洁水池。经过理论计算，尾水停留时间达5 d以上。

该工程养殖尾水从池塘原位净化——生态沟渠净化——末端洁水池，进行分级处理。与孙增峰等[12]研究的源头——过程——末端三层农业面源污染治理体系一致。

3.6.1 生态沟渠

对河道2 进行生态化改造，设置人工浮床，上面主要种植净化尾水的先锋植物粉绿狐尾藻[13]，辅以美人蕉、常绿水生鸢尾。生态沟渠作为养殖尾水收纳的第1 级河道，可以对养殖尾水初步沉淀。

3.6.2 增氧过滤坝

在生态沟渠末端设置增氧过滤坝。过滤坝内部主要填充由火山岩、煤渣、木屑、果壳、黏结剂组成多介质生物填料，其按比例混合后，经机械一次性挤压成型，粒径10~50 mm。填料外侧由玻璃钢网格板和碳钢箱体等固定。填料内置不锈钢材质的空气穿孔管，可以通过外部鼓风机对填料内部进行曝气，实现对尾水增氧。

3.6.3 洁水池

对河道3 以及2 个原养殖池进行土方平整，形成水深0.5 m 挺水植物种植区及水深1.5 m 沉水植物种植区，挺水植物区与沉水植物区面积比约1∶1。

水生植物选用抗污染、具有环境适应能力的品种[14]。其中，挺水植物区主要种植水芹、旱伞草、水生美人蕉、菖蒲等；沉水植物区主要种植苦草、伊乐藻、轮叶黑藻等，沉水植物区边坡种植挺水植物，利用水生植物拦截、过滤、吸收作用净化水体。在洁水池放养鲢、鳙、螺蛳等水生动物。并在沉水植物区内设置太阳能喷泉曝气，人工浮床等，进一步改善水质。

洁水池的常水位低于生态沟渠0.7~1.0 m。常水位以上边坡，主要采用生态连锁砖护坡，便于现场管理。

3.7 尾水监测

在洁水池的末端设置太阳能水质在线监控系统，24 h 连续监测洁水池末端的氨氮、pH 值、氧化还原电位、溶解氧、水温等参数。每日监测频次可以本地设置，也可以远程设置；监测数据与状态信息实时发送管理端口。

3.8 尾水区内循环回用

该工程引水泵站设2 处引水管，可分别引外围河道1 以及洁水池中经净化后的尾水。日常情况下，青虾养殖池用净化后的尾水进行循环补水，当水量不足时，引外围河道1 水源进入项目区。

3.9 排涝设施

在洁水池与外围河道1 交界处，设排涝泵站1 座，连通涵1 座，可实现在圩区水位低时通过连通涵，洁水池内的水可自流入河道1；圩区水位高时，利用排涝泵站将项目区涝水强排入河道1。流量按照农村圩区排涝标准，达20年一遇、雨后1 d 排出进行计算。

4 效益

目前，该工程已经验收，并经过1 个完整年度的实际生产运行。工程中各项建设内容运转良好，改造后，项目区年度实现每667 m2增产15 kg，节水1 万m3。经浦口区农业农村局多次检测，尾水均能达到《池塘养殖尾水排放标准》（DB 32/4043—2021）一级标准。

5 结语

通过新建引水泵站、尾水收集管道、河道清淤等工程，实现养殖池塘进排水分离；通过生态沟渠、增氧过滤坝、洁水池等工艺实现养殖尾水达标处理。该工程建设后，所有设施均由某农庄统一管理、运行，并承担设备使用产生的相关费用，保证了泵站、管道、尾水处理设施的长期正常运行。