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文档简介
《南方灌区节水减排工程技术导则》
编制说明
《南方灌区节水减排工程技术导则》编制组
二〇二二年八月
一、工作简况
1.任务来源
近年来,导则编制单位围绕南方地区农业节水和农业面源污染防治
开展了大量研究,尤其在与水利研究息息相关的节水灌溉技术、生态沟
拦截技术、沟塘湿地净化技术等方面产出了大量科研成果和技术集成,
在南方许多省份和地区得到广泛研究和推广利用,如江西、广西、江苏、
湖北、湖南、四川等地区。但这些技术与措施由于受不同气候、下垫面
以及农业生产方式的影响,在南方各地的体系构建和应用模式存在较大
差异,严重限制了其大面积推广应用和效益发挥,急需在技术体系构建、
工程建设和运行调度、管理维护方面等提出具有原则性和普适性的标准
和规范,以指导各地进行技术的推广应用。2021年,中央一号文件对农
业面源污染治理和农业节水提出了明确要求,水利部和国家发展改革委
联合印发的《“十四五”重大农业节水供水工程实施方案》对灌区高质量
发展提出了新要求。2021年3月实施的《中华人民共和国长江保护法》
中主要章节也对长江流域灌区发展提出了新的要求。为贯彻落实《长江
保护法》,切实推进南方地区农业节水和治污工作,亟需出台指导性的
文件和标准来规范农业生产活动,支撑灌区高质量发展。
长江技术经济学会(以下简称“学会”)是国家科技部领导的跨地区、
跨部门、跨学科的国家级学术团体,挂靠单位为长江水利委员会。学会
秉承为长江流域经济社会发展服务的宗旨,紧密结合长江流域经济社会
发展实际,着眼于长江流域的自然资源、区域经济、水利能源、交通航
运、生态环境等技术经济问题,通过理论研究、学术交流、技术咨询等
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方式,积极为中央和地方政府建言献策。学会组织相关单位编制《南方
灌区节水减排工程技术导则》,规范南方灌区农业节水减排工程建设、
运行调度、管护等行为,指导南方地区节水减排技术体系构建、工程建
设、运行调度、管理维护,促进工程推广应用和效益发挥,指导各地节
水治污技术的推广,对保障我国粮食安全,改善水体环境具有重大意义。
为贯彻落实《中华人民共和国标准化法》和《国家标准化管理委员
会民政部关于印发<团体标准管理规定>的通知》(国标委联[2019]1号)
等相关文件精神,推动长江经济带高质量发展,积极践行《长江保护法》,
长江技术经济学会面向社会公开征集2021年长江技术经济学会团体标
准(长技经字[2021]41号),要求以推动长江大保护和长江经济带高质
量发展为主题,重点围绕《长江保护法》中涉及标准化工作建设需要的
条款进行申报,要求拟编团体标准技术成熟,具有可靠性和先进性,适
用性强,具备实施应用的条件。
长江水利委员会长江科学院为水利部科研事业单位,多年来致力于
长江流域农业用水研究、节水灌溉技术研究、农田除涝排渍研究,积累
了丰富的经验和成果。拥有江湖保护与水安全保障国际科技合作基地、
水利部长江中下游河湖治理与防洪重点实验室、水利部岩土力学与工程
重点实验室、水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心、水利部
山洪地质灾害防治工程技术研究中心、水利部长江江源区水生态系统野
外科学观测研究站(9处)、流域水资源与生态环境科学湖北省重点实
验室、长江水利委员会长江经济带保护与发展战略研究中心等9个省部
级实验室和科研平台。在湖北、江西、重庆、湖南、四川等地挂牌了长
江流域灌溉试验重点站,基本形成了“1+5”(1处流域中心站,5处流域
重点站)的长江流域灌溉试验站网,站网辐射流域内13个省份。依托
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长江科学院设立有长江流域农村水利协作平台,近5年连续组织召开流
域农村水利管理座谈会并出版专著。掌握有南方地区农田灌溉与排水的
第一手资料,对于当前南方地区农业节水减排现状和存在的问题具有深
刻的认识。
在收到长技经字[2021]41号通知后,长科院积极组织南方地区从事
农业节水减排的高校院所、科研单位的骨干技术力量,按照《长江技术
经济学会团体标准管理办法》(长技经字[2021]32号)要求,编写完成
了《南方灌区节水减排工程技术导则(征求意见稿)》(以下简称“导
则”),这对指导南方灌区开展农业节水减排工程建设、调度、运行管
理,落实中央一号文件精神具有重要的现实意义。
2.编制依据
(1)法律法规
《中华人民共和国长江保护法》
《中华人民共和国标准化法》
《团体标准管理规定》
《基本农田保护条例》
《农田水利条例》
《中华人民共和国环境保护法》
(2)规程规范
GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起
草规则》
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GB20922城市污水再生利用农田灌溉用水水质
GB3838地表水环境质量标准
GB50179河流流量测验规范
GB50288灌溉与排水工程设计标准
GB5084农田灌溉水质标准
GB/T14848地下水质量标准
GB/T20203管道输水灌溉工程技术规范
GB/T20922城市污水再生利用农田灌溉用水水质
GB/T21303灌溉渠道系统量水规范
GB/T28714取水计量技术导则
GB/T30600高标准农田建设通则
GB/T35580建设项目水资源论证导则
GB/T50138水位观测标准
GB/T50363节水灌溉工程技术规范
GB/T50485微灌工程技术标准
GB/T50509灌区规划规范
GB/T50596雨水集蓄利用工程技术规范
GB/T50599灌区改造技术标准
GB/T50600渠道防渗衬砌工程技术标准
GB/T51051水资源规划规范
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HJ2005人工湿地污水处理工程技术规范
NY/T3823田沟塘协同防控农田面源污染技术规范
SL61水文自动测报系统技术规范
SL74水利水电工程钢闸门设计规范
SL104水利工程水利计算规范
SL265水闸设计规范
SL337声学多普勒流量测验规范
SL365水资源水量监测技术导则
SL427水资源监控管理系统数据传输规约
SL443水文缆道测验规范
SL482灌溉与排水渠系建筑物设计规范
SL537水工建筑物与堰槽测流规范
SL651水文监测数据通信规约
SL/T4农田排水工程技术规范
SL/T246灌溉与排水工程技术管理规程
SL/T769农田灌溉建设项目水资源论证导则
SL/Z699灌溉水利用率测定技术导则
(3)相关文件
《中共中央国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的
意见》
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《“十四五”重大农业节水供水工程实施方案》
3.编制原则
(1)适用性原则
采用的源头控制、过程阻断和末端强化等技术应适用于南方地区的
灌区,根据实际的地形、气候、水源条件,源头、过程和末端应有所侧
重并联合运行,能达到较好的节水减排效果。
(2)公益性原则
节水减排工程技术应充分考虑灌区工程的公益性,首先要保障其灌
溉排水功能的发挥,其次要能保障工程、技术的建设和使用满足节水减
排功能。
(3)可推广性原则
节水减排工程技术应结合灌区实际制定,在充分考虑已有工程现
状、已有工程运行管理情况的条件下开展布局设计,满足当前运行需求、
节水减排效果显著、性价比高的方法。
(4)先进性原则
节水减排工程技术应充分考虑当前灌区续建配套与节水改造形势,
满足灌区现代化建设需求,结合先进的科技手段、监测手段和信息化手
段,确保工程效益能长久发挥。
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4.导则编制单位
本导则由长江水利委员会长江科学院牵头编制,云南省水利水电勘
测设计研究院,武汉大学,河海大学,南京水利科学研究院,三峡大学,
浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院)共同完成了本导
则编制的技术调研、初稿编制等工作。主要工作内容包括基础资料的收
集,渠系节水改造技术、田间节水减排技术、生态沟拦截技术、塘堰湿
地净化技术以及多种技术的联合调度运行等相关技术的整理分析,导则
正文和编制说明的编写,以及导则起草、征求意见、审查、报批、编号
和发布各阶段的修改完善和答疑。
依据各单位的技术力量和技术擅长,拟定长江科学院牵头负责渠系
节水改造技术、田间节水减排技术,武汉大学、河海大学参与;云南省
水利水电勘测设计研究院牵头负责生态沟拦截技术,长江科学院和武汉
大学参与;河海大学牵头负责塘堰湿地净化技术,浙江省水利河口研究
院(浙江省海洋规划设计研究院)和长江水利水电开发集团(湖北)有
限公司参与;武汉大学牵头负责联合运行调度,南京水利科学研究院和
三峡大学参与;三峡大学牵头负责管理维护,武汉大学参与;浙江省水
利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院)牵头负责监测与效果评价,
长江科学院和长江水利水电开发集团(湖北)有限公司参与。
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5.导则编制过程
根据长技经字(2021)41号通知,2021年7-11月,编制组开始导
则的编制工作。
2021年7月,成立导则编制小组,开始收集相关文献和标准。(1)
收集整理国内外农田面源污染防治“三道防线”相关技术,尤其是节水灌
溉技术、控制排水技术、田间水肥调控技术、生态沟渠技术、人工湿地
净化技术等,分析了这些技术在南方灌区节水减排中值得借鉴的经验,
整理了这些技术的适用范围和实施要点。(2)收集整理当前与节水减
排相关的标准、规范规程和导则,分析现有标准对南方灌区的指导作用。
2021年8-9月,赴各灌区开展现场调研。(1)调研农业用水现状,
主要调研典型农业种植结构、农民用水习惯、农业用水总量与定额、现
状灌溉技术与模式、节水灌溉技术推广、农业用水效率等情况。(2)
调研农业面源污染现状调研。主要调研典型灌区化肥和农药投入情况
(施用量、施用种类、施用方式)、污染排放、灌区主要水体水质情况。
(3)节水减排工程和技术措施调研。一方面是调研典型灌区现状沟渠
塘库的分布、规模以及利用情况,为节水减排工程布局和型式提供基础
数据;另一方面是调研已建节水减排工程的构建型式、净污效果、运行
管理情况以及存在的问题;再者是调研节水灌溉技术以及节水减排工程
推广应用的阻力。(4)调研收集南方各省中心站和重点站关于水稻节
水灌溉技术、控制排水技术以及塘堰湿地净化技术的构建方法、运行管
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理策略以及治污效果等数据和理论成果。(5)挖掘相关科技项目试验
成果。充分利用编制单位承担的国家自然科学基金、长江水科学联合基
金、基本科研业务费以及省级自然科学基金项目研究成果和数据,梳理
出各类节水减排单项技术、技术体系的构建理论、方法以及效果。
2021年10-12月,完成导则大纲并进行专家咨询,完成导则初稿。
2021年12月底,编制单位向学会提交了立项申请和导则初稿。
2022年7月17日,学会在武汉召开了导则立项论证会,通过立项
审查。
2022年8月7日,学会以长技经字〔2022〕94号文准予立项。
二、主要内容
1.导则适用范围和使用对象
本导则适用于南方地区灌区的节水和减排工程的布局设计、运行调
度、管理维护。
本导则可供南方地区从事灌区规划、设计、高标准农田规划、科研
等的相关工作单位或机构根据灌区建设需求开展工程设计使用,也可用
于指导南方地区农户种植活动。
2.主要条文或技术内容的依据
(1)适用范围
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南方灌区水资源丰富,地形、气候、作物种植结构等与北方差异较
大,当前存在灌溉水利用效率低下、农田排水面源污染两大突出问题。
本导则根据南方灌区用水特点规定了节水减排工程相关技术要点。
(2)引用标准
本导则所引用的标准和规范被修订时,其有效版本适用于本规程,
并按照GB、GB/T、NY/T、SL、SL/T、SL/Z、ISO的顺序分类列出。
(3)术语和定义
本导则中术语和定义一般采用标准和规范方式定义,现有标准中已
有的不纳入本规程的术语和定义;其他标准可引用的,按照规范化定义
方式定义,并纳入术语和定义。
(4)主要参数
5.4.3渠道生态化改造。根据水利部中型灌区灌溉续建配套与节水
改造相关规定,实行改造后的渠系水利用系数达到0.65。
6.3.3主要技术参数
浅湿晒灌溉技术要点。插秧至返青期浅水灌溉,插秧时要求水层
10-20mm(抛秧要求水层5-10mm),返青期田间水层保持在40mm以
内,低于5mm应及时灌水;分蘖前期湿润管理,3-5d灌水一次,水层
10mm以下,经常保持田间土壤水分饱和状态;分蘖后期进行晒田,视
水稻生长情况、田间水分状况和降雨条件而定,高坑田、纱质土田轻晒,
晒田5-7d,肥田、冷浸田、低洼田、黏性土壤要重晒,晒田5-10d;拔
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节孕穗期要及时回水灌溉,田间应保持10-20mm的浅水层,在地下水
位比较高的田块,也可以采用湿润灌溉方法;抽水开花期保持浅水灌溉,
水层深度保持在5-15mm;乳熟期湿润灌溉,一般3-5d灌一次10mm的
水层;黄熟期湿润落干,遇雨及时排除田面积水。详见附录C。
控制灌溉技术要点。秧苗移栽后,返青期,田面水层保持5-25mm
薄水层,返青之后的各个生育阶段,灌水后田面不建立水层,以根层土
壤含水率作为控制指标,确定灌水时间和灌水定额。土壤水分控制上限
为饱和含水量,下限根据生育阶段一般取饱和含水量的60-80%。除黄
熟期外,雨后可以调蓄30-50mm水层深度。
土壤表观现象通常用于控制灌溉技术推广中,根据田间土壤颜色、
田间土壤的软硬、土壤裂缝来判断土壤含水量,从而指导灌溉。控制灌
溉不同土壤水分下限对应的土壤表象特征,即:(1)土壤水分到达饱
和含水率的90%时田面湿润,陷脚粘脚;(2)土壤水分到达饱和含水
率的80%时田面受踩踏有浅脚印;(3)土壤水分到达饱和含水率的70%
时田面出现细小裂缝;(4)土壤水分到达饱和含水率的60%时田面出
现较大裂缝。土壤表面脚印深度及裂缝宽度与土壤含水量的关系见表1。
在相同的含水量条件下,不同质地的土壤对应的土壤表观现象存在差
异。通过这些土壤表观现象可以粗略地估计土壤灌水时间与灌水量,对
节水灌溉在农村的大规模推广具有重要意义。
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表1田面土壤含水量目测参考
稻田状况
土壤含水量
类别土壤裂缝宽度占饱和含水量百分比(%)
脚印深度(%)
(mm)
花达水汪泥塌水陷脚脖——52100
轻控田泥粘脚稍沉实1~34790
中控不黏手、不陷脚3~836-4270~80
重控地板硬、轻开裂8~1526-3150~60
间歇灌溉技术要点。即在水稻返青期保持10~40mm水层,分蘖末
期晒田7~10天,黄熟期自然落干;其余阶段,灌水后水层深度达
20~30mm,至水层消耗完并使土壤含水率下降到饱和含水率的80%左右
时再次灌水,如此进行反复地干(无水层,土壤水分在饱和含水率以下)
淹(有水层)交替。在这些阶段,无雨条件下,一般每隔6~8天灌水一
次,灌水量20~30mm,形成每次灌水后田间有水层4~5天、无水层2~3
天,反复进行。各生育期间歇断水天数根据土壤、地下水位、天气条件
和禾苗长势分别采用3~5天(重度间歇)或1~3天(轻度间歇):(1)
返青期:由于根系受伤未能恢复(还没扎住根),吸收水分及养分的能
力较弱,为平衡秧苗体内的生理需水,田面保持10~40mm的浅水,以
利活秧和调温调湿。(2)分蘖前期:此时保持田面处于干湿状态,有
利于增强根系活力,促进早分蘖。间歇断水时间为3~5天(重度间歇)。
(3)分蘖后期:够苗后,为抑制无效分蘖,促进根系生长,需进行晒
田。对于开始晒田的时间,应掌握苗够晒田和时够晒田,即当分蘖后苗
数达到计划苗数或有效分蘖率达到80%~90%时,开始晒田;若时间达
到分蘖盛期末尾而苗数或分蘖率未达以上标准,也应开始晒田。对于晒
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田的程度,应根据地形、土质、禾苗长势及天气情况等而定。一般,低
垄田、粘土田、肥田、禾苗生长旺盛的田要重晒,可晒7~10天,晒至
土壤含水率为田间持水率的70%~80%(田中间出现3~5mm的裂缝),
若是阴雨天,要延长晒田时间;对烂泥田、冷浸田,则要重晒或多晒。
地势高、土壤透水性强、肥力低、禾苗生长差的稻田,要轻晒,晴天晒
3~5天,遇阴雨则延长,土壤含水率达到田间持水率的80%~90%即可
(泥土沉实,脚踩不陷,田边呈鸡爪裂缝)。(4)拔节孕穗及抽穗开
花:这个时期水稻对缺水减产反应敏感,断水天数不宜过长,以1~3天
为宜(轻度间歇)。(5)乳熟期:耗水强度减少,为缺水减产非敏感
期,采用重度间歇(断水3~5天)。
薄露灌溉技术参数。插秧后10d内保持田面有水,10d后一直不灌
水。如长期不降雨,田面见白,需进行沟灌,雨天时间过长则需要把水
排掉。一季水稻只需灌水2~6次。
7.4.3主要参数
(1)矩形断面
矩形断面示意图如下图:
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其中:b—沟道底宽(m);
h—设计水深(m);
H—沟深(m);
a—沟道超高(m)。
对于矩形断面,其最优水力断面条件为b=2h,矩形断面沟道多为村
旁、路边等流量较小的农、毛沟,矩形断面沟道完全按“最优水力断面”
设计。得出断面各参数计算:
过水断面面积A=bh;
湿周χ=b+2h;
bh
水力半径R=b2h;
水面宽B=b。
按水力最优断面计算方法,不同流量Q、比降i、边坡系数m可确
定沟道底宽b及水深h。
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(2)梯形断面
梯形断面示意图如下图:
其中:b—沟道底宽(m);
h—设计水深(m);
B—水面宽(m);
H—沟深(m);
a—沟道超高(m);
m—边坡系数。
梯形沟道水力最优断面的水力要素计算公式如下:
过水断面面积A=(b+mh)h;
湿周χ=b+2h;
(bmh)h
水力半径R=b2h1m2;
水面宽B=b+2mh。
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按水力最优断面计算方法,不同流量Q、比降i、边坡系数m可确
定沟道底宽b及水深h。
(3)复式断面
复式断面示意图如下图:
其中:b1—沟道底宽(m);
b2—沟道中层宽度(m);
h1—下层断面水深(m);
h2—设计水深(m);
m1—上层边坡;
m2—下层边坡;
H—沟深(m);
B—水面宽度(m);
a—沟道超高(m)。
复式沟道水力最优断面的水力要素计算公式如下:
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过水断面面积A=(b1+m2h1)h1+(h2-h1)[b2+m1(h2-h1)];
1m21m2
湿周χ=b2-2m2h1+2h12+2(h2-h1)1;
A
水力半径;
R=
水面宽B=b2+2m2(h2-h1)。
按水力最优断面计算方法,不同流量Q、比降i、边坡系数m可确
定沟底宽b及水深h。
8.3塘堰结构与参数
排水进入塘堰湿地后3~4天内,随水流停滞时间延长面源污染的去
除率总体呈上升趋势,去除效果没有随水流停留时间延长而明显改善,
即湿地最佳水滞留时间为3~4天。如果达不到3~4天的停滞时间,可
通过塘堰湿地的出口闸阀进行调控,使排水进入塘堰湿地3~4天后再排
出。塘堰湿地内栽种的挺水水生植物水深为0.20~0.60m,适宜水深为
0.40m,具体水深应根据水生植物确定。
3.主要试验的分析、综述
本导则涉及到节水灌溉技术、田间节水减排技术、生态沟水质净化
技术、塘堰湿地水质净化技术相关试验。
旱田节水灌溉技术包括喷/微灌、滴灌、水肥一体化技术等。这些技
术节水效果明显,在南方地区蔬菜、果园、茶园种植中应用广泛,节水
效果一般在60%以上,且增产效益显著。
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田间节水减排试验主要是水稻的节水减排。近年来围绕南方灌区大
引大排及农田面源污染防治,大量科研院所开展了水稻控制灌溉试验、
控制排水试验、控制灌溉与施肥耦合试验,多年田间试验验证及模型研
究论证结果表明,实行控制灌溉和控制排水技术能减少排水量高达50%
左右、减少氮磷污染负荷30%左右,尤其是水肥耦合试验,节水、省肥、
控污效果明显,大量科研论文和相关报告可提供依据。同时也有不少农
业面源污染治理示范区、试验站示范建设如江西省灌溉试验中心站等可
作为参考。
生态沟拦截技术、塘堰湿地净化技术等在生产实践中也得到了广泛
应用,尤其是在水质净化、河道生态环境治理和改善领域,这些技术都
达到了较为理想的效果。有关生态沟技术的研究从“十一五”开始,针对
生态沟各类参数的设计开展了广泛的研究,包括护坡衬砌类型、沟渠内
种植的水生植物的种类、密度、水力停留时间、底泥微生物培养等,每
一项相关参数都经过大量试验研究证实,并不断加入新的研究因素,促
进技术不断成熟。研究表明,生态沟通过工程部分和生物部分有机组合,
可以有效祛除COD,氨氮、总氮、总磷,在赣南苏区“三江源”区域典型
农村小流域范围内去除率能达到80%以上。
塘堰湿地净化技术研究概述。塘堰湿地是长江流域地区大多数“长
藤结瓜”式灌区水量循环的中转站,对于灌溉退水、雨水水质净化具有
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重要的作用,塘堰湿地可减少氮、磷污染负荷约25%;多塘系统对径流
的调节不但能滞蓄雨水、削减洪峰,还具有在枯水季节生态补水的功能。
综上可知,本导则用到的技术都是较成熟、经过大量专家学者多年
试验验证过的,能在实际生产中推广应用,具有较强的实践指导作用。
三、与相关标准的关系分析
1.与国际、国外同类标准水平的对比情况
(1)国外治理农田面源污染的经验与做法
世界上主要发达国家,包括美国、欧盟、德国、日本等国,从20
世纪80年代开始,就制定了大量农业面源污染治理措施,主要通过源
头控制,对农田面源污染、畜禽场面源污染进行分类控制。这些措施大
都从法律层面着手,以提供资金补偿为辅。
美国联邦政府、各州以及地方政府,都从不同渠道为水体环境保护
和农业面源污染控制提供了资金保障。1991年,美国国家环保局发布了
关于如何分配和管理基金的行动指南,指南鼓励各州采取优先行动,如
处理高风险的非点污染源问题,促进完善的流域管理,保护敏感和具有
重要生态意义的水体。从1991财政年度到2001财政年度,联邦拨款的
总额达13亿美元。其中美国环保局和国家净水滚动基金的州管理者合
作,增加非点源污染项目投资最为常用,是最成功的联邦政府水质基金
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项目。从1989年以来,基金资助了900多个项目,在非点源污染项目
上的投资超过6.5亿美元。
补贴政策。这种政策倾向于鼓励和引导农民采取利于环境的生产方
式或开发经营绿色产业,是政府对生产者的环保行为进行补偿资助或奖
励,鼓励生产者加强环境保护。补偿标准测算包括两个方面,一方面是
以为水质水量所付出的努力即直接投入为依据,主要包括环境污染综合
整治农业非点源污染治理污水处理设施建设修建水利设施等项目的投
资;另一方面是以水质水量所丧失的发展机会为损失即间接投入为依
据,主要包括节水的投入、限制产业发展的损失等。纽约市与上游
Catskills流域(位于特拉华州)之间的清洁供水交易就是一个典型的例
子。当地水务局通过协商确定流域上下游水资源与水环境保护的责任与
补偿标准,通过对用水户征收附加税发行纽约市公债及信托基金等方式
筹集补偿资金,补贴上游地区的环境保护主体,以激励他们采取有利于
环境保护的友好型生产方式,从而改善Catskills流域的水质。
排放收费也是美国水污染控制的激励政策之一,如佛罗里达州、康
涅狄格州和纽约州,政府制定了以体积为计量基础的排污收费制度,而
加利福尼亚、印第安纳州、路易斯安那和其他州则制定了以体积和污染
物为计量基础的排污收费制度,一些公共处理工程也采用了相似的手
段。
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可交易排污许可证方法在大气污染控制上特别有效,在美国也被提
倡用于水污染控制。20世纪80年代初期科罗拉多狄龙水库出现磷污染
危机,其解决方案就是引进点源和非点源间的磷交易计划,目的是允许
点源机构,特别是公共污水处理厂向非点源机构购买磷排放许可证,主
要是因为后者的边际磷治理成本低一些。除此之外,美国政府为保护环
境制定了很多相关法律法规,其中和农业面源污染控制相关的法律主要
有清洁水法案、杀虫剂管理法、农村清洁水法、水质法和海岸区非点源
污染控制法等。
美国控制农业面源污染技术补偿主要表现在农业生产管理技术上。
农业生产管理技术包括:(1)耕作管理,主要是对耕作技术做详细的要
求,包括带状农作、保护性耕种、以及作物轮作、覆盖种植等;(2)养分
管理,通过对作物施肥的种类数量、比例、施肥时间和地点等进行的综
合管理措施;(3)农药管理,对农田杂草、病虫害进行综合管理。除了采
用非化学性农药控制法外,还包括商业杀虫剂的正确使用,以及相关有
毒物质如除草剂、杀虫剂、灭鼠剂和杀菌剂的正确施用等;(4)灌溉水管
理,旨在节约水资源,防止土壤侵蚀和最大限度减少农药、化肥对地下
水和地表水体的影响;(5)畜禽养殖管理,政府对畜禽养殖进行适当控制
和合理引导,并作出科学规划和合理布局,同时配套经济实用的畜禽污
染控制工程,如特定设计的储存畜禽粪尿的构筑物等。
21
工程治理措施包括:(1)暴雨蓄积塘和沉淀塘。有效地缩短污水的循
环时间,提高蓄积池的污水停留容量,有效地提高污染物的去除率;(2)
滨岸缓冲带体系。农业面源污染控制中的滨岸缓冲带,是在农田的下坡
方向滨临水体的地方,设立由树木、灌木或其他植被组成的区域,通过
捕获和过滤沉积物、养分和其他化学物质等,大大降低径流水中的N、
P含量,从而减小非点源污染。
自然资源保护计划包括:(1)保护环境安全计划;(2)草地储备计划;
(3)环境质量激励计划;(4)农场和牧场土地保护计划;(4)湿地储备计划;
(5)农业管理援助;(6)野生动物栖息地激励计划等计划。
欧盟。据报道,在欧盟各国家的地表水体中,农业排磷占污染负荷
比约为24%~71%,硝态氮超标现象十分严重,农业生态系统的养分流
失是水体硝酸盐的主要来源。农业集约化程度高的西欧国家自80年代
末以来,各国流域逐步实施农业投入氮、磷总量控制,氮、磷化肥用量
分别下降了大约30%和50%。虽然耕地面积和化肥投入量不断下降,但
由于农田环境及生态环境得到了较大的改善,农业政策落实的同时提高
了农业科技水平和农业系统中有机氮、磷资源的利用率,促进了高产水
平下物质投入在生产系统内部的良性循环。因此,粮食总产和单产反而
分别较90年代初期增加了57%和80%。
政策措施。农业政策与欧盟的总政策结合在一起,发展农村地区,
确保社会和经济的生命力。1992年6月,欧盟部长会议正式采纳了共同
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农业政策。共同农业政策支持农业和土地利用的有关措施包括环境保护
措施的引进、农业用地中的造林项目和农民早期退休计划等。1993年
欧盟又出台了结构政策的环境标准。一些欧盟国家根据农药和化肥的用
量、毒性和使用方法对生态环境和公众健康可能造成的危害,加强管理
并建立了严格的登记制度。2000年以来,欧盟水体系指令、减少农业面
源污染的硝酸盐指令、控制杀虫剂最大使用量的杀虫剂法、限制水中杀
虫剂残留的措施及为保护鱼种、贝类安全而制定的水清洁的共同体措施
等,已经成为治理农业面源污染的重要措施。同时,欧盟各成员国还制
定了合理的经济政策,鼓励生态农业的开展,惩罚违反农业环境法规的
情况。
技术措施。欧洲国家如20世纪60年代推出的农田养分收支平衡记
录单模型法,自80年代末以来经过科研部门的不断摸索、改进,目前
在欧盟国家已成为农户进行农田养分管理的一项实用技术被广泛采用。
在欧洲通常规定生态农业不允许使用氮素化肥和农药,对磷素化肥的种
类和用量也有严格的限制,使生态农业成为水源保护地允许采用的主要
农田利用类型之一。
其他措施来治理。在财政支持方面,欧盟不断加大用于减少农田氮、
磷养分总用量、提高农田养分利用率的费用,进行农业面源污染控制的
财政预算和投入。政府每年对每公顷农田实施的环境政策补贴可达50~
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1000欧元。近年来相关投资每年已达1700亿欧元,为欧盟财政预算总
支出的80%以上,各欧盟国家联邦政府、地方政府还有各自的相应投入。
在加强机构管理方面,许多欧盟国家和地方政府在原来的农业部的
基础上,设立了农业与环境保护部,将减少污染、维护生态环境作为农
业部门的职能之一,农业环境法规的监督和执行主要由各级政府部门委
托地方农科院、地方农协等相应机构进行,赋予现代农业以新的内涵。
日本。20世纪60年代,日本农业污染开始加重,日本政府高度重
视,开始实施改革,实行了世界上最为严格的环境标准,对污染型产业
的发展形成了强大的约束力,对环境基础设施建设形成了强大的推动
力。日本的环境产业经历了从“公害防止型”、“资源节约型”到“资源循环
型”的变迁。如日本的琵琶湖是滋贺县1400万人的水源地,也是京都府、
大阪府和兵库省水源的重要供给地。从1950年开始,随着战后经济快
速增长,排放到湖体的污染物大量增加,水质不断恶化,污染极端严重。
从20世纪70年代初开始,琵琶湖实行了严于日本全国的污染物排放标
准和环境影响评价标准,当地政府通过对生活污水、工厂排水和农业排
水实行严格的管理措施,与健康有关的指标提高了10倍左右,琵琶湖
水质越来越清,水质越来越好。由此可以看出,日本通过采取各种有效
的排污减排及其他治理农业污染的措施,切实使农业环境及水源环境得
到了很好的改善。
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主要措施。一是政策措施。从20世纪60年代以来,日本在农村环
境保护和立法上,实行政策支持、立法配套的做法。其中政策支持包括
对环保型农户建设,实行硬件补贴和无息贷款支持以及税收减免等优惠
政策;立法配套包括针对农业的法律法规有《食物、农业、农村基本法》、
《可持续农业法》、《堆肥品质管理法》、《食品废弃物循环利用法》
等4部,从总法到具体单项法规,从农业生产投入品到食品加工和饮食
业等各个环节法律法规配套,尽可能减少法律法规“盲区”。2001年以
来,日本政府还相继出台过《农药取缔法》、《土壤污染防治法》等法
律法规,各大城市郊区和农村相继开始开展有机农业活动。此外,日本
对环保型农户建设,实行硬件补贴和无息贷款支持以及税收减免等优惠
政策。
二是技术措施。日本针对农业污染日益严重的问题,推出了环保型
农业发展模式。这一模式要求降低农场外部如化肥、农药等投放来保护
环境,防止土地盐碱化,保持和逐步提高土地肥力。同时利用现代生物
技术培育适于水地、盐碱地、荒漠和生态敏感区耕作的作物品种,扩大
耕地面积,弥补耕地不足。20世纪90年代以来,日本人工湿地污水处
理得到极快的发展,已应用至农村污水、家畜与家禽的粪水、垃圾场渗
滤液治理等方面。
其他措施来治理。日本农林水产省从农田水利基本建设到山林绿
化,从农业生产必需的投入品到农产品质量安全和食品废弃物循环利用
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等,实行一家管理为主,其他部门给予配合,责权明确、管理效果好。
70年代初日本成立了全国有机农业研究会,提出了“防止环境遭受破坏,
维持培育土壤地力”的口号,广泛发动农民生产更多更好的健康、绿色
农产品。
这些发达国家应对农业面源污染的核心特征为在扎实的试验研究
基础上,发展环境友好型农业生产技术以替代原有技术,在各主要水域
和水源保护区研究和制定限定性农业生产技术标准。通过技术层面与政
策层面的结合,在全流域范围内广泛推行农田最佳养分管理,限制水源
保护区农作物类型、轮作类型、施肥量、施肥时期、肥料品种和施肥方
式,实行全流域氮、磷总量控制,削减农业面源污染排放量。20多年来,
农用化学品用量较高的欧盟国家氮、磷化肥用量分别下降了大约30%和
50%,曾经十分严重的地下水硝酸盐污染也有所缓解,湖泊和近海域水
体富营养化得到了一定程度改善。国外发达国家在控制农业面源污染上
采取的策略和技术,在一定程度为我国提供了可借鉴的经验。
(2)国外治理农田面源污染的相关规范
美国。为了改善全美流域内的整体水质,美国早在1948年就已经
颁布和实施了《联邦水污染控制法案》(FederalWaterPollutionControl
Act),即《清洁水法案》(CleanWaterAct)。直到1987年才将面源
污染防治作为重要工作写入清洁水法案。在1993年美国环境部(EPA)
制定了Guidancespecifyingmanagementmeasuresforsourcesof
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nonpointpollutionincoastalwaters,从改进施肥、农药管理、保护性耕
作、缓冲带、灌溉管理、排水管理、尾水回用、湿地建设等方面制定了
具体的指南。2003年更新NationalManagementMeasurestoControl
NonpointSourcePollutionfromAgriculture,建议了施肥、农药、泥沙减
排、灌溉等方面的最佳管理措施(BMPs),并增加流域规划(Watershed
plannig)的相关内容。目前为止,欧盟和日本均未就农业面源污染防控
形成规范性指导文件。
由此可见,国际、国外与中国治理农业面源污染的做法都类似。本
导则以中国国情为背景,着眼面源污染严重的中国南方地区,针对地区
特色和农业特色提出指导南方灌区节水减排工作的技术导则,对于减轻
农业面源污染,保障粮食安全,提升中国南方地区水体环境质量具有重
要意义。国外好的经验做法可以借鉴,但具体的治理措施应以实践为准。
因此,本导则在国际、国外同类的标准中处于同等领先水平。
2.国内同类标准水平
本导则以“输水工程-用水工程-排水工程-工程运行调度-工程效果评
价”为主线,囊括了水利行业灌区节水减排的相关技术及调度运行,其
中主要技术包括第5章渠道节水技术、第
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