王永寧
(遼寧省防汛抗旱指揮部辦公室,遼寧 沈陽110003)
臺安小高力排水渠河口濕地位于遼河生態(tài)示范區(qū)核心村——遼寧省鞍山市臺安縣新開鎮(zhèn)小高力村。工程控制區(qū)覆蓋新開、達(dá)牛2 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)5 個村。目前,小高力排水渠道排放的廢水中主要由控制區(qū)域的生活污水及農(nóng)業(yè)廢水(農(nóng)藥)等組成,污水未經(jīng)任何處理直接由排水站排入遼河,對遼河水質(zhì)構(gòu)成嚴(yán)重威脅;河道水量不平衡,枯水期存在大量裸地,在風(fēng)蝕作用下容易演變?yōu)槌鞘械纳硥m源,給周邊地區(qū)的空氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅。
在河口濕地生態(tài)治理過程中,盡量減少對自然坑塘河道的開挖與圍填,避免過多的人工化,以保持水系的自然特性和風(fēng)貌;同時,遵循水的自然運(yùn)行規(guī)律,依據(jù)景觀生態(tài)學(xué)原理,模擬自然水系的自然生態(tài)群落結(jié)構(gòu),以綠化及植物造景為主體,營造自然、富有生趣的濱水景觀,構(gòu)建豐富多樣的生態(tài)環(huán)境,充分發(fā)揮坑塘河流在保護(hù)生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)氣候等方面的綜合作用,實(shí)現(xiàn)河口濕地生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
小高力排水渠河口濕地治理主要任務(wù)是在小高力排水站上游的農(nóng)用排水渠內(nèi)進(jìn)行工程改造,通過局部增加排水渠道斷面,充分利用原有坑塘和水面,結(jié)合人工修筑坑塘及生態(tài)島,以增加污水的流程、減緩流速;并種植大量水生植物,利用水生植物阻隔污水,使污水流出排水站之前經(jīng)過大量水生植物帶,利用水生植物的凈化功能使所排污水的水質(zhì)得到提升,為區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供環(huán)境保障。
2.2.1 流量與流速設(shè)計(jì)
小高力排水渠河口濕地位于小高力排水站上游286 m 處,主要接收來自小高力房村周邊及上游1 440 多人、17 000 頭牲畜等的生產(chǎn)生活污水和農(nóng)用灌溉污水。
1)居民生活用水量Q1:
式中:Q1—居民生活用水量,m3/d;q1—最高日居民生活用水定額,根據(jù)對小高力村的農(nóng)村用水實(shí)際調(diào)查,該供水區(qū)域沒有向集鎮(zhèn)發(fā)展的可能,取60~90 L/(人·d),這次取90 L/(人·d);P—設(shè)計(jì)用水居民人數(shù),人。
經(jīng)計(jì)算,小高力村的居民生活用水量Q1為129.6 m3/d。污水轉(zhuǎn)化率取0.85,小高力村的居民生活污水排放量為110.16 m3/d。
2)畜禽飼養(yǎng)用水量Q2。集體或?qū)I(yè)戶飼養(yǎng)畜禽最高日用水量,應(yīng)根據(jù)畜禽飼養(yǎng)方式、種類、數(shù)量、用水現(xiàn)狀和近期發(fā)展計(jì)劃確定。圈養(yǎng)時,畜禽飼養(yǎng)用水量可按下式計(jì)算:
各畜禽最高日用水定額可按表1選取。
經(jīng)計(jì)算,小高力村的畜禽用水量Q2為2 460m3/d。污水轉(zhuǎn)化率取0.95,小高力村的畜禽污水排放量為2 337 m3/d。
表1 飼養(yǎng)畜禽最高日用水定額 L/(頭或只·d)
由此得出小高力村每天都污水排放流量約為2 447.16 m3/d(0.03 m3/s)??犹恋倪^流斷面平均面積為110 m2,由此計(jì)算濕地的平均流速約2.73×10-4m/s,排放流速較緩,可以保證污水與濕地內(nèi)的水生植物根莖的充分接觸,保證水生植物對污水的凈化時間及效果,同時也滿足濕地植物生長需要。
2.2.2 地形設(shè)計(jì)
由于濕地兼顧處理農(nóng)村生產(chǎn)生活污水及配合新農(nóng)村示范區(qū)建設(shè),因此濕地治理既要考慮污水處理問題也要兼顧濕地的景觀效果,對原有的不規(guī)則的岸線進(jìn)行造型處理,對坑塘進(jìn)行坑塘底平整,地形堆砌。對原有1 處坑塘水面面積由原有的3.6 萬m2擴(kuò)大到4.2 萬m2,濕地設(shè)計(jì)平均寬度70 m??犹磷畲笏? m,平均水深1.3 m。坑塘開挖邊坡采用1∶5 的坡度進(jìn)行放坡??犹帘卑陡鶕?jù)現(xiàn)狀平整后高程為7.5 m;為消化多余土方量,在坑塘右岸堆砌微地形,地形頂高程為8.5 m,微地形水平寬度約27 m,在地形南側(cè)開挖一條寬3 m,深1 m 濕地隔離帶,確保濕地的生態(tài)環(huán)境不受人為破壞。
根據(jù)公式:
式中:i——水力坡度,%;△H——污水在人工濕地內(nèi)滲流路程長度上的水位下降值,m;L——污水在人工濕地內(nèi)滲流路程的水平距離,m。
坑塘進(jìn)口水位6.8 m,出口水位為5.45 m,人工濕地的水力坡度為0.18%。
2.2.3 綠化設(shè)計(jì)
原有坑塘擴(kuò)大面積后,可以提供足夠的空間布置水生植物,更大發(fā)揮水生植物的凈化作用。水生植物是濕地凈化水質(zhì)的主力,其根莖不僅可以吸收CO2、釋放氧氣,作為水體中的初級生產(chǎn)者,為植物性動物提供食物;還可以有效吸收污水中的氮、磷等富營養(yǎng)成分,防止沉積物再懸浮,提高水體透明度,最終達(dá)到美化坑塘及周邊環(huán)境的效果,為新農(nóng)村示范區(qū)建設(shè)提供環(huán)境基礎(chǔ)。
為保證與整體種植設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)一致,襯托濕地內(nèi)水生植物的組團(tuán)與色彩變化,將濕地兩側(cè)灘地進(jìn)行合理景觀設(shè)計(jì)。灘地水面以上種植垂柳對管理路及附近裸露地面進(jìn)行綠化,坑塘內(nèi)選用適合北方地區(qū)生長的菖蒲、水蔥、千屈菜、馬蓮等水生植物,與喬木形成高、中、低各層次,與地形結(jié)合,強(qiáng)調(diào)自然景觀,在總體上體現(xiàn)植物自然美的層次性、多樣性、動態(tài)性。此外,對于剩余的裸露地面及坡面應(yīng)采用生命力強(qiáng)、長勢好的多年生草本植物進(jìn)行覆蓋。
其中水生植物對水深有一定的要求。菖蒲、水蔥、香蒲適宜水深為50~80 cm,其種植位置主要位于坑塘坡面處;千屈菜、馬蓮適宜種植在岸邊。
2.2.4 進(jìn)水水質(zhì)及凈化效果
1)進(jìn)水水質(zhì)。根據(jù)小高力房村現(xiàn)狀坑塘污染物(表2)統(tǒng)計(jì)情況,確定設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為:CODCr≤34 mg/L,超標(biāo)0.85 倍;NH3-N≤5 mg/L,超標(biāo)4.4 倍;TP≤3 mg/L。
2)凈化效果。通過水生植物的凈化能力,通過建設(shè)河口濕地,使小高力排水渠區(qū)域的污水水質(zhì)由劣Ⅴ類凈化到Ⅳ類以上水質(zhì)。
經(jīng)過對臺安小高力排水渠河口濕地進(jìn)行綜合治理,坑塘平均寬度達(dá)70 m,水面面積達(dá)4.2 萬m2,水生植物種植總面積5 202 m2,生態(tài)治理總面積達(dá)8.1 萬m2,排水渠沿岸地區(qū)將建成為具有多種生態(tài)功能的一條碧水長廊、綠色長廊與生態(tài)長廊。
[1] 秦俊虹,謝琴. 麗水市農(nóng)村河道生態(tài)治理思路探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2014(20):197-198.
[2] 鐘春欣,張瑋. 基于河道治理的河流生態(tài)修復(fù)[J].水利水電科技進(jìn)展,2004(3):12-14.
[3] 朱永祥,彭月琴. 太原市生態(tài)河道護(hù)岸初探[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2007(5):279-280.
[4] 薛彥東,楊培嶺,王成志.現(xiàn)代生態(tài)河道整治研究[J].中國農(nóng)村水利水電,2009(6):70-72.