李曉芳

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

汾河流域生態(tài)修復(fù)人工濕地建設(shè)必要性分析

李曉芳

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

結(jié)合國(guó)內(nèi)人工濕地建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)汾河干流水質(zhì)現(xiàn)狀，分析人工濕地建設(shè)對(duì)汾河水質(zhì)的凈化作用，根據(jù)汾河干流人工濕地現(xiàn)狀，提出汾河干流堤內(nèi)、堤外人工濕地建設(shè)規(guī)劃。

人工濕地；凈化水質(zhì)；汾河流域

濕地，指天然或人工形成的沼澤地等，帶有靜止或流動(dòng)水體的成片淺水區(qū)，還包括在低潮時(shí)水深小于6m的水域。濕地是地球上具有多種獨(dú)特功能的生態(tài)系統(tǒng)，是人類(lèi)最重要的生存環(huán)境之一。濕地有緩洪滯洪，防止土壤沙化，補(bǔ)充地下水，減少溫室效應(yīng)，滯留和降解污染物、凈化水質(zhì)的作用。

1 汾河干流水質(zhì)現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料，汾河干流自上而下共有排污口47處，年排廢水量2.7億t，排污污染源主要為工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)生活污水。

根據(jù)汾河干流各斷面水質(zhì)現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)分析可知，汾河干流符合各類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的河長(zhǎng)占總河長(zhǎng)的百分比分別為Ⅱ類(lèi)9%，Ⅲ類(lèi)15%，Ⅳ類(lèi)13%，劣Ⅴ類(lèi)63%。由此可見(jiàn)，汾河干流水質(zhì)污染嚴(yán)重。

通過(guò)分析可知，河流超標(biāo)因子為氨氮、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、總磷，以及部分?jǐn)嗝嫔?、汞、鉛和揮發(fā)酚。其中，氨氮在汾河全河段全部超標(biāo)，化學(xué)需氧量、五日生化需氧量除汾河源頭段和入黃河段達(dá)標(biāo)外，其余河段全部超標(biāo)。高錳酸鹽指數(shù)和總磷在太原以下的中游段全部超標(biāo)。砷、汞、鉛和揮發(fā)酚只在中下游段的部分河段超標(biāo)。

2 人工濕地對(duì)水質(zhì)凈化作用分析

根據(jù)現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，不同的濕地植物對(duì)河水中不同的污染物去除效果不盡相同，因此，針對(duì)河流水質(zhì)不同的污染物，通過(guò)合理設(shè)置人工濕地的位置、濕地類(lèi)型以及不同的植物，可以實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的河流水質(zhì)凈化效果。

根據(jù)汾河干流各河段水質(zhì)分析結(jié)果可知，目前汾河接納的污水主要為生活污水和工業(yè)廢水，全河段主要污染物為氨氮、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量，針對(duì)汾河干流的污染性質(zhì)，可參考北京龍道河，設(shè)置香蒲、蘆葦人工濕地，對(duì)河流主要污染物，尤其是氨氮的去除效果穩(wěn)定。

3 汾河干流人工濕地現(xiàn)狀

汾河干流從北至南縱貫太原、晉中、呂梁、臨汾、運(yùn)城5市，沿河兩岸結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃，利用河道地形，目前已建成了21.8km2的人工濕地，改善了區(qū)域生態(tài)環(huán)境，提升了當(dāng)?shù)鼐用裆钯|(zhì)量，其中堤外已建濕地4處，總面積1.8km2；堤內(nèi)已建濕地蓄水區(qū)29處，總面積20km2，見(jiàn)表1。

表1 汾河干流現(xiàn)狀水域濕地指標(biāo)表

現(xiàn)有人工濕地對(duì)汾河干流的水質(zhì)有明顯改善，但隨著社會(huì)的發(fā)展，特別是城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，廢污水排放量不斷增大，河道內(nèi)垃圾隨意堆放，面源污染嚴(yán)重，河流水質(zhì)不斷惡化，隨著時(shí)間的推移，污染物在土體、水體中將不斷累加，河流生態(tài)修復(fù)的成本和代價(jià)將會(huì)加大。

4 人工濕地工程規(guī)劃

4.1 堤外濕地

規(guī)劃目標(biāo)：通過(guò)對(duì)汾河干、支流重點(diǎn)城市河段蓄水以及汾河干流大堤外側(cè)低洼灘涂、魚(yú)塘、沙坑等進(jìn)行整修，修建一批能調(diào)蓄徑流的“珍珠串”狀水域，蓄滯洪水，充分利用雨洪資源，使洪水資源化，達(dá)到恢復(fù)河流水系、抬升地下水位、凈化水質(zhì)、改善水生態(tài)環(huán)境、增加漁業(yè)養(yǎng)殖以及豐富水生植物等目的。

在每個(gè)濕地蓄水區(qū)上游河道修建分洪閘，在下游修建退水閘，利用分洪閘，將洪水引入濕地蓄水區(qū)，蓄滯洪水，利用下游退水閘再退入河道。濕地蓄水區(qū)建設(shè)不僅可滯蓄洪水，而且可增補(bǔ)地下水，凈化水質(zhì)。

目前汾河中下游河道兩岸原灘區(qū)約93km2的面積多為沙坑、灌木林、低產(chǎn)灘涂地，其地形高程與河道灘地基本持平或略低，只需將其局部修整，建設(shè)圍堤即可形成一批能調(diào)蓄徑流的“珍珠串”狀水域，蓄滯洪水，充分利用雨洪資源，使洪水資源化，達(dá)到恢復(fù)河流水系、抬升地下水位、凈化水質(zhì)、改善水生態(tài)環(huán)境、增加漁業(yè)養(yǎng)殖及豐富水生植物等目的。在每個(gè)濕地蓄水區(qū)上游河道修建分洪閘，在下游修建退水閘，利用分洪閘，將洪水引入濕地蓄水區(qū)，蓄滯洪水，利用下游退水閘再退入河道。濕地蓄水區(qū)建設(shè)不僅可滯蓄洪水，而且可增補(bǔ)地下水，凈化水質(zhì)。

按行政區(qū)劃及流域地形特征，規(guī)劃堤外濕地沿汾河干流分為太原、呂梁、晉中、臨汾、運(yùn)城五大片區(qū)106處，濕地蓄水總面積93km2，總滯洪量7810萬(wàn)m3。其中，太原段9處，面積9km2；呂梁段6處，面積7.2km2；晉中段16處，面積15.3km2；臨汾段61處，面積37.9km2；運(yùn)城段14處，面積23.6km2。

汾河干流堤外濕地區(qū)規(guī)劃指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 汾河干流段堤外濕地區(qū)指標(biāo)表

4.2 堤內(nèi)生態(tài)蓄水濕地

規(guī)劃原則：在汾河干流的城區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口密集段，進(jìn)行部分河道蓄水，形成宜彎則彎、宜水則水、宜自然則自然的生態(tài)型河道，改善生態(tài)環(huán)境；干流蓄水閘采用液壓壩，運(yùn)行靈活，不降低河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，滿足兩岸的防洪安全。

汾河流域?yàn)槿≌巍⒔?jīng)濟(jì)、文化中心，省會(huì)太原位于汾河干流中游地區(qū)，為改善沿河居民的生態(tài)環(huán)境，提高居住水平，結(jié)合各地城市規(guī)劃發(fā)展，在汾河干流規(guī)劃堤內(nèi)生態(tài)蓄水濕地工程12處，閘壩數(shù)量30座，面積25.1km2，蓄水量2874萬(wàn)m3。其中，太原段3處，面積6.53km2；呂梁段1處，面積0.93km2；晉中段3處，面積7.72km2；臨汾段2處，面積1.71km2；運(yùn)城段3處，面積8.21km2。

汾河干流堤內(nèi)生態(tài)蓄水濕地規(guī)劃見(jiàn)表3。

表3 汾河干流堤內(nèi)生態(tài)蓄水濕地規(guī)劃表

5 展望

規(guī)劃實(shí)施后，汾河河谷地帶“珍珠串”狀人工濕地工程的建設(shè)，將使沿線河流水質(zhì)大大改善，再輔以其他水污染防治工程，汾河水質(zhì)將得到根本性的改變，河流、湖庫(kù)水質(zhì)滿足各水功能區(qū)劃的要求。屆時(shí)，太原以下河段將消除劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)，恢復(fù)到地表Ⅳ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，太原以上河段不低于地表Ⅲ類(lèi)水的水平。在汾河流域自上而下將呈現(xiàn)遠(yuǎn)山綠黛、河水清清的美麗景象，流域生態(tài)環(huán)境較現(xiàn)狀有極大的改善。

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李曉芳（1982－），女，2007年畢業(yè)于山西大學(xué)水土保持與環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)，工程師。

2016-08-07；

2016-09-12