李曉芳
(山西省水利水電勘測設(shè)計研究院,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設(shè)計研究院,山西 太原 030024)
結(jié)合國內(nèi)人工濕地建設(shè)經(jīng)驗,針對汾河干流水質(zhì)現(xiàn)狀,分析人工濕地建設(shè)對汾河水質(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,帶有靜止或流動水體的成片淺水區(qū),還包括在低潮時水深小于6m的水域。濕地是地球上具有多種獨特功能的生態(tài)系統(tǒng),是人類最重要的生存環(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。
根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計資料,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)測資料統(tǒng)計分析可知,汾河干流符合各類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的河長占總河長的百分比分別為Ⅱ類9%,Ⅲ類15%,Ⅳ類13%,劣Ⅴ類63%。由此可見,汾河干流水質(zhì)污染嚴(yán)重。
通過分析可知,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)。
根據(jù)現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn),不同的濕地植物對河水中不同的污染物去除效果不盡相同,因此,針對河流水質(zhì)不同的污染物,通過合理設(shè)置人工濕地的位置、濕地類型以及不同的植物,可以實現(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,對河流主要污染物,尤其是氨氮的去除效果穩(wěn)定。
汾河干流從北至南縱貫太原、晉中、呂梁、臨汾、運城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)有人工濕地對汾河干流的水質(zhì)有明顯改善,但隨著社會的發(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)的成本和代價將會加大。
4.1 堤外濕地
規(guī)劃目標(biāo):通過對汾河干、支流重點城市河段蓄水以及汾河干流大堤外側(cè)低洼灘涂、魚塘、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、運城五大片區(qū)106處,濕地蓄水總面積93km2,總滯洪量7810萬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。
汾河流域為全省政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心,省會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)劃見表3。
表3 汾河干流堤內(nèi)生態(tài)蓄水濕地規(guī)劃表
規(guī)劃實施后,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、湖庫水質(zhì)滿足各水功能區(qū)劃的要求。屆時,太原以下河段將消除劣Ⅴ類水質(zhì),恢復(fù)到地表Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn),太原以上河段不低于地表Ⅲ類水的水平。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)專業(yè),工程師。
2016-08-07;
2016-09-12