文/韓曉金攝影/周西娟 楊亞文
白洋淀流域生態(tài)環(huán)境示意圖
了解府河河口濕地,要從府河說起。
發(fā)源于保定西部一畝泉的府河有保定母親河之稱。明代洪武元年保定開始設(shè)府,穿城而過的河流始稱府河。歷史上的府河水勢浩大,清波粼粼,滋潤養(yǎng)育了保定——這座歷史文化名城。府河?xùn)|入白洋淀,直達(dá)天津,如同一條生命之河,為兩地的發(fā)展繁榮輸送著充沛的活力。
然而,隨著城市建設(shè)的發(fā)展、環(huán)境氣候的變化,府河水量逐漸減少,輸入白洋淀的水流多為城市生活污水處理廠的尾水。雄安新區(qū)設(shè)立后,盡管河北省和相關(guān)市縣投入大量財力物力對白洋淀上游流域進(jìn)行了嚴(yán)格的治理與改造,加大污水處理的力度,但經(jīng)府河流向白洋淀的水距離規(guī)劃水質(zhì)目標(biāo)仍存在一定的差距。
白洋淀地處雄安新區(qū)腹地,其治理與保護(hù),是新區(qū)建設(shè)的“生命線”。
改善白洋淀水質(zhì),重要的途徑就是把住白洋淀水質(zhì)的“入口關(guān)”。經(jīng)黨中央、國務(wù)院同意,河北省委、省政府2019 年1 月正式印發(fā)《白洋淀生態(tài)環(huán)境治理和保護(hù)規(guī)劃》,在統(tǒng)籌城水林田淀系統(tǒng)治理基礎(chǔ)上,明確指出,在河流入淀口等區(qū)域因地制宜建設(shè)人工濕地,形成白洋淀生態(tài)緩沖區(qū),構(gòu)建生態(tài)屏障。
2019 年9 月,在雄安新區(qū)的統(tǒng)籌下,由雄安集團(tuán)生態(tài)建設(shè)公司負(fù)責(zé)建設(shè)管理的府河河口濕地工程拉開序幕,在白洋淀入淀河流中三條常年有水河流之一的府河入淀口,建立一道生態(tài)屏障。
府河河口濕地區(qū)位圖
四月,充滿勃勃生機的季節(jié)。
一路穿越村莊和農(nóng)田,來到府河河口濕地水質(zhì)凈化項目的現(xiàn)場,映入眼簾的是一幅水清岸綠景美的自然生態(tài)畫卷。
府河河口濕地位于白洋淀西側(cè)藻苲淀,府河、漕河、瀑河三條入淀河流河口區(qū),總占地面積約4.23 平方公里,是目前華北地區(qū)規(guī)模最大的功能性人工濕地。
雄安集團(tuán)生態(tài)建設(shè)公司府河河口濕地項目技術(shù)負(fù)責(zé)人張海濤介紹:府河河口濕地水質(zhì)凈化工程,處理上游污水處理廠尾水25 萬噸/天,相當(dāng)于一個中等人口規(guī)模城市的用水量。這項水質(zhì)凈化工程和傳統(tǒng)的污水處理廠相比,最大的特點是處理低碳氮比高氮磷的污水具有更大的優(yōu)勢,也更環(huán)保,更生態(tài)。
攝影/賀友順
隨著水質(zhì)逐漸變好、水生植物愈見繁茂,多種類棲息地環(huán)境吸引了多種游禽、涉禽等鳥類,府河濕地成為白洋淀區(qū)域重要的珍稀保護(hù)鳥類分布區(qū)域。
鳥類是水生態(tài)質(zhì)量的重要指標(biāo),白天鵝、鴻雁的光顧,是雄安新區(qū)生態(tài)修復(fù)、環(huán)境治理取得成效的最好見證。
府河河口濕地水質(zhì)凈化工程采用近自然生態(tài)治污模式。上游入淀河水通過連通渠和配水系統(tǒng)進(jìn)入濕地,依次經(jīng)過前置沉淀生態(tài)塘,降低進(jìn)水懸浮物濃度,提高核心處理單元的處理效果,減少堵塞風(fēng)險;第二步進(jìn)入潛流濕地,這是核心處理單元,通過三級床體中的基質(zhì)——微生物——植物的共同作用,對污染物進(jìn)行強化凈化;第三是水生植物塘,對核心處理單元的出水水質(zhì)進(jìn)行再次提升,保障出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。這個過程全部采用植物、微生物、底棲動物等生化方式進(jìn)行處理,不添加任何藥劑。特別是1.31 平方公里的水生植物塘,栽植了30 多種適宜性水生植物,形成近自然水生生物群落,進(jìn)一步降低水中的污染物,使水質(zhì)達(dá)標(biāo)后回流主河道。
府河濕地水質(zhì)凈化工程2019 年9 月開工,2020 年6 月開始運行調(diào)試,進(jìn)入三年運維階段。目前,出水水質(zhì)已經(jīng)達(dá)到Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn),部分水域已達(dá)Ⅲ類水質(zhì)。
攝影/賀友順
借用望遠(yuǎn)鏡,可以看到遠(yuǎn)處入淀河道里戲水的成群野鴨,不時還有白鶴翩翩起舞、飛過水面。春到人間草木先知,水質(zhì)優(yōu)劣游禽先曉?,F(xiàn)場工作人員頗為驕傲地告訴我們:今春的兩三個月里,府河濕地的遷徙候鳥多達(dá)十幾種,其中包括白琵鷺、灰鶴、小天鵝等國家二級保護(hù)涉禽、游禽,以及數(shù)量巨大的小天鵝種群。
行走在潛流濕地土堤上,由大小不一、質(zhì)地不同石子鋪墊的一畦畦床體里,一叢叢水生植物開始冒出新芽,隨著水流節(jié)奏涌蕩的藻類清晰可見。我們隨手用礦泉水瓶子灌取了半瓶渠中之水,透過陽光,瓶中的水質(zhì)清澈透亮。毫無疑問,濕地超大凈水器的功能已經(jīng)顯現(xiàn)。
府河河口濕地水質(zhì)凈化工程,是白洋淀生態(tài)修復(fù)重點工程。這項華北最大的人工濕地工程由雄安集團(tuán)生態(tài)建設(shè)公司組織,中國電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)與北京院、華東院聯(lián)合體共同實施。
府河河道上游主要承接保定市的4 座污水處理廠的尾水,下游有安州和南劉莊國控斷面。新區(qū)成立之后,2 個國控斷面水質(zhì)雖得到改善,但還有一部分水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)。為確保不讓一滴污水進(jìn)入白洋淀,府河河口濕地應(yīng)運而生,發(fā)揮凈化入淀水質(zhì),兼顧上游水污染事故應(yīng)急和生態(tài)修復(fù)功能。
放眼望去,4.23 平方公里的濕地區(qū)域,新挖的坑塘床體嚴(yán)謹(jǐn)有序,且充滿韻律。 圖片提供/中電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)
高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量建設(shè)雄安新區(qū)的理念也貫穿在府河河口濕地建設(shè)始終。針對府河來水多樣化、碳氮比低、氮磷濃度高的特點,雄安集團(tuán)生態(tài)建設(shè)公司會同中電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)毛戰(zhàn)坡博士團(tuán)隊制定了“前置沉淀生態(tài)塘+潛流濕地+水生植物塘”的近自然多級濕地水質(zhì)凈化工藝,以解決污水處理廠尾水水質(zhì)提升的技術(shù)難題。而實施這項工藝,確保雄安質(zhì)量,不僅需要科學(xué)技術(shù)支持,更需要責(zé)任心和匠心的支撐。
工程定位要求高、水質(zhì)凈化目標(biāo)高、建設(shè)質(zhì)量和運維標(biāo)準(zhǔn)高的目標(biāo)。采用『前置沉淀生態(tài)塘+ 潛流濕地+ 水生植物塘』的水質(zhì)凈化工藝,目前通過余水處理、圍堤圍埝清除、自然修復(fù),恢復(fù)藻淀自然濕地,2019 年12 月,白洋淀的實際水面面積達(dá)270 多平方公里。
潛流濕地,是水質(zhì)凈化的核心處理單元。府河河口濕地采用分區(qū)、分級、分層填筑碎石、沸石、鋼渣等不同類型的濾料,通過優(yōu)化潛流濕地濾料組合布置,植物管養(yǎng)和平衡收割維護(hù)、濕地科學(xué)運行方式等多種措施,形成一套預(yù)防和減輕濕地堵塞,保障潛流濕地冬季水質(zhì)凈化效果的關(guān)鍵技術(shù)。
大小不一、性能各異的石塊,需要分區(qū)、分級、分層地填筑凈化區(qū)內(nèi)。
晝夜施工,確保項目如期完成。 圖片提供/中電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)
能夠在河口濕地結(jié)伴勞作,也是一種快樂。
圖片提供/中電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)
北方濕地過冬,是業(yè)界困解的難題,也是對濕地系統(tǒng)工程的嚴(yán)峻考驗,不少北方同行也在密切關(guān)注著府河濕地的探索與實踐。經(jīng)過一個冬季的考量,看到開春時節(jié)濕地生物自我恢復(fù),遷徙水禽紛至沓來的景況,項目團(tuán)隊對自己的工藝收獲了充分的信心。
根據(jù)濕地生態(tài)恢復(fù)的需求,建立了水生植物實驗室。
凈水工程三部曲之水生植物塘,低平的地勢和緩慢的水流便于水中的懸浮物在水生植物的作用下被攔截、沉降,水生植物還可以直接吸收水體中的氮磷等元素。而廣泛分布于水體和植物根系等環(huán)境中的微生物能夠參與多種分解、氧化還原反應(yīng),可以降解、去除各類污染物,達(dá)到進(jìn)一步凈化水質(zhì)的目的。于是,濕地的建設(shè)者們探索出水生植物種植施工的新技術(shù),利用斜坡式的生態(tài)護(hù)岸為水生植物提供“攀爬”和“住宿”的空間。
在濕地工作站擺放著許多漂亮的玻璃缸,里面精心養(yǎng)育著各種姿態(tài)不同的水生植物,這是項目團(tuán)隊從白洋淀區(qū)域優(yōu)選出的適宜品種。目前濕地區(qū)域栽培了濕生植物30 余種,其中沉水植物10 種、浮葉植物5 種、挺水植物16 種,工程區(qū)域初步穩(wěn)定的陸生——水生——濕生植物群落結(jié)構(gòu),構(gòu)成“三區(qū)、一帶、多節(jié)點”的景觀格局。
“因為鳥來的太多,去年種在池塘里的水草都快讓鳥吃完啦?!痹捳Z中,毛戰(zhàn)坡有些懊惱卻又隱約著興奮。
此時,遠(yuǎn)處一群女工正在池塘里補種植物,嬉笑聲隨著熏風(fēng)暖日飄散四方。
濕地水生植物種類繁多,有沉水植物、浮葉植物、挺水植物、浮水植物等。沉水植物,有的根不發(fā)達(dá)或退化,靠植物體的各部分吸收水分和養(yǎng)料,但通氣組織發(fā)達(dá),有利于在水中缺乏空氣的情況下進(jìn)行氣體交換。這類植物的葉子大多為帶狀或絲狀,有金魚藻、輪葉黑藻、苦草等。浮葉植物的根莖發(fā)達(dá),根或固定在土里,莖細(xì)弱不能直立,葉片由葉柄支撐,平貼在水上。常見種類有芡實、荇菜、睡蓮等。挺水植物通常長在潮濕的岸邊或水位較淺的地方,根生長在水的底泥之中,上部植株挺出水面,向上生長,花也多開在水面上。常見種類有蘆葦、蒲草、茭白、香蒲、梭魚草、水蔥等。浮水植物的根不生于泥中,株體漂浮于水面之上,隨水流四處漂泊,多數(shù)以觀葉為主,較常見的有槐葉萍、水鱉等。
無論是前期施工還是后期濕地運維,數(shù)字科技都展現(xiàn)出智慧、高效的功能。
據(jù)介紹,府河濕地在前期施工期間,通過構(gòu)建BIM+GIS 數(shù)字化工程模型,將BIM 與施工進(jìn)度計劃相結(jié)合,直觀、立體地反映整個建筑的施工過程、準(zhǔn)確掌握施工進(jìn)度,優(yōu)化使用施工資源以及科學(xué)地進(jìn)行場地布置,結(jié)合傾斜攝影與運管平臺對整個工程的施工進(jìn)度、資源與質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一管理與控制,實現(xiàn)縮短工期、降低成本、提高質(zhì)量的目標(biāo)。
進(jìn)入運維階段后,府河濕地利用數(shù)字信息化手段,構(gòu)建起府河河口濕地數(shù)字平臺。擁有14 臺視頻監(jiān)控系統(tǒng)、6 座水位監(jiān)測站和7 座水質(zhì)監(jiān)測站的府河濕地,通過數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)挖掘、仿真分析、自動控制等技術(shù),實現(xiàn)情景設(shè)計、成果查詢、發(fā)布和演示,形成一個兼具水環(huán)境信息實時數(shù)字感知、信息互聯(lián)集成、問題智能診斷、預(yù)警決策等功能的智能化濕地運維管理系統(tǒng),在濕地運維管理過程中發(fā)揮了重要的作用。
生態(tài)環(huán)境部海河局、河北省生態(tài)環(huán)境廳前來調(diào)研 圖片提供/中電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)
自2020 年6 月30 日通水調(diào)試以來,物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺應(yīng)用于府河突發(fā)暴雨徑流突發(fā)水污染事件的水質(zhì)調(diào)控調(diào)度中,大幅度降低暴雨徑流污染負(fù)荷和入淀水量,先后6 次共導(dǎo)排暴雨徑流量340 萬方。
至2020 年年底,短短六個月的時間,府河濕地已累計削減氨氮21.35 噸、總磷3.28 噸,有效削減了污染負(fù)荷,改善了區(qū)域的生態(tài)環(huán)境,達(dá)到工程設(shè)計目標(biāo)要求。
以生態(tài)、智能、自動、協(xié)調(diào)為重點,精心打造智慧濕地,利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),對濕地進(jìn)行全生命周期智慧化的監(jiān)管,實現(xiàn)用數(shù)字科技服務(wù)濕地的運營和維護(hù),府河濕地正在成為智慧水務(wù)、水環(huán)境水生態(tài)綜合治理的示范中心。
農(nóng)業(yè)部專家到濕地現(xiàn)場了解情況 圖片提供/中電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)
利用監(jiān)控系統(tǒng)對水質(zhì)進(jìn)行檢測、對鳥類進(jìn)行觀察
在淀區(qū)建設(shè)多種功能濕地是一項敏感而復(fù)雜的任務(wù),立項伊始,建設(shè)團(tuán)隊就倍感壓力。生態(tài)建設(shè)公司抽調(diào)精干力量,從項目謀劃到方案設(shè)計直至項目施工,自始至終主導(dǎo)項目全過程實施。面對選址區(qū)域的爭議,多次到現(xiàn)場踏勘,因地制宜調(diào)整項目選址。面對紛繁復(fù)雜的濕地構(gòu)建技術(shù),廣泛征集篩選適合白洋淀治理的技術(shù)方案,并邀請全國頂級專家進(jìn)行咨詢指導(dǎo)。面對突發(fā)的疫情和天氣變化,多方協(xié)調(diào)地方政府和群眾支持,率領(lǐng)所有參建單位攻堅克難,始終堅守高質(zhì)量建設(shè)新區(qū)初心。
獲得中科院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境科學(xué)專業(yè)博士學(xué)位的毛戰(zhàn)坡,長期從事流域水環(huán)境修復(fù)、濕地生態(tài)恢復(fù)等工作,先后主持和承擔(dān)水體污染控制與治理科技重大項目50 余項。但面對華北地區(qū)規(guī)模最大的功能性人工濕地,在治理、運營和維護(hù)方面也沒有任何可借鑒的案例。
“挑戰(zhàn)主要有兩方面,冬季越冬是最大的挑戰(zhàn)。冬季天氣寒冷,濕地主要是通過微生物來凈化水質(zhì),所以最大的挑戰(zhàn)就是要在冬季保障潛流濕地能正常的發(fā)揮作用。另一方面是潛流濕地堵塞,這是世界性的難題,需要從設(shè)計、施工和運維上,尋找解決的方案與路徑?!?/p>
從深夜孤燈下鉆研學(xué)術(shù),到奔波跋涉在濕地一線,責(zé)任心與使命感使得濕地建設(shè)團(tuán)隊站得更高,看得更遠(yuǎn),也付出得更多。
中電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)府河項目現(xiàn)場經(jīng)理是從深圳派調(diào)過來的,參與過許多重大工程項目,特別是對深圳母親河茅洲河治理修復(fù)的經(jīng)歷,使他們對保定母親河——府河的河道與府河河口濕地治理建設(shè)情有獨鐘。面對府河濕地工程土方開挖量大、地下水位高、隔堤壓實度要求高、冬季時間長、氣溫低等難點,以及疫情的沖擊,他們在新區(qū)和雄安集團(tuán)的帶領(lǐng)下, 落實“兩抓五?!币螅R心協(xié)力搞建設(shè),使用推廣7 項新工法、2 項新技術(shù),風(fēng)雨無阻、日夜兼程,按時高質(zhì)量完成項目建設(shè)。
府河濕地的工藝原理是模仿自然濕地的生態(tài)功能,利用土壤、植物、微生物的作用。這種人工濕地沒有二次污染,對生態(tài)環(huán)境的改善作用較強。為了實現(xiàn)生態(tài)治污模式設(shè)計的初衷,他們在府河濕地水質(zhì)凈化單元中沒有使用任何水泥等加固材料,完全是就地取材,不惜費時費工,彰顯出雄安人特有的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。
經(jīng)過近6 個月的調(diào)試,府河河口濕地項目污染物去除效率較好,經(jīng)濕地處理,污染物平均去除率氨氮67%、總磷58%,優(yōu)于設(shè)計目標(biāo)。
站在濕地沙盤前,項目的規(guī)劃建設(shè)者們暢想著風(fēng)景如畫的生態(tài)濕地愿景。
項目總工毛戰(zhàn)坡率領(lǐng)團(tuán)隊在水生植物生態(tài)模擬系統(tǒng)中,探索研究水生植物群落在復(fù)雜環(huán)境條件下的生長狀況、水質(zhì)凈化效果。
對于項目的建設(shè)者來講,濕地從調(diào)試到試運行再到運行只有三年的考核期,但他們并沒有僅僅滿足于完成工程項目,更是著眼于生態(tài)產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展和助力構(gòu)建完整的濕地生態(tài)科技支撐體系。在他們看來,守護(hù)一淀清水,是一場長久持續(xù)的總力戰(zhàn)。府河濕地區(qū)域豐富的景觀要素,多樣化的生物資源和良好的水質(zhì)凈化效果,形成了濕地生態(tài)系統(tǒng)的天然科普教室。2020 年,府河濕地被批準(zhǔn)為河北省生態(tài)環(huán)境教育基地。前來參觀考察,開展社會實踐活動的高校、科研單位絡(luò)繹不絕。今年世界濕地日的主題是“濕地與生物多樣性——濕地滋潤生命”。站在府河濕地放飛想象,對于“濕地滋潤生命”的主題似乎有了更深的理解。
俯瞰府河河口濕地,猶如一面巨大的扇子。入淀河水從扇面最寬的地方匯入濕地,進(jìn)入“前置沉淀生態(tài)塘”,經(jīng)過沉淀后流入“水平潛流濕地”,最后經(jīng)過“水生植物塘”,流入白洋淀。 圖片提供/中電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)
“在這里建立一所濕地博物館,持續(xù)推進(jìn)濕地景觀配套設(shè)施建設(shè)和改造”,則是雄安建設(shè)者們發(fā)自肺腑的心聲。