袁曉奇

(遼寧宇鑫建設有限公司，遼寧 沈陽 110000)

0 引言

遼西低山丘陵區(qū)生態(tài)環(huán)境惡劣、經(jīng)濟發(fā)展相對滯后，近年來一系列開發(fā)政策的提出與落實明顯加快了當?shù)匕l(fā)展速度[1]。然而，在社會經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提高的同時，必須高度重視遼西低山丘陵區(qū)環(huán)境質(zhì)量，歷史上因忽視生態(tài)環(huán)境保護而導致森林生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴重破壞，主要表現(xiàn)為水土流失、河流嚴重污染、樹木被肆意砍伐等。遼西低山丘陵區(qū)水庫水體污染，不僅會制約經(jīng)濟社會發(fā)展，降低遼西整體生態(tài)水平，還會給下游防洪安全構成潛在威脅[2]。因此，改善遼西地區(qū)整體生態(tài)環(huán)境的關鍵是修復水庫污染水體。國內(nèi)學者從不同角度研究了水生態(tài)修復技術[3-5]，如楊非等[6]提出生態(tài)修復研究區(qū)水體的工程技術措施，主要有水生植物修復、生態(tài)護坡、組合型生態(tài)浮床和截污圍隔裝置等，經(jīng)6個月穩(wěn)定運行有效去除了水體中的氮磷等污染物，有效提升和修復了水生態(tài)系統(tǒng)功能與結構；張瑞等[7]以北京市陶然亭湖為例，應用群組決策的層次分析法綜合評價了水生態(tài)修復工程，結果顯示該工程達到良好等級。

為生態(tài)修復遼西低山丘陵區(qū)水庫污染水體，以大凌河干流閻王鼻子水庫為例，考慮污染水體實際情況提出合理的修復技術，并對污染水體修復效果利用實地監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，以驗證修復技術的可行性與有效性。然后結合實際監(jiān)測數(shù)據(jù)制定生態(tài)修復措施，保證生態(tài)環(huán)境的明顯改善以及水庫污水的有效控制。

1 遼西低山丘陵區(qū)水庫水體污染特征

水庫開發(fā)通常以解決生產(chǎn)生活問題和旅游、漁業(yè)、防洪、發(fā)電等獲取經(jīng)濟利益為目的，因缺少水環(huán)境保護措施水庫水源極易受到污染[8]。大凌河流域是遼西地區(qū)的重要水系，近年來因盲目開發(fā)、水環(huán)境保護滯后等使得水庫水源受到嚴重污染，其主要特征如下：(1)點源污染長期存在：水庫周邊發(fā)展速度快、開發(fā)力度大，但管網(wǎng)建設滯后導致污水與降雨無法合理分流；此外，水庫截污支管高于干管管底高程致使周邊廢水、污水難以排放到截污干管，水庫接受大量污廢水使得點源污染長期存在。(2)面源污染不斷加劇：降雨和地表徑流作用下水庫沿岸露天堆放的生活垃圾、裸露的土地等流入水體，從而加劇了水庫面源污染。(3)內(nèi)源污染逐漸顯露：因未及時有效地清理水庫底部長期積累的垃圾沉積物、淤泥等，氮、磷等污染物不斷從沉積物中釋放出來，從而導致河庫水體嚴重富營養(yǎng)化。

2 遼西低山丘陵區(qū)水庫水體污染修復方法

2.1 修復理念

通過對遼西低山丘陵區(qū)水系狀況的全面分析提出水生態(tài)修復理念，具體如下：(1)水庫的協(xié)同治理，水庫水源生態(tài)修復涉及因素多、覆蓋范圍廣，這是一項高難度、系統(tǒng)性復雜治理工程，修復過程中必須有效銜接水庫-流域之間的關系，最大程度地消除因水庫水體污染而對整個流域造成影響的現(xiàn)象。(2)生態(tài)修復與污染控制有機結合，水庫污水治理過程中要綜合利用生態(tài)修復與污染控制技術，盡量減少人為干擾，最大程度地發(fā)揮水體自凈功能?？傮w上，可將修復過程劃分成3個階段：第一階段，通過截污干管整修、河庫清淤等，從根本上防止外界污染物流入水體有效控制流域污染物比重；第二階段，考慮到氮、磷等營養(yǎng)元素會引起“水華”，所以嚴格控制氮、磷濃度非常關鍵，為了減少水體中的氮磷含量可采取種植水生植物的措施；第三階段，通過水生生物優(yōu)化充分利用水體自凈功能，逐步達到水體自凈功能穩(wěn)定發(fā)揮的目的。(3)人工循環(huán)與自然補水相結合，針對遼西地區(qū)水庫補給水源不足的問題要合理利用自然降水，通過設置循環(huán)式排水管道等人工干預措施提高干旱季節(jié)的水體流動性，從而實現(xiàn)換水周期有效縮短以及水庫水生態(tài)環(huán)境明顯改善的目標。

2.2 修復技術

本文綜合考慮流域?qū)崿F(xiàn)功能、污染程度、水文特征和水庫環(huán)境狀況，結合現(xiàn)有研究成果制定水生態(tài)修復技術體系如表1，生態(tài)修復關系如圖1。

圖1 水生態(tài)修復技術原理表1 水庫污染水體生態(tài)修復技術體系

分區(qū)庫區(qū)入庫段水文特征水庫補給方式以雨水為主,匯水面積大,水位變化小干旱季節(jié)易干枯,河道比降大,同水面間河岸高差4.0m,匯水面積大污染程度污水入庫,淤泥中營養(yǎng)鹽比例高,水庫水體發(fā)黑發(fā)臭河庫底部受沖刷破壞,部分污水直接入流實現(xiàn)功能優(yōu)化周邊生態(tài)景觀與環(huán)境防洪為主,輔助景觀效果改善修復技術將水體自修復與人工修復相結合,防治污染物流入,凈化水體水質(zhì)對入庫污水截流,考慮流域降水量大的特點修筑雨水滲濾溝等

1)污水截流。遼西低山丘陵區(qū)水庫嚴重淤積，加之年久失修、長期管理不善等庫區(qū)水體受到污染；此外，隨著遼西地區(qū)開發(fā)速度不斷加快，水庫周邊部分項目排污不達標，未經(jīng)達標處理污水被直接排入河庫，從而導致水體受到污染[9]。為解決以上問題，將溢流井安置于污水排放終端以達到污水截流的作用。

2)底泥清淤。庫區(qū)水域具有水體置換周期長、水流速度慢、成庫時間長等特點，水庫長期接納外界排入的污水，底部大量沉積物淤積，為了減輕水庫水體受污染程度應及時清除底部的淤泥等[10]。

3)雨水滲濾溝。由于地表污染物隨降雨徑流極易進入水庫，所以有效處理雨水就顯得非常重要。為了解決該問題可以修筑雨水滲濾溝，根系茂盛的植物能夠吸收滲濾溝中的營養(yǎng)物質(zhì)，而降雨徑流中的懸浮物能夠被大根系有效截留；多點滲濾能夠有效避免雨水沖刷庫岸的情況，這也是創(chuàng)建生物凈化帶的重要環(huán)節(jié)，滲濾溝的剖面形式如圖2。

圖2 滲濾溝剖面圖

4)人工循環(huán)管道。該項措施能夠明顯改善水體的循環(huán)效果，有效促進水庫水體流動。針對水庫轉(zhuǎn)彎處水體流動緩慢問題可以利用循環(huán)水泵抽取并排入雨水滲濾溝過濾，完成過濾后再排入水庫，從而增強水體的流動性及其自凈化功能，保證水質(zhì)惡化得到有效控制。

3 遼西低山丘陵區(qū)水庫水體修復效果

大凌河干流上共有宮山咀、閻王鼻子和白石三座控制性水庫，其中宮山咀至閻王鼻子水庫段屬上游段，該段具有顯著的山區(qū)型河流特征，河道比降平緩，河長156.8 km，匯入有第二牤牛河、大凌河西支、老虎山河等支流。以大凌河干流閻王鼻子水庫為例，監(jiān)測分析水庫水體修復效果，主要污染物有BOD5、TN、TP、COD、NH3-N。

3.1 水體修復監(jiān)測

1)水質(zhì)監(jiān)測。采取修筑雨水滲濾溝、清理河底淤泥、設置截留溢流井等生態(tài)修復措施，有效治理水庫污染水體。完成修復后，對支溝進入水庫的水質(zhì)按每半個月及穩(wěn)定運行半年的頻次定期監(jiān)測，監(jiān)測指標有五日生化需氧量BOD5、TN(硝酸鹽氮、無機氮、有機氮)、TP(懸浮性磷、溶解性磷)、化學需氧量COD、溶解氧DO、氨氮NH3-N。修復運行期和修復運行初期數(shù)據(jù)取修復結束后第二年及修復結束當年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，考慮不同時期監(jiān)測數(shù)據(jù)評判水質(zhì)修復效果。

2)計算方法。受污染水體生態(tài)修復效果利用污染物降低率進行評價，即污染物降低率越大則生態(tài)修復效果越好，可采用式(1)計算污染物降低率C，即：

C=(C1-C2)/C1×100%

(1)

式中：C1、C2代表生態(tài)修復前、后的污染物濃度。

3.2 水體修復效果

選取采樣點A(老虎山河匯入大凌河干流處)和采樣點D(閻王鼻子水庫壩下)為入口、出口，生態(tài)修復完成后分析各河段匯入水庫的水質(zhì)，以運行半年后(修復運行期)和運行半個月后(修復初期)作為采樣時間。生態(tài)修復運行期、修復初期和修復前3個月研究區(qū)域水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，如表2。

表2 研究區(qū)域水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù) mg/L

由表2可知，生態(tài)修復后河庫水質(zhì)發(fā)生明顯變化，從采樣點1到采樣點4水體BOD5、TN、TP、COD、NH3-N濃度下降，而DO濃度上升，并且修復初期的污染物濃度下降幅度略高于修復運行期。

各河段對生態(tài)修復水質(zhì)凈化的貢獻如圖3，結果顯示A-B河段以消除DO、COD為主，B-C河段以消除TN、NH3-N為主，C-D河段以消除BOD5、TP為主。

圖3 各河段的水質(zhì)凈化貢獻率

3.3 水生態(tài)修復對策

1)及時實施生態(tài)修復。為有效解決水體變異問題制定完善的水生態(tài)修復計劃，對流域周邊的生產(chǎn)、生活布局及時調(diào)整，以保證受污染水體的及時修復。

2)實行循環(huán)發(fā)展模式。合理設計各類生產(chǎn)、生活設施，貫徹執(zhí)行遼西地區(qū)污染物控制指標和工程建設管理流程。將綠化隔離帶建設于水庫附近，逐步實現(xiàn)地表徑流攜帶污染物入庫的有效控制以及河庫周邊水土涵養(yǎng)功能的提升。合理劃分水功能區(qū)以及設置保護區(qū)，河庫區(qū)域環(huán)境管理嚴格執(zhí)行有關法規(guī)，減少污染物直接入庫概率，為保護水域生態(tài)環(huán)境提供可靠保障。

3)積極探索新的開發(fā)模式。完成生態(tài)修復后，應充分考慮河庫環(huán)境特點積極探索新的河流開發(fā)模式，注重恢復河庫泄流自凈功能。在河庫開發(fā)過程中以恢復水自凈功能為目標，兼顧水庫與河流的自凈效率預留充足的泄流恢復段，從根本上有效控制入庫污染物和水環(huán)境的變異。

4 結語

本文結合遼西低山丘陵區(qū)大凌河流域水庫污染水體特征，為有效解決水庫污染水體問題制定行之有效的生態(tài)修復對策。根據(jù)河庫功能劃分、地質(zhì)地貌特征、水體污染程度和研究區(qū)水質(zhì)條件，通過采取有效措施生態(tài)修復水庫污染水體。結果顯示，修復前部分采樣點污染物濃度有所增大，水質(zhì)總體保持不變；生態(tài)修復實施后，污染物濃度(運行初期)明顯下降，且污染物濃度下降幅度隨運行時間的延長有所下降。