劉 芳
(婁煩縣環(huán)境保護(hù)局,山西 婁煩 030300)
汾河是山西的母親河,汾河水質(zhì)安全直接關(guān)系到山西經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)穩(wěn)定,關(guān)系到山西的生態(tài)安全。澗河作為汾河一級(jí)支流,它的生態(tài)安全對(duì)汾河流域濕地生態(tài)安全具有很大影響,澗河人工濕地的建設(shè),可以達(dá)到減少水土流失、涵養(yǎng)水源、保護(hù)區(qū)域生物多樣性等目的,可有效促進(jìn)區(qū)域內(nèi)水源涵養(yǎng)的生態(tài)功能恢復(fù),從而為促進(jìn)汾河流域濕地生態(tài)功能的恢復(fù)奠定良好基礎(chǔ)。本文簡(jiǎn)單介紹了該人工濕地生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì),并對(duì)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討。
澗河為汾河的一級(jí)支流,由婁煩縣區(qū)域的南川河和西川河匯合而成,全長(zhǎng)12km,河床寬60m,水面寬2.5m,流量1.36m3/s,系常流河。歷年最大流量210m3/s。年注入汾河水庫(kù)4 289萬(wàn)m3水源,汾河水庫(kù)多年平均水量為4.52億m3,澗河水源占總來(lái)水量的1/10。
根據(jù)太原市環(huán)境監(jiān)測(cè)站連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),澗河水質(zhì)為Ⅳ類地表水,具體指標(biāo)如下:
CODCr≤30mg/L,BOD5≤6mg/L,ρ(NH3-N)≤1.5mg/L,TN≤1.5mg/L,TP≤0.2mg/L,pH=6~9。
針對(duì)澗河流域可利用土地范圍大的特點(diǎn),澗河人工濕地采用潛流濕地和表流濕地的組合工藝。
澗河河水—提升泵站—潛流濕地—表流濕地—澗河—汾河水庫(kù)。
2.2.1 潛流濕地填料選擇
河卵石為最佳填料,其質(zhì)量堅(jiān)硬、抗機(jī)械撞擊性能強(qiáng)、表面光滑,生物膜宜著床,也宜排除死亡生物膜,且不易堵塞。
2.2.2 工程防堵
對(duì)于填料層防堵的問(wèn)題,主要采取2項(xiàng)措施:第一、通過(guò)選擇合適的基質(zhì)粒徑及級(jí)配,控制孔隙率;第二、導(dǎo)淤層設(shè)置倒膜管,定期排放濕地內(nèi)脫落的生物膜,防止填料層淤堵。
2.2.3 潛流濕地內(nèi)容
澗河潛流人工濕地工程總占地為6.369hm2,濕地有效面積6hm2,共分為115個(gè)單元。潛流濕地內(nèi)種植茭白、蘆葦?shù)染哂形鬯幚砉δ艿闹参铮N植密度16株/m2,株距250mm。種植馴化后的具有吸污納污能力的蘆葦、茭白作為潛流人工濕地植物。其中,種植茭白48萬(wàn)株,蘆葦48萬(wàn)株。冬季收割后,覆蓋在潛流濕地表面,第2年春天運(yùn)走,用作造紙材料。冬季運(yùn)行時(shí),潛流濕地低水位運(yùn)行,濕地表層將收割后的植物覆蓋地表,起到保溫作用。
2.3.1 表流濕地功能
潛流濕地處理后的污水進(jìn)一步通過(guò)景觀表流人工濕地通過(guò)植物根系吸收去除污染物,同時(shí)形成水面景觀。
2.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)
CODCr去除負(fù)荷:30kg/(ha·d)
NH3-N去除負(fù)荷:5kg/(ha·d)
停留時(shí)間:1.5d
2.3.3 表流人工濕地設(shè)計(jì)
澗河表流人工濕地設(shè)置于河道內(nèi)及潛流濕地以外的灘地上。澗河1號(hào)橋上游表流濕地面積為4.56hm2;1號(hào)橋下游表流濕地面積約為3.44hm2,設(shè)計(jì)水深0.2m~0.3m,充分利用現(xiàn)有河道的地形和地貌特征及淺灘、緩坡等自然條件,促使河道水生植物的恢復(fù),提高河道的生態(tài)自凈能力,使出水到達(dá)水庫(kù)前達(dá)標(biāo)。
3.1.1 凈化水體
通過(guò)澗河人工濕地水質(zhì)改善工程的實(shí)施,有效地解決了區(qū)域地表面源污染,確保了澗河地表水入汾河水庫(kù)前由Ⅳ類水體凈化達(dá)到Ⅲ類水體水質(zhì),保護(hù)太原人民飲水安全。
人工濕地是保護(hù)生物多樣性與維持野生物種種群存續(xù)的重要生態(tài)系統(tǒng)。澗河人工濕地水質(zhì)改善工程通過(guò)篩選和改良適宜的濕地植物以及采取相應(yīng)工程措施建成的濕地緩沖帶,不僅使?jié)竞诱w生態(tài)得以改善,而且將帶動(dòng)澗河水體中微生物和其他物種的逐步恢復(fù),為鳥(niǎo)類、魚類提供豐富的食物和良好的生存繁衍空間,對(duì)物種保存和保護(hù)物種多樣性發(fā)揮重要的作用。
3.1.2 凈化空氣
1)改善二氧化碳和氧氣的平衡
澗河人工濕地工程安排69 500m2的綠地建設(shè)面積,年可吸收二氧化碳約900t,有效改善項(xiàng)目區(qū)二氧化碳和氧氣的平衡,使空氣新鮮。
2)吸收有害氣體
澗河人工濕地的綠地建設(shè)項(xiàng)目中栽植的楊樹(shù)、柳樹(shù)、油松等均對(duì)空氣中的二氧化碳、氮氧化物有很好的吸收功能,使空氣得到凈化。
3)吸滯粉塵
綠地對(duì)粉塵有明顯的阻滯、過(guò)濾和吸附作用,因而能減輕大氣污染。保守估計(jì),項(xiàng)目區(qū)的綠地可吸塵200t/a。
4)降低噪聲
噪聲會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不良影響,研究表明,城市中的樹(shù)木可降低總噪聲強(qiáng)度6.0dB~13.2dB。因此,項(xiàng)目區(qū)建設(shè)的綠地對(duì)周圍噪聲有一定的消弱作用。
5)保持水土
樹(shù)木和草地對(duì)保持水土有非常顯著的功能。樹(shù)木的枝葉茂密,當(dāng)雨水下落時(shí)首先沖擊樹(shù)冠,然后穿透樹(shù)葉,不會(huì)直接沖擊土壤表面,減少表層土壤的流失。樹(shù)冠本身還積蓄著一定數(shù)量的雨水,不時(shí)降落地面;同時(shí),樹(shù)木和草本植物的根系在土壤中蔓延,能夠緊緊地“拉著”土壤而不讓其沖走;加上樹(shù)木下往往有大量落葉、枯枝、苔蘚等覆蓋物,能吸收數(shù)倍于本身的水分,也有防止水土流失的作用。這樣,能減少地表徑流,降低流速,增加滲入土地中的水量,起到保持水土、涵養(yǎng)水源的作用。
6)調(diào)節(jié)氣候
澗河人工濕地對(duì)局部區(qū)域小氣候的影響,一是溫度影響,二是濕度影響。
在炎熱的夏季,一部分太陽(yáng)輻射熱被稠密的樹(shù)冠所吸收,樹(shù)冠吸收的輻射熱用于光合作用及水分蒸發(fā),綠地氣溫則比非綠化地帶低3℃~5℃,較有建筑物的地區(qū)要低10℃左右。寒冷季節(jié),樹(shù)木使風(fēng)速降低,氣溫不致降得過(guò)低。
樹(shù)木的根系從土壤中吸取水分,通過(guò)樹(shù)葉不斷地蒸發(fā)到空氣中,而使空氣濕度增加。一般來(lái)說(shuō),綠地的濕度比非綠地大10%~20%。
7)生物多樣性的營(yíng)建
濕地是重要的遺傳基因庫(kù),對(duì)維持野生物種種群的存續(xù)、篩選和改良具有重要意義。濕地在蓄水、調(diào)節(jié)河川徑流、補(bǔ)給地下水和維持區(qū)域水平衡中發(fā)揮著重要作用,是蓄水防洪的天然“海綿”。
1)培養(yǎng)群眾的生態(tài)文明觀念,促進(jìn)人與自然的和諧統(tǒng)一。澗河人工濕地的建設(shè),使區(qū)域內(nèi)廣大群眾充分認(rèn)識(shí)到建立生態(tài)文明、生態(tài)和諧社會(huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要性,使生態(tài)建設(shè)、保護(hù)綠地成為廣大群眾的自覺(jué)行為。
2)提升城市競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)又好又快發(fā)展。項(xiàng)目建設(shè)必將使整個(gè)婁煩縣城的生態(tài)環(huán)境得到良好的改善,極大地提高項(xiàng)目區(qū)社會(huì)環(huán)境競(jìng)爭(zhēng)力,創(chuàng)造良好的投資環(huán)境,使社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)又好又快發(fā)展,達(dá)到人民安居樂(lè)業(yè)的理想境界。
3)促進(jìn)太原人民飲水安全。項(xiàng)目建設(shè),可以改善澗河流域的生態(tài)環(huán)境,強(qiáng)化城市綠地與流域濕地的生態(tài)服務(wù)功能,涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì),使匯入省城太原飲用水源汾河水庫(kù)的水質(zhì)得到改善,促進(jìn)太原人民飲水安全。
4)提升居民生活質(zhì)量。澗河濕地建設(shè)可以調(diào)節(jié)城市生態(tài)平衡,拓寬居民戶外休憩空間,提高居民生活質(zhì)量,滿足城市居民回歸自然的物質(zhì)文化需求,創(chuàng)造良好生態(tài),有益群眾健康。