中小河流治理與濕地建設(shè)

濕地通過基質(zhì)吸附、水生植物吸收、捕捉吸附和微生物吸收轉(zhuǎn)化等作用有效地分解水體中的污染物。因此，人們有意識地通過建立濕地來處理污染的水體，并打算改善水質(zhì)。但是由于不同地區(qū)的氣候條件、水力負荷、污染負荷、基質(zhì)條件和社會經(jīng)濟背景存在著差異,采用的濕地工藝流程也有所不同。王文君和黃道明在總結(jié)國內(nèi)外河流生態(tài)修復(fù)研究進展的基礎(chǔ)上,提出應(yīng)依據(jù)各條河流的自身生態(tài)特點,量身定制河流生態(tài)修復(fù)方案。朝陽市第二牤牛河流域位于遼西北干旱缺水地區(qū),徑流量季節(jié)性變化明顯,枯水期嚴重缺水,汛期洪水泛濫。而且由于河道兩岸居民和企業(yè)的生活和工業(yè)廢污水直接排放入河道中,造成水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)嚴重,水環(huán)境污染問題亟需解決。因此,本文研究了適用于第二牤牛河的實際背景的旁側(cè)河流濕地建設(shè)技術(shù),并在喀左縣進行第二牤牛河河口濕地工程建設(shè),該工程有效地改善了第二牤牛河水質(zhì),是大凌河流域污染治理工程的重要組成部分。1建平縣第二牛河流域現(xiàn)狀遼寧省朝陽市第二牤牛河是大凌河一級支流,其上游分南北兩支,南支發(fā)源于遼寧省建平縣富山鎮(zhèn)張福店村牛河梁與凌源市萬元店鎮(zhèn)廟后交界處,北支發(fā)源于建平縣青峰山鄉(xiāng)孤家村長皋山,經(jīng)由喀左縣境內(nèi)公營子鎮(zhèn)、水泉鄉(xiāng)水泉村匯入大凌河。第二牤牛河總長48.1km,其中在建平縣境內(nèi)27.6km,喀左縣境內(nèi)20.5km;流域面積1084km2,在建平縣境內(nèi)726km2,喀左縣境內(nèi)358km2。河道平均比降0.814%,建平縣境內(nèi)比降為1.158%,喀左縣境內(nèi)比降為0.47%。該流域內(nèi)山多坡陡,石質(zhì)山較多,植被較差,水土流失嚴重,河流含沙量較大。第二牤牛河屬季節(jié)性河流,枯水期流量很小,正常年份河道水位不高,水流僅在狹窄的主河槽內(nèi)流過,而蘆葦、菖蒲等水生植物的生長需要0.3~0.6m的水深,水生植物在河灘上難以生長,汛期洪水泛濫成災(zāi),水生植物都被淹沒倒伏,濕地運行效果大打折扣。近年來,第二牤牛河流域污染嚴重,其主要原因是沿線建平縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民和企業(yè)的垃圾任意向河道內(nèi)傾倒,生活和工業(yè)廢污水多數(shù)都不經(jīng)處理直接排放到河道中。根據(jù)2011年朝陽市水資源公報,建平縣排放污水410萬t,喀左縣排放污水257萬t。根據(jù)喀左縣環(huán)境監(jiān)測站監(jiān)測報告顯示,CODcr超出地表IV類水標(biāo)準(zhǔn)接近成倍。而且隨著當(dāng)?shù)厝丝诘脑黾雍蜕鐣?jīng)濟的發(fā)展,排污總量還在不斷增加,加之近年來第二牤牛河河道徑流逐漸在減少,河道的自凈能力不斷降低,造成排污量遠大于河道納污能力,水污染問題突出,嚴重影響和威脅大凌河的水質(zhì)安全。2生態(tài)保護目標(biāo)喀左縣第二牤牛河河口濕地工程采用河流旁側(cè)濕地建設(shè)技術(shù),以降解污染物濃度,沉積截留上游河水的懸浮沉積物為目標(biāo),使第二牤牛河下游入大凌河河口處的水質(zhì)達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的IV類標(biāo)準(zhǔn)的總體目標(biāo),保護大凌河水質(zhì)安全,恢復(fù)和建立河流生態(tài)廊道和濕地景觀,實現(xiàn)建設(shè)濕地保護和宣教等能力,促進濕地資源的恢復(fù)與保護。3生態(tài)穩(wěn)定塘濕地的施工設(shè)計河流旁側(cè)濕地建設(shè)技術(shù)的工藝過程是:首先利用分隔堤將河道分為兩個功能區(qū)即行洪區(qū)和濕地修復(fù)區(qū),行洪區(qū)主要的功能是在汛期排出洪水。在工程區(qū)內(nèi)第二牤牛河河道修建一座截流壩,攔截河水抬高水位,保證沉淀塘、滯留塘、生態(tài)穩(wěn)定塘及表流濕地的需水要求和人工濕地水生植物的生長,截流壩在右側(cè)濕地區(qū)的頂高程低于左側(cè)行洪區(qū)的頂高程。在壩前形成濕地緩沖區(qū)和壩前沉淀區(qū),壩前沉淀區(qū)主要通過截流壩降低水流速度,增加水力停留時間,從而使河水中大的顆粒物得以沉降;在截流壩的下游修建二次沉淀區(qū),水通過壩頂流入二次沉淀區(qū),使進入濕地系統(tǒng)的河水中的懸移質(zhì)達到人工濕地系統(tǒng)進水的設(shè)計值范圍內(nèi);然后流入緩沖表流濕地進一步降低懸浮物,然后流入滯留塘濕地使進入濕地系統(tǒng)的河水水質(zhì)均勻穩(wěn)定,并給整個濕地系統(tǒng)的魚類在冬季提供存活的空間;在生態(tài)穩(wěn)定塘濕地使?jié)竦叵到y(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定后,流入功能表流人工濕地有效降解和去除污染物;最后進入末端自由表流濕地進行進一步凈化。末端自由表流濕地末端出水直接進入原河道。4公路灘地區(qū)喀左縣第二牤牛河河口濕地工程全部布置在喀左縣第二牤牛河公營子段1.2km的河灘地上,主要建設(shè)工程包括截流壩、人工濕地系統(tǒng)和河道分隔堤。4.1截流壩上游洪水區(qū)截流壩的結(jié)構(gòu)形式為漿砌石溢流堰型,堰體表面為鋼筋混凝土護面,坐落在砂礫質(zhì)基礎(chǔ)之上。截流壩在右側(cè)濕地區(qū)的高程低于左側(cè)行洪區(qū)20cm,為在運行期調(diào)節(jié)濕地區(qū)的水位,在截流壩的左側(cè)行洪區(qū)設(shè)置調(diào)節(jié)閘一座,在河流枯水期,閘門關(guān)閉,水流主要在截流壩右側(cè)漫過進入濕地區(qū),當(dāng)洪水來臨時,閘門開啟,洪水主要從截流壩左側(cè)進入行洪區(qū),降低濕地區(qū)水力負荷。4.2功能表流人工濕地人工濕地系統(tǒng)是整個濕地工程的核心部分。本工程運用生態(tài)穩(wěn)定塘等和表流人工濕地組合技術(shù),降解和去除污染物。人工濕地系統(tǒng)由壩前沉淀區(qū)、二次沉淀區(qū)、緩沖表流濕地、生態(tài)穩(wěn)定塘、滯留塘、功能表流人工濕地和末端自由表流濕地構(gòu)成。其中功能型表面流人工濕地起到主要作用,采用濕地底部具有填料的表流濕地系統(tǒng),自下而上為防滲層、填料層、種植層。由配水渠將河水引入濕地系統(tǒng)中,出水端設(shè)置導(dǎo)流墻,通過出水控制將出水匯入集水區(qū)后再進入末端自由表流濕地。人工濕地的表層選擇一些處理性能好,耐污能力強,成活率高,生長周期長,具有美觀及具有經(jīng)濟價值的水生植物,可與景觀建設(shè)結(jié)合起來。本工程濕地內(nèi)主要種植蘆葦、菖蒲、香蒲等植物。4.3水段河道布置河道分隔堤采用漿砌石重力壩式結(jié)構(gòu),將第二牤牛河工程區(qū)河道在截流壩至漫水橋段沿河流方向分為兩部分。右側(cè)河道為濕地區(qū),用于建造二次沉淀塘、滯留塘、生態(tài)穩(wěn)定塘和表流人工濕地等;左側(cè)河道為行洪區(qū),用作汛期洪水主要通道。當(dāng)汛期上游發(fā)生大暴雨時,河道行洪區(qū)連同河道濕地區(qū)共同宣泄洪水。5物種多樣性保護第二牤牛河公營子河段河流濕地工程的建設(shè),恢復(fù)了自然生態(tài)植被,有效地改善了河水的水質(zhì),而且將促進第二牤牛河水體中微生物和其它物種的逐步恢復(fù),還將為鳥類、魚類提供豐富的食物和良好的生存繁衍空間,對物種