林曉霖,張錦娟,王 冠

(1.溫州市珊溪水利樞紐管理局,浙江 溫州 325000;2.浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 問(wèn)題的提出

珊溪水利樞紐位于溫州市飛云江干流中游河段,壩址以上控制流域面積1 529 km2,總庫(kù)容18.24億m3,可向溫州市提供每年13.4億m3清水,可供溫瑞平原及飛云江以南沿海地區(qū)的平陽(yáng)、龍港鎮(zhèn)等地區(qū),供水區(qū)內(nèi)受益人口280萬(wàn),將滿(mǎn)足溫州近期、遠(yuǎn)期用水之需。

黃坦坑是入庫(kù)河流之一,流域內(nèi)的黃坦鎮(zhèn)以農(nóng)業(yè)和畜禽養(yǎng)殖業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),生豬飼養(yǎng)規(guī)模大,沿河村、鎮(zhèn)缺乏污水處理設(shè)施,生產(chǎn)、生活污水直接排入黃坦坑,導(dǎo)致水體污染,現(xiàn)狀水質(zhì)為劣Ⅴ類(lèi)水,有機(jī)污染最為嚴(yán)重,氨氮、總磷超標(biāo)倍數(shù)可達(dá)20倍,直接影響珊溪水庫(kù)水質(zhì)。為了改善珊溪水庫(kù)水質(zhì),確保飲用水安全,在黃坦坑小流域開(kāi)展了水土保持生態(tài)清潔型小流域建設(shè)工程。

人工濕地是水土保持生態(tài)清潔型小流域建設(shè)工程的主要措施之一,當(dāng)大量的氮、磷等生物營(yíng)養(yǎng)元素流入水庫(kù)時(shí),將引起水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化。這些物質(zhì)同樣為大型水生植物生長(zhǎng)所必需,因此可采用流域內(nèi)建設(shè)濕地的方法將較高污染物(植物營(yíng)養(yǎng)鹽)通過(guò)濕地植物處理脫除大部分污染負(fù)荷[1-8]。

2 人工濕地設(shè)計(jì)[9]

2.1 黃坦坑濕地選址與總體布置

黃坦坑濕地位于黃坦坑河流入珊溪水庫(kù)庫(kù)區(qū)上游4 km處,面積合計(jì)1.60 hm2(24畝),為原有農(nóng)田改造而成。黃坦坑濕地處理系統(tǒng)由上游攔砂壩、擋水閘、攔污柵、引水渠、進(jìn)出口砂卵石濾池、濕地及下游擋水壩組成,總體布置見(jiàn)圖1。

圖1 黃坦坑濕地總體布置圖

2.2 水流控制

河道來(lái)水通過(guò)上游攔砂壩后,經(jīng)攔污柵攔截漂浮物后進(jìn)入引水渠,水流經(jīng)引水渠引流至濕地內(nèi)。為增加水流在濕地內(nèi)的停留時(shí)間,在濕地內(nèi)開(kāi)挖導(dǎo)流引水土溝,使水流實(shí)現(xiàn)繞流,增加水力滯留時(shí)間,提高濕地的去污效果。

為避免洪水期水流沖刷濕地植物,渠首設(shè)簡(jiǎn)易節(jié)水閘。渠水引至濕地處后自由漫流,各田塊內(nèi)水位通過(guò)修建攔水坎控制?？紤]到濕地內(nèi)植物的多樣性、植物種類(lèi)的合理空間搭配和季節(jié)交替搭配,攔水坎高度結(jié)合植物配置進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)水位超過(guò)攔水坎頂高程后,溢流至下一區(qū)塊,最后匯流至河道內(nèi)。

2.3 植物配置

植物在濕地中不但可以去除污染物質(zhì),維持濕地環(huán)境,同時(shí)也有構(gòu)筑景觀生態(tài)的價(jià)值,關(guān)鍵在于選擇和搭配適宜的植物。選擇濕地植物應(yīng)考慮植物的適應(yīng)性,根系生長(zhǎng)特性、分布范圍、枯枝落葉層、耐水濕能力、凈化和耐污能力,在兼顧觀賞價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí),還應(yīng)考慮植物生長(zhǎng)過(guò)程管理成本的問(wèn)題。

為了便于把握,將濕地劃分為2種類(lèi)型,再分別選擇植物。

(1)壟區(qū)。壟上種植耐水濕陸生植物,按高程從高到低及植物耐水濕強(qiáng)度依次種植池杉、水紫樹(shù)、沼地紫樹(shù)、落羽杉、納塔櫟等喬木,同時(shí)配置梔子花、南天竺、金鑲玉等灌木及麥冬、香根草等草本植物。

(2)溝區(qū)。土溝內(nèi)鑲嵌耐陰常綠水生植物,石菖蒲、水蔥等。

喬木栽植的規(guī)格,行距2 m(每壟種 1行),株距3 m,株行距為3 m×2 m,每667 m2種植110株。灌木栽植的規(guī)格,每2株喬木之間種2株 (叢),每667 m2種植220株(叢)。草本植物在溝內(nèi)種植。

3 濕地運(yùn)行效果

相關(guān)研究結(jié)果表明,有植物濕地系統(tǒng)春夏平均磷的去除率在60%以上,即使在冬季也能達(dá)到40%以上。濕地系統(tǒng)的去污效果與所種植的植物存在緊密聯(lián)系,濕地系統(tǒng)種植蘆葦、水蔥、茭白、草蒲、燈芯草等,去除氮磷為40%～60%,慈姑對(duì)總磷的去除為65%～68%,且對(duì)藻毒素有一定的去除作用,美人蕉、菖蒲等植物能吸收富集水體中30%的銅和錳,對(duì)鋅、鎘、鉛的富集也在5%～15%以上。水生花卉如再力花、黃菖蒲、梭魚(yú)草、千屈菜等植物,因它們的生物量比較大,資料表明對(duì)BOD和COD的去除率分別為50%～60%以上,對(duì)TN的去除率可達(dá)60%以上,去污能力是蘆葦?shù)?倍。

黃坦坑濕地自2009年5月份開(kāi)始通水運(yùn)行以來(lái),分別在濕地進(jìn)水段、濕地區(qū)域、濕地出水段設(shè)立了水質(zhì)采樣點(diǎn),監(jiān)測(cè)結(jié)果詳見(jiàn)表1。

表1 黃坦坑人工濕地進(jìn)出口水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果表mg/L

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,黃坦坑濕地處理污水的效果十分理想,對(duì)高錳酸鹽指數(shù)的平均去除率為2.35%、氨氮去除率為80.70%、總磷去除率為33.30%、總氮去除率29.20%。

4 結(jié) 語(yǔ)

實(shí)踐證明,黃坦坑人工濕地具有良好的去污作用和景觀效果,其運(yùn)行1 a來(lái),已開(kāi)始發(fā)揮其綜合效益。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,水庫(kù)在浙江省城鄉(xiāng)供水中的地位日益突出,而農(nóng)業(yè)及農(nóng)村生活面源污染對(duì)庫(kù)區(qū)水質(zhì)造成的威脅逐步加大,調(diào)查資料顯示,目前全省主要供水水庫(kù)中,絕大部分已經(jīng)進(jìn)入中、富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),考慮到面源污染分散、不易收集等特點(diǎn),人工濕地投資少,建設(shè)、運(yùn)營(yíng)成本低,處理效果理想以及其獨(dú)有的綠化環(huán)境功能等優(yōu)點(diǎn)使其成為一個(gè)非常理想的選擇,在浙江具有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景,黃坦坑人工濕地的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可為下一步全省水源地保護(hù)和小流域治理提供參考。

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