陳俊杰

（中節(jié)能鐵漢生態(tài)環(huán)境股份有限公司 廣東深圳 518000）

引言

自“十八大”以來(lái)，濕地保護(hù)已成為我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，濕地生態(tài)系統(tǒng)及水環(huán)境的健康程度，也將嚴(yán)重影響區(qū)域生態(tài)安全、飲用水安全及可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)污染源治理、自然岸線恢復(fù)、河湖水系連通、植被恢復(fù)、生態(tài)移民等手段，逐步恢復(fù)濕地生態(tài)功能，維持濕地生態(tài)系統(tǒng)健康，增強(qiáng)濕地碳匯功能，也是與國(guó)家“碳達(dá)峰、碳中和”政策相一致的。

本文以河南淇河濕地的生態(tài)修復(fù)與水質(zhì)保護(hù)工程實(shí)踐為例，研究濕地生態(tài)修復(fù)與水質(zhì)保護(hù)工程的組合技術(shù)，以期為城市河流濕地系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)和環(huán)境保護(hù)工作提供借鑒。

1 濕地概況及面臨問(wèn)題

1.1 濕地概況

淇河位于河南省鶴壁市，是鶴壁市的母親河、生命河。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程加快，出現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。淇河濕地屬河流型濕地，生態(tài)環(huán)境十分脆弱，過(guò)度的人為干擾、區(qū)域面源污染加重、濕地資源的不合理開(kāi)發(fā)利用、有害生物入侵等，導(dǎo)致了濕地系統(tǒng)的嚴(yán)重破壞。

淇河濕地位于淇河的中下游河段，濕地范圍內(nèi)現(xiàn)有：永久性河流濕地95.22hm2、洪泛平原濕地169.51hm2、地?zé)釢竦?.20hm2、水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)濕地4.83hm2。濕地補(bǔ)水水源主要包括：淇河天然徑流、區(qū)域自然降水、支流匯水與自然泉水等?，F(xiàn)狀河道生態(tài)流量為0.5m3/s，自然泉水流量約1.01m3/s，年均補(bǔ)水3800 萬(wàn)m3，汛期淇河流量可達(dá)80～300m3/s，水位達(dá)到108m～110m。

1.2 濕地面臨的問(wèn)題

淇河濕地屬洪泛區(qū)河流濕地，主要分布在淇河兩岸灘地，受季節(jié)性和汛期影響較大，生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，濕地面臨的主要問(wèn)題如下：

1.2.1 生態(tài)系統(tǒng)破壞嚴(yán)重

項(xiàng)目區(qū)周邊人口密集，受人類(lèi)開(kāi)發(fā)活動(dòng)、濕地水源補(bǔ)給條件不穩(wěn)定、濕地水位波動(dòng)幅度大等綜合因素影響，淇河濕地面臨生態(tài)功能退化、生物多樣性減少、自凈能力下降等問(wèn)題。部分河岸灘涂被開(kāi)墾，破壞了淇河的自然生態(tài)環(huán)境，也擠占了濕地空間；也有部分河灘被改造成魚(yú)塘，破壞了濕地整體結(jié)構(gòu)，甚至在夏季局部會(huì)發(fā)生水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，致使淇河濕地生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重影響。

1.2.2 潛在的面源污染

淇河流域范圍內(nèi)歷史遺留坡地礦山較多，部分地表裸露，水土流失嚴(yán)重。再加上濕地沿線村莊較多，農(nóng)藥、化肥、生活垃圾、家禽家畜糞便等形成面源污染，隨地表徑流匯入淇河，也對(duì)濕地系統(tǒng)水質(zhì)造成嚴(yán)重影響。

1.2.3 生態(tài)用水缺乏保障

淇河承擔(dān)著鶴壁市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鎮(zhèn)居民生活用水的功能，對(duì)濕地自然生態(tài)用水量有一定削減。特別是上游段，由于距離盤(pán)石頭水庫(kù)較近，區(qū)間徑流少，河道比降陡，河道難以蓄水，水生境較差，難以達(dá)到河道濕地正常生態(tài)需水量。

1.2.4 旅游開(kāi)發(fā)管理粗放

近年來(lái)城市近郊生態(tài)休閑旅游發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，每逢節(jié)假日及周末，濕地旅游的人數(shù)較多，游客主要集中在淇河沿線的河岸、灘涂、溫泉、濕地等景點(diǎn)區(qū)域，由于濕地整體規(guī)劃、策劃和開(kāi)發(fā)水平不高，配套基礎(chǔ)設(shè)施也比較落后，旅游組織管理粗放，游客環(huán)保意識(shí)不強(qiáng)，致使?jié)竦厥艿骄薮笥绊憽?/p>

2 濕地生態(tài)修復(fù)工程措施

隨著生態(tài)修復(fù)實(shí)踐的開(kāi)展和理念的更迭，水體生態(tài)修復(fù)從單一目標(biāo)線性治理，走向社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)的多目標(biāo)綜合協(xié)同治理。生態(tài)修復(fù)工程作為水系建設(shè)的長(zhǎng)效管理措施，具有風(fēng)險(xiǎn)大、周期長(zhǎng)、投資高、影響深遠(yuǎn)的特點(diǎn)[1]。

根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定及項(xiàng)目實(shí)際情況，對(duì)淇河濕地系統(tǒng)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。工程涵蓋：濕地生態(tài)保育區(qū)、宣教與生態(tài)休閑區(qū)、管理服務(wù)區(qū)等項(xiàng)目，主要工程內(nèi)容包括：水系修復(fù)40hm2、退耕還灘36.6hm2、植被恢復(fù)65.2hm2、濕地緩沖帶恢復(fù)10hm2、底泥疏浚32 萬(wàn)m3、林木栽植96 萬(wàn)株。建設(shè)濕地保護(hù)管理站、救護(hù)站等建筑物面積1.3 萬(wàn)m2；購(gòu)置生態(tài)監(jiān)測(cè)、環(huán)境評(píng)估與保護(hù)設(shè)施、儀器與設(shè)備等。

2.1 濕地底泥生態(tài)疏浚

外源污染物進(jìn)入濕地后沉積在底泥中，當(dāng)溫度升高后，底泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)逐步釋放出來(lái)，導(dǎo)致水體內(nèi)藻類(lèi)繁殖，水質(zhì)惡化，甚至出現(xiàn)水體富營(yíng)養(yǎng)化的“水華”現(xiàn)象。底泥生態(tài)疏浚是工程、環(huán)境、生態(tài)、濕地相結(jié)合的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，其目的是通過(guò)底泥的生態(tài)疏浚去除底泥所含的污染物，清除內(nèi)源污染，減少底泥污染物向水體的釋放量，并為濕地水生生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)創(chuàng)造有利條件。

疏浚時(shí)應(yīng)根據(jù)底泥分布狀況、基面標(biāo)高、土壤水運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、污染物釋放特征、沉水植物種屬類(lèi)型、生物學(xué)特性等綜合分析，采取恰當(dāng)?shù)氖杩７绞胶褪杩ＴO(shè)備。

2.2 生態(tài)緩沖塘凈化工程

對(duì)濕地沿線區(qū)域山嶺和坡地進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，減少水土流失，采取喬木、灌木、草皮相結(jié)合的立體綠化模式，形成生態(tài)隔離帶，利用荒廢的池塘或坑地構(gòu)建生態(tài)緩沖塘。生態(tài)緩沖塘是針對(duì)山坡地表徑流及農(nóng)田面源污染設(shè)立的生態(tài)凈化工程，利用緩沖塘攔截暴雨徑流，通過(guò)物理、化學(xué)以及生物過(guò)程使地表徑流中污染物得到凈化，降低水體中的化學(xué)農(nóng)藥、氮、磷、顆粒物的含量[2]。融入了生物降解自然法則，大大節(jié)省投資成本，生態(tài)效應(yīng)顯著。其工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 生態(tài)緩沖塘凈化工藝圖

2.3 人工濕地凈化工程

淇河濕地沿線分布著大量村莊，農(nóng)村污水處理設(shè)施尚未健全，無(wú)組織排放的生活廢水、生活垃圾、農(nóng)作物秸稈、農(nóng)田退水等在雨季隨地表徑流流入淇河濕地，會(huì)引起水體富營(yíng)養(yǎng)化和泥沙淤積。對(duì)濕地保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的村莊進(jìn)行環(huán)境綜合整治，針對(duì)村莊地表徑流和農(nóng)田退水形成的微污染河水進(jìn)行深度處理，對(duì)于削減濕地系統(tǒng)來(lái)水污染負(fù)荷具有重大意義。

利用河灘地、洼地、綠化用地等建立人工濕地水質(zhì)凈化工程，利用碎石濾料、水生動(dòng)植物和微生物構(gòu)成獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)物理、化學(xué)和生物協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化、功能提升和生態(tài)提質(zhì)[3]。植物選擇上，優(yōu)先考慮水質(zhì)凈化功能強(qiáng)的本地水生植物，如蘆葦、香蒲、荷、蓮等，增強(qiáng)濕地生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化能力。其工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 濕地凈化工藝圖

2.4 巖石開(kāi)采場(chǎng)生態(tài)修復(fù)工程

淇河流域范圍內(nèi)歷史遺留廢棄巖石開(kāi)采場(chǎng)較多，開(kāi)采后沒(méi)有及時(shí)恢復(fù)，面臨植被破壞嚴(yán)重、水土流失、生物多樣性下降及景觀異質(zhì)化嚴(yán)重等問(wèn)題。在治理過(guò)程中，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦尉坝^、土地資源價(jià)值、做好功能定位及項(xiàng)目策劃，在獨(dú)特的自然景觀基礎(chǔ)上加入人為景觀因素，改造成城市生態(tài)公園等具有教育意義的旅游景點(diǎn)[4]。通過(guò)礦山修復(fù)工程的實(shí)施，將采礦區(qū)的采坑和堆積的棄渣（尾礦）進(jìn)行平整和無(wú)害化處理，并進(jìn)行土壤改良、抗逆植被恢復(fù)，減輕水土流失、改善生態(tài)環(huán)境，減少因水土流失造成的農(nóng)田及濕地水質(zhì)污染。

3 人工濕地水質(zhì)凈化工程實(shí)踐

3.1 污染源分析

淇河濕地主要的污染源來(lái)自于地表徑流及次級(jí)河道支流。由于農(nóng)村污染源具有分散性，污水收集管網(wǎng)尚未健全，濕地沿線的村莊生活污水、生活垃圾、農(nóng)田面源污染等都會(huì)隨暴雨地表徑流進(jìn)入濕地，對(duì)濕地水質(zhì)造成嚴(yán)重的污染。選取濕地附近某村莊進(jìn)行人工濕地水質(zhì)凈化工程的實(shí)踐。

某村位于淇河左岸，生態(tài)濕地保護(hù)區(qū)東北角，排水系統(tǒng)基本上采用的是合流制排水。排水系統(tǒng)的建設(shè)缺少科學(xué)、合理的規(guī)劃，雨水通過(guò)現(xiàn)狀2 個(gè)DN800 混凝土管排入濕地。初期雨水?dāng)y帶的泥沙、有機(jī)腐殖質(zhì)等COD 及N、P 含量高，造成入河污染負(fù)荷高，濕地周邊易發(fā)生水體富營(yíng)養(yǎng)化。

3.2 處理規(guī)模及水質(zhì)控制目標(biāo)

人工濕地凈化工程處理對(duì)象主要為無(wú)組織排放的生活污水及雨水地表徑流。農(nóng)村生活污水排放量較少，并具有時(shí)段性特點(diǎn)，以餐廚生活污水為主，主要含有有機(jī)物及N、P 等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。設(shè)計(jì)處理規(guī)模根據(jù)村莊人口數(shù)量、可利用土地面積、濕地耐沖擊負(fù)荷能力及受納水體水質(zhì)目標(biāo)要求等因素，綜合考慮確定處理規(guī)模為500m3/d 設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）地表水Ⅳ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，人工濕地處理后再經(jīng)濱水植物凈化后進(jìn)入淇河濕地。

3.3 濕地凈化工程工藝設(shè)計(jì)

人工濕地凈化工程采用“強(qiáng)化預(yù)處理+人工濕地”組合處理工藝。預(yù)處理采用“調(diào)節(jié)沉淀池+兼氧池”工藝結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)沉淀池對(duì)來(lái)水進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，兼氧池池底布設(shè)曝氣設(shè)備，實(shí)行間隔曝氣，充分發(fā)揮兼氧微生物污水凈化作用。人工濕地采用“三級(jí)水平潛流濕地+植物砂濾池”結(jié)構(gòu)，布置在某村交通路以南，淇河以北的狹長(zhǎng)灘地內(nèi)，工程總占地2300m2，其中預(yù)處理單元占地800m2，人工濕地單元占地1500m2。

3.3.1 工藝流程圖

濕地凈化工程根據(jù)水流方向采用的主要工藝流程為：污水→格柵→調(diào)節(jié)沉淀池→兼氧池→配水渠→三級(jí)植物碎石床→砂濾池→出水。其工藝流程見(jiàn)圖3。

圖3 工藝流程圖

3.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)水量：500m3/d，總水力負(fù)荷q＝0.09m3/m2·d，調(diào)節(jié)沉淀池水力調(diào)節(jié)時(shí)間30h，兼氧池水力停留時(shí)間12h，兩者均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。濕地平均坡度1%～1.5%，碎石床厚度h＝1500mm，碎石料粒徑60mm～80mm，石英砂粒徑5mm～10mm，碎石床孔隙率約0.65～0.75。

3.3.3 主要建筑物

（1）調(diào)節(jié)沉淀池與兼氧池采用合體建設(shè)：總尺寸：B×L×H=20×40×2.0m，有效水深：H=1.2m～1.5m。兼氧池池底采用穿孔管均勻曝氣。

（2）植物碎石床：采取三級(jí)植物碎石床結(jié)構(gòu)形式的水平潛流人工濕地，有效水深1.0m～1.3m，濕地平均坡度：1.1%，布水方式采用配水渠穿孔墻均勻布水。濾料采用礫石、碎石、陶粒、礦渣等組合填料。

（3）植物砂濾池：有效水深1.2m，濕地平均坡度1.5%，砂石厚度1.5m。布水采用垂直潛流運(yùn)行方式，布水方式：PVC 穿孔管布水，平行布水，上部進(jìn)水，下部出水。

3.3.4 濕地防滲措施

人工濕地建設(shè)時(shí)應(yīng)進(jìn)行防滲處理，防滲措施根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥佬再|(zhì)和工程地質(zhì)情況，并結(jié)合施工條件、經(jīng)濟(jì)等多因素確定。本工程植物碎石床以及砂濾池底部均采用“二布一膜”土工膜防滲，上部設(shè)200mm 厚粘土保護(hù)層，確保防滲層滲透系數(shù)不大于10-6m/s。

3.4 濕地植物布置

水生植物具有強(qiáng)大的凈水功能，根系可以吸附有機(jī)污染物，向水體中輸送氧氣，根系分泌物還可以增強(qiáng)微生物活性，加快污水凈化能力。布置的主要濕地植物品種有：蘆葦、香蒲、千屈菜、鳶尾、水蔥、再力花、水生美人蕉等，既能凈化水體又能美化周?chē)h(huán)境。后期應(yīng)從水生植物日常及季節(jié)維護(hù)、魚(yú)類(lèi)群落結(jié)構(gòu)調(diào)整等角度進(jìn)行維護(hù)和管理，冬季及時(shí)收割枯死倒伏水生植物，修剪弱枝弱株，增強(qiáng)通風(fēng)透光，保證植物生長(zhǎng)質(zhì)量，形成具備長(zhǎng)效凈化能力的濕地生態(tài)系統(tǒng)[5]。

4 濕地保護(hù)配套工程

4.1 濕地監(jiān)測(cè)工程

生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)長(zhǎng)效工程，后期應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，開(kāi)展生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與適應(yīng)性管理，為生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期觀測(cè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也是后期績(jī)效評(píng)價(jià)、成效評(píng)估的關(guān)鍵。設(shè)立淇河濕地生態(tài)監(jiān)測(cè)中心，加強(qiáng)濕地的科研監(jiān)測(cè)工作，培養(yǎng)和引進(jìn)專(zhuān)業(yè)人才，建立科研管理體制，開(kāi)展相應(yīng)基礎(chǔ)性的科研，建立完備的科研監(jiān)測(cè)體系，為濕地的有效管理提供科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)濕地的持續(xù)健康發(fā)展。

項(xiàng)目建設(shè)濕地生態(tài)監(jiān)測(cè)中心1 處、生態(tài)定位監(jiān)測(cè)站2 處，設(shè)置生態(tài)定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)6 處、鳥(niǎo)類(lèi)觀測(cè)點(diǎn)8 處、鳥(niǎo)類(lèi)監(jiān)測(cè)樣線3 條、植物調(diào)查樣方12 個(gè)。濕地生態(tài)監(jiān)測(cè)中心建筑面積200m2，與科普宣教中心合并建設(shè)；每個(gè)生態(tài)定位監(jiān)測(cè)站建筑面積80m2，與保護(hù)管理站合并建設(shè)。生態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、鳥(niǎo)類(lèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布于項(xiàng)目區(qū)各分區(qū)內(nèi)。購(gòu)置相應(yīng)的生態(tài)定位、水文、氣象等科研監(jiān)測(cè)設(shè)備。

濕地生態(tài)監(jiān)測(cè)中心主要職責(zé)是：負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)濕地內(nèi)動(dòng)植物種類(lèi)及種群數(shù)量監(jiān)測(cè)、棲息生境等，包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整理、分析，制作動(dòng)態(tài)變化圖等，掌握項(xiàng)目區(qū)內(nèi)主要生態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)變化，為管理部門(mén)及時(shí)做出科學(xué)決策提供依據(jù)。

4.2 濕地保護(hù)管理中心工程

組建“河南鶴壁淇河生態(tài)濕地保護(hù)區(qū)管理中心”，負(fù)責(zé)淇河生態(tài)濕地保護(hù)區(qū)具體建設(shè)、保護(hù)、修復(fù)和管理工作。管理中心設(shè)在項(xiàng)目區(qū)的管理服務(wù)區(qū)，建筑面積1000m2，下設(shè)濕地保護(hù)部、科普宣教部和綜合辦公室等部門(mén)，并下設(shè)2 個(gè)保護(hù)管理站，開(kāi)展?jié)竦乇Ｗo(hù)工作。同時(shí)，在淇河兩岸各設(shè)1 條陸地巡護(hù)線，巡航線總長(zhǎng)15km。加大濕地保護(hù)區(qū)的巡護(hù)管理頻次，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和阻止破壞濕地的違法行為，并對(duì)濕地保護(hù)區(qū)旅游活動(dòng)進(jìn)行引導(dǎo)和管理。

4.3 現(xiàn)代化信息管理工程

為了更好地管理淇河生態(tài)濕地，分析濕地生境變化規(guī)律，為管理決策提供科學(xué)的依據(jù)，擬建立淇河濕地現(xiàn)代化信息管理系統(tǒng)，主要包括濕地生態(tài)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、濕地生態(tài)信息管理子系統(tǒng)和濕地生態(tài)決策支持子系統(tǒng)。結(jié)合現(xiàn)代監(jiān)控信息化系統(tǒng)，與遙感、地理信息系統(tǒng)（GIS）等技術(shù)相結(jié)合，充分發(fā)揮地理信息可視化技術(shù)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)視、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)展示、自動(dòng)報(bào)警，有效提升濕地管理現(xiàn)代化和決策科學(xué)化水平，為保護(hù)區(qū)管理人員、科研人員及觀光旅游等提供直觀數(shù)據(jù)成套系統(tǒng)[6]。

結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目通過(guò)底泥生態(tài)疏浚、植物生態(tài)緩沖塘、人工濕地污水凈化工程、廢棄巖石開(kāi)采場(chǎng)生態(tài)修復(fù)等系統(tǒng)化的環(huán)境治理及生態(tài)修復(fù)措施，有利于保護(hù)濕地水質(zhì)安全、恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)、營(yíng)造良好的水禽棲息生境、維持生物多樣性。

項(xiàng)目建成后還有利于保障市民身體健康，為市民提供有趣的休閑娛樂(lè)場(chǎng)所，增加市民了解濕地科學(xué)價(jià)值的天然博物館，為游客提供特殊風(fēng)韻的生態(tài)旅游景點(diǎn)。另外，還要處理好城市發(fā)展與濕地生態(tài)保護(hù)的功能銜接，達(dá)到城市建設(shè)與濕地生態(tài)保護(hù)長(zhǎng)效協(xié)同發(fā)展的目標(biāo)。