臨沂市武河濕地的設計及其水質凈化效果分析_人工濕地
導讀::人(ren)工濕(shi)地(di)(di)(di)是設計(ji)有特定目的(de)的(de)。通(tong)過合(he)理的(de)設計(ji)、施工、運(yun)行、管理。提(ti)高水質凈(jing)化能力。武(wu)河濕(shi)地(di)(di)(di)概況。武(wu)河濕(shi)地(di)(di)(di)位于臨沂市中(zhong)心南部。
關鍵詞:人工(gong)濕地(di),設計,水質凈化,武河濕地(di),臨沂市
1前言
人(ren)工(gong)濕地(di)(di)可以(yi)(yi)定義為(wei)(wei)由濕地(di)(di)植被、土壤及(ji)其相(xiang)關的(de)(de)微(wei)生物組成的(de)(de),通過合理(li)的(de)(de)設計、施工(gong)、運行、管理(li),以(yi)(yi)凈(jing)化水(shui)(shui)質等主要目的(de)(de),也同時致力(li)(li)于改善和保護現狀(zhuang)濕地(di)(di)的(de)(de)人(ren)工(gong)系(xi)(xi)統(tong)[1~5]。人(ren)工(gong)濕地(di)(di)與自然濕地(di)(di)在以(yi)(yi)下幾(ji)個(ge)方面(mian)存有區別:一方面(mian),人(ren)工(gong)濕地(di)(di)是設計有特定目的(de)(de)的(de)(de),主要用于改善水(shui)(shui)質、減少(shao)環(huan)境污(wu)染帶來(lai)的(de)(de)健康風險、發展(zhan)濕地(di)(di)旅游等;另一方面(mian),決策者對于人(ren)工(gong)濕地(di)(di)更關注其設計價值(zhi)(zhi),往(wang)往(wang)忽視其其他生態系(xi)(xi)統(tong)服務價值(zhi)(zhi);再次,人(ren)工(gong)濕地(di)(di)需要管理(li),為(wei)(wei)濕地(di)(di)植被和微(wei)生物提(ti)供生存環(huan)境。人(ren)工(gong)濕地(di)(di)以(yi)(yi)其高效的(de)(de)水(shui)(shui)質凈(jing)化能力(li)(li)以(yi)(yi)及(ji)較低的(de)(de)建設和運行管理(li)成本,博得了很多國家的(de)(de)青睞,在國際上得以(yi)(yi)快(kuai)速推廣[1,6,7]。
自從改革(ge)開(kai)(kai)放(fang)以來(lai),我國的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)社(she)(she)會(hui)(hui)經(jing)濟(ji)(ji)得以快(kuai)速發(fa)(fa)展(zhan)(zhan),城市化已經(jing)成為(wei)不可(ke)扭轉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)趨勢。水既是(shi)生命之(zhi)源(yuan)(yuan)(yuan),農業、林業、畜(chu)牧業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)命脈,同(tong)時也(ye)(ye)是(shi)城市賴以存在和(he)(he)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基礎(chu)性資源(yuan)(yuan)(yuan)。因(yin)水而(er)興,因(yin)水而(er)存人(ren)(ren)工(gong)(gong)濕地(di)(di),因(yin)水而(er)盛,因(yin)水而(er)名(ming),因(yin)水而(er)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)是(shi)我國很多(duo)(duo)城市的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共同(tong)特點。然而(er),水資源(yuan)(yuan)(yuan)匱乏(fa)(fa)和(he)(he)水資源(yuan)(yuan)(yuan)短缺正成為(wei)影(ying)響(xiang)(xiang)大多(duo)(duo)數城市進(jin)一步發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關鍵因(yin)素之(zhi)一[1,8]。伴隨著社(she)(she)會(hui)(hui)經(jing)濟(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不斷發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)和(he)(he)公眾生態(tai)保(bao)護(hu)意識的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不斷提高(gao),濕地(di)(di)生態(tai)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要性受(shou)到越來(lai)越多(duo)(duo)政府和(he)(he)人(ren)(ren)民的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關注[1]。然而(er),由(you)于(yu)缺乏(fa)(fa)一套(tao)較為(wei)成熟的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)程(cheng)設(she)計、施工(gong)(gong)、運行(xing)、管理(li)和(he)(he)價值評估的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)體系(xi),使(shi)得人(ren)(ren)工(gong)(gong)濕地(di)(di)在國內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)廣泛普及(ji)受(shou)到了一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)[1,4,6,8]。不僅如此(ci),建(jian)設(she)人(ren)(ren)工(gong)(gong)濕地(di)(di)需占用(yong)大面(mian)積(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)土地(di)(di),這對于(yu)很多(duo)(duo)用(yong)地(di)(di)日(ri)趨緊張的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)城市來(lai)說,是(shi)制約人(ren)(ren)工(gong)(gong)濕地(di)(di)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)另一個(ge)重要因(yin)素[1,7,8]。因(yin)此(ci),結合當地(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)社(she)(she)會(hui)(hui)經(jing)濟(ji)(ji)和(he)(he)生態(tai)環境特點,合理(li)設(she)計和(he)(he)建(jian)立人(ren)(ren)工(gong)(gong)濕地(di)(di),對于(yu)促(cu)進(jin)人(ren)(ren)工(gong)(gong)濕地(di)(di)在國內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)一步開(kai)(kai)發(fa)(fa),在保(bao)護(hu)生態(tai)環境的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)時實(shi)現社(she)(she)會(hui)(hui)經(jing)濟(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)協(xie)調(diao)可(ke)持續發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)也(ye)(ye)有(you)重要作用(yong)。
2武河濕地概(gai)況(kuang)
武(wu)(wu)河(he)濕(shi)地(di)位于臨沂(yi)市(shi)中心南部(bu)(bu),介于118°16′46′′E 和(he) 118°23′21′′E 以及 34°48′15′′N 和(he) 34°53′54′′N之間,面積(ji)2萬(wan)畝。武(wu)(wu)河(he)濕(shi)地(di)是(shi)1958年建(jian)成的邳(pi)蒼分洪道的一部(bu)(bu)分,自從1974年分洪以來就再未啟用。作為臨沂(yi)市(shi)的兩條排污河(he)道,陷泥河(he)和(he)南涑河(he)在此處(chu)匯入武(wu)(wu)河(he)濕(shi)地(di)。武(wu)(wu)河(he)濕(shi)地(di)周邊有28個(ge)行(xing)政(zheng)村,4.6萬(wan)人口。為進一步提升臨沂(yi)城的水(shui)環境質量,改善下(xia)游(you)水(shui)質,提高居民的生活(huo)環境,降低因環境污染引起的健康風險(xian),增(zeng)加農(nong)業有效灌溉面積(ji),發展濕(shi)地(di)旅(lv)游(you),提高公眾(zhong)的環保(bao)意識,臨沂(yi)市(shi)政(zheng)府投資1.03億元(yuan),建(jian)設武(wu)(wu)河(he)濕(shi)地(di)。
3武河(he)濕地(di)的工程設計(ji)
臨(lin)沂市水(shui)(shui)(shui)利(li)局(ju)、臨(lin)沂市水(shui)(shui)(shui)利(li)勘測設計院(yuan)、臨(lin)沂市環(huan)(huan)保局(ju)作(zuo)為牽頭單(dan)位(wei)(wei),聘請多位(wei)(wei)生態、環(huan)(huan)境、經濟、工(gong)程(cheng)、水(shui)(shui)(shui)利(li)、水(shui)(shui)(shui)文等方面(mian)的專家,參與了(le)武河濕地的工(gong)程(cheng)設計方案(an)的評價、改善、優化(hua)工(gong)作(zuo)。
3.1工(gong)程(cheng)設計原則
以保護和(he)(he)恢復濕(shi)地(di)資源(yuan)為前提,武河濕(shi)地(di)通(tong)過(guo)重建(jian)濕(shi)地(di)植被及其(qi)相(xiang)關(guan)的(de)微(wei)生(sheng)物系統來模擬(ni)自然(ran)濕(shi)地(di),通(tong)過(guo)植被的(de)吸收和(he)(he)微(wei)生(sheng)物的(de)降解,達到凈(jing)化水質、改善生(sheng)態(tai)環境的(de)目的(de)。
3.1.1 保留自然(ran)基(ji)底,最小化生態影響
自(zi)1974年(nian)最后(hou)一(yi)次(ci)分洪以來(lai),武河濕(shi)地(di)(di)經歷了近四十年(nian)的(de)自(zi)然(ran)(ran)恢復,濕(shi)地(di)(di)現(xian)(xian)狀植(zhi)被(bei)和(he)(he)(he)自(zi)然(ran)(ran)景觀(guan)(guan)(guan)良好。人工(gong)濕(shi)地(di)(di)的(de)設計和(he)(he)(he)建設是在保留現(xian)(xian)狀基底的(de)原(yuan)則(ze)下進行(xing)的(de)人工(gong)濕(shi)地(di)(di),盡量(liang)避免對現(xian)(xian)狀植(zhi)被(bei)和(he)(he)(he)自(zi)然(ran)(ran)景觀(guan)(guan)(guan)破壞,這將有助于改善動植(zhi)物的(de)棲(qi)息(xi)地(di)(di),營(ying)造植(zhi)被(bei)多樣性景觀(guan)(guan)(guan),增加濕(shi)地(di)(di)微地(di)(di)形(xing)的(de)自(zi)然(ran)(ran)曲(qu)線美,同時也減少了工(gong)程量(liang)和(he)(he)(he)工(gong)程投資。
3.1.2 功能多樣化原(yuan)則(ze)
武河濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)設(she)計(ji)建設(she)的主(zhu)要功(gong)能(neng)(neng)(neng)是凈化城市尾水、改(gai)善當地(di)(di)(di)居民健康狀(zhuang)況、增加農業(ye)有效灌溉面積、發展(zhan)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)旅游。然而(er),濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)的價(jia)值還遠遠不(bu)止這些。人(ren)工(gong)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)除了其設(she)計(ji)功(gong)能(neng)(neng)(neng)外,還具(ju)有濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)共有的一(yi)些生(sheng)態功(gong)能(neng)(neng)(neng),比如大氣調(diao)節(jie)、旱澇(lao)緩解(jie)、生(sheng)物多(duo)樣性保(bao)持、土壤形成等(deng)。這些潛在(zai)的生(sheng)態功(gong)能(neng)(neng)(neng)往往不(bu)被決(jue)策者(zhe)所關注,在(zai)保(bao)證濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)設(she)計(ji)功(gong)能(neng)(neng)(neng)的同時,將(jiang)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)的這些潛在(zai)生(sheng)態功(gong)能(neng)(neng)(neng)充分發揮出來,將(jiang)會進一(yi)步豐(feng)富濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)功(gong)能(neng)(neng)(neng)的多(duo)樣性,提高決(jue)策者(zhe)和公(gong)眾對濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)的認知度。
3.1.3 水(shui)流平穩原則
人工濕地(di)(di)的水(shui)位(wei)和(he)平穩(wen)的水(shui)流(liu)(liu)是(shi)關(guan)(guan)系到水(shui)質凈化(hua)的兩(liang)個重要因素(su)。基于武河濕地(di)(di)地(di)(di)形地(di)(di)貌(mao)和(he)植被的特點,合(he)理的設計(ji)和(he)布置水(shui)流(liu)(liu)控制單(dan)元,包括擋(dang)水(shui)壩、布水(shui)堰、節制閘、滯留塘、管(guan)理通道等。水(shui)流(liu)(liu)控制單(dan)元能(neng)(neng)夠有效避免濕地(di)(di)出(chu)現滯留區和(he)水(shui)流(liu)(liu)短路,在(zai)汛期及(ji)時排走洪水(shui),相(xiang)隔一定(ding)距離使水(shui)流(liu)(liu)重新布水(shui),確保(bao)水(shui)流(liu)(liu)最(zui)大程度(du)的流(liu)(liu)經濕地(di)(di)植物及(ji)相(xiang)關(guan)(guan)微(wei)生物群落,以確保(bao)濕地(di)(di)凈化(hua)水(shui)質的功能(neng)(neng)得(de)以最(zui)大程度(du)的發揮。
3.1.4 增強景觀美學原則
武(wu)河濕(shi)(shi)地(di)建設的(de)主要(yao)目的(de)之一是促進濕(shi)(shi)地(di)旅游、開展(zhan)濕(shi)(shi)地(di)教育。因而,在濕(shi)(shi)地(di)的(de)設計和施工過(guo)程中(zhong),要(yao)注(zhu)重提(ti)升濕(shi)(shi)地(di)美(mei)學價(jia)值(zhi)(zhi),打造濕(shi)(shi)地(di)生態景觀。武(wu)河濕(shi)(shi)地(di)設計有5座擋水壩(ba)、8個滯留塘、10處(chu)溢流堰、18座節制閘、20個濕(shi)(shi)地(di)處(chu)理單(dan)元(yuan)、39個生態島,以(yi)及13.44km的(de)濕(shi)(shi)地(di)管理通道(dao)網。盡管這(zhe)些濕(shi)(shi)地(di)控(kong)制單(dan)元(yuan)的(de)主要(yao)設計功能是調控(kong)濕(shi)(shi)地(di)內(nei)水流和水位(wei),但是在設計時要(yao)求兼顧其美(mei)學價(jia)值(zhi)(zhi)和景觀生態價(jia)值(zhi)(zhi),使這(zhe)些控(kong)制單(dan)元(yuan)在形狀、顏色、尺寸、曲線(xian),以(yi)及與植被搭配等(deng)方面(mian)體現多樣(yang)性,豐富濕(shi)(shi)地(di)景觀。
3.2 濕地(di)組成單元的(de)工(gong)程設(she)計(ji)及其功能
以上述設計(ji)(ji)原則(ze)為指導(dao),在(zai)充分調研現場地(di)(di)質、地(di)(di)形地(di)(di)貌、植被景(jing)觀等的基礎上,武河(he)濕(shi)地(di)(di)設計(ji)(ji)了一系(xi)列的功能(neng)單元(yuan),每個功能(neng)單元(yuan)都(dou)有(you)其(qi)特定的設計(ji)(ji)目(mu)的,包括擋水(shui)(shui)(shui)壩、滯留塘、溢流堰、節制閘、濕(shi)地(di)(di)處理單元(yuan)、生態島、管(guan)理通道等(圖(tu)1)。這(zhe)些功能(neng)單元(yuan)合理布置(zhi)、相互(hu)協調配(pei)合,對調控濕(shi)地(di)(di)內水(shui)(shui)(shui)流水(shui)(shui)(shui)位,避免形成滯水(shui)(shui)(shui)區(qu)和水(shui)(shui)(shui)流短路,加強濕(shi)地(di)(di)的美(mei)學(xue)價(jia)值和景(jing)觀生態價(jia)值等有(you)重要貢(gong)獻(表1)。

圖1武河(he)濕(shi)地設(she)計圖
Fig.1 Engineering design and its components of Wuhe Wetland
管(guan)理(li)通(tong)道: 沿(yan)著濕(shi)(shi)(shi)地內主(zhu)(zhu)河槽的(de)(de)一側,設計有13.44 km長(chang)的(de)(de)管(guan)理(li)通(tong)道(圖1A)。該(gai)通(tong)道主(zhu)(zhu)要(yao)起(qi)到控制水流(liu)的(de)(de)作用,并與濕(shi)(shi)(shi)地內的(de)(de)擋水壩和(he)溢流(liu)堰相配合(he)人工(gong)濕(shi)(shi)(shi)地,形成了濕(shi)(shi)(shi)地的(de)(de)20個處(chu)理(li)單(dan)元,使主(zhu)(zhu)河道的(de)(de)水流(liu)合(he)理(li)的(de)(de)分配進(jin)濕(shi)(shi)(shi)地。管(guan)理(li)通(tong)道同時也為(wei)濕(shi)(shi)(shi)地管(guan)理(li)人員、設備(bei)進(jin)出濕(shi)(shi)(shi)地,以及旅(lv)游(you)者(zhe)游(you)覽濕(shi)(shi)(shi)地提(ti)供方便(圖1A)。
生態島(dao):為豐富生物(wu)(wu)(wu)(wu)多(duo)(duo)樣性,濕(shi)地(di)不僅(jin)要為水生生物(wu)(wu)(wu)(wu)提供(gong)棲息(xi)地(di),同時(shi)也(ye)要為一些陸生生物(wu)(wu)(wu)(wu),如鳥類、昆蟲等提供(gong)棲息(xi)地(di)。武河濕(shi)地(di)利用平整濕(shi)地(di)基底時(shi)多(duo)(duo)余的(de)(de)土(tu),設計建設了39個不同形(xing)狀和大小的(de)(de)生態島(dao),島(dao)上大量(liang)栽植(zhi)以本地(di)種為主的(de)(de)植(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu),其主要目的(de)(de)是(shi)為陸生生物(wu)(wu)(wu)(wu)提供(gong)棲息(xi)地(di),提高濕(shi)地(di)的(de)(de)生物(wu)(wu)(wu)(wu)多(duo)(duo)樣性,合理利用濕(shi)地(di)內的(de)(de)土(tu)壤,減少(shao)工程投資,提升濕(shi)地(di)的(de)(de)美學和景(jing)觀價值(圖1B)。
溢(yi)流堰(yan): 根據武河(he)濕(shi)地(di)的(de)(de)地(di)形和水(shui)流特(te)點,設計建(jian)設了10處溢(yi)流堰(yan),其主要作用包括:首先是(shi)重新布水(shui),使水(shui)充(chong)分流經濕(shi)地(di),其次是(shi)避免形成死水(shui)區或水(shui)流短路,再次是(shi)讓水(shui)流經溢(yi)流堰(yan)時充(chong)分曝(pu)氣,提高水(shui)質(zhi)凈化能力,第(di)四是(shi)通過(guo)豐富溢(yi)流堰(yan)的(de)(de)形態(tai)多樣性(xing)及其形成的(de)(de)跌(die)水(shui)景(jing)觀(guan),增加濕(shi)地(di)的(de)(de)美學和景(jing)觀(guan)價(jia)值(圖(tu)1C)。
滯(zhi)(zhi)留(liu)塘:為(wei)緩解進(jin)水(shui)水(shui)流的(de)(de)沖擊(ji)力,充分沉(chen)降(jiang)水(shui)里的(de)(de)懸(xuan)浮物,并(bing)與溢流堰相配合,使水(shui)流每(mei)隔(ge)一定(ding)距離重新布(bu)水(shui),武河(he)濕(shi)地設計(ji)了8個滯(zhi)(zhi)留(liu)塘。通過在滯(zhi)(zhi)留(liu)塘里面(mian)栽植(zhi)菖蒲、蓮藕(ou)、蘆(lu)葦等濕(shi)地植(zhi)物,既提升了實地的(de)(de)水(shui)質凈(jing)化能力,同(tong)時也增加濕(shi)地的(de)(de)美學和(he)景觀價值(圖1C)。
表1武河濕地各組成單元的功能(neng)
Table.1. Functions of Wuhe Wetland components
功能 |
管理通(tong)道 |
生態島 |
溢(yi)流堰 |
滯(zhi)留塘 |
涵管涵閘 |
擋水壩 |
濕地(di)植被 |
處(chu)理單元 |
水質凈(jing)化(hua) |
+ |
+ |
+ |
+ |
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水流調控 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
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水位調節 |
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重(zhong)新布水 |
+ |
+ |
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景觀美學 |
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+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
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濕地管理 |
+ |
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生(sheng)物(wu)棲息地 |
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+ |
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生物多樣性(xing) |
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+ |
+ |
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減少投資 |
+ |
涵管(guan)涵閘: 基于武(wu)河濕(shi)(shi)地(di)(di)的微地(di)(di)形和地(di)(di)勢以(yi)及(ji)水(shui)流(liu)特(te)點(dian),武(wu)河濕(shi)(shi)地(di)(di)設(she)計建設(she)了7處涵閘和11處涵管(guan)(圖1D),其主要功能一是(shi)確(que)保水(shui)流(liu)能最大程度的流(liu)經濕(shi)(shi)地(di)(di),二是(shi)要盡量避免死水(shui)區(qu)和水(shui)流(liu)短路的形成(cheng),三是(shi)便于調控每個濕(shi)(shi)地(di)(di)處理單元的水(shui)位(wei)和水(shui)流(liu)。
擋水壩(ba)(ba):在河(he)道(dao)比降較大(da)的地(di)(di)(di)(di)(di)點設計(ji)建(jian)設了(le)5個帶閘(zha)擋水壩(ba)(ba)(圖(tu)1E),一(yi)方(fang)面(mian)(mian)是為了(le)防(fang)止(zhi)(zhi)因(yin)水流流速過(guo)快而降低了(le)濕(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)的水質(zhi)凈(jing)化能(neng)力,另一(yi)方(fang)面(mian)(mian)是防(fang)止(zhi)(zhi)濕(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)內(nei)水位過(guo)高而影響濕(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)植(zhi)被(bei)的健康生長,第(di)三是通(tong)過(guo)擋水壩(ba)(ba)擋水可以形(xing)成大(da)水面(mian)(mian)和(he)大(da)尺度(du)濕(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)植(zhi)被(bei)景(jing)觀(guan),在提(ti)升濕(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)美學價值(zhi)(zhi)和(he)景(jing)觀(guan)價值(zhi)(zhi)的同時(shi)人(ren)工濕(shi)地(di)(di)(di)(di)(di),也為各類濕(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)生物提(ti)供了(le)隱蔽的棲息(xi)地(di)(di)(di)(di)(di),第(di)四是汛期時(shi),通(tong)過(guo)開閘(zha)放水把洪水及時(shi)排(pai)除,保障了(le)濕(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)的安全。
植(zhi)被(bei)(bei): 濕(shi)地(di)植(zhi)物(wu)要以(yi)本(ben)地(di)種為主(zhu),這(zhe)樣一方面可以(yi)充分保證濕(shi)地(di)植(zhi)物(wu)的(de)適應性和(he)(he)成活率,另一方面可以(yi)降(jiang)低采購種苗的(de)成本(ben),第三是在植(zhi)被(bei)(bei)出(chu)現死亡時(shi)能夠及時(shi)更(geng)新替換。濕(shi)地(di)植(zhi)物(wu)要求盡量豐富,這(zhe)對于(yu)以(yi)下幾個(ge)方面有重要的(de)作用(圖1 F和(he)(he)G):
l 穩定(ding)濕地(di)基底,避免或減少死水(shui)區或水(shui)流(liu)短(duan)路的形成,使水(shui)流(liu)均(jun)勻(yun)分布(bu)到濕地(di)的各個處(chu)理單元;
l 吸收濕地內水中的碳、氮、磷、硫(liu)、重金(jin)屬等;
l 為(wei)微生物、魚類、鳥類等(deng)生物提供棲息地和食物;
l 濕(shi)地(di)植被在形狀、大小、顏色等方面(mian)的多樣性也(ye)為濕(shi)地(di)創(chuang)造了(le)美學價(jia)值;
l 濕地植物的生長也增加了生物量的生產能力(li)。
處理單元: 在(zai)實地(di)調研的基礎上(shang),以(yi)武河(he)濕(shi)(shi)地(di)地(di)形地(di)貌現狀(zhuang)為肌(ji)理,以(yi)工程措施平(ping)整濕(shi)(shi)地(di)處理單元的地(di)面,使(shi)濕(shi)(shi)地(di)處理單元在(zai)形狀(zhuang)上(shang)體現多樣(yang)性(xing),為濕(shi)(shi)地(di)植物的生(sheng)長、濕(shi)(shi)地(di)水質凈(jing)化(hua)提供平(ping)臺(tai)。
4 武河濕(shi)地水質凈(jing)化效果(guo)分析
武(wu)河(he)(he)(he)濕(shi)地(di)設計(ji)(ji)污水(shui)(shui)平均(jun)日處(chu)理能(neng)力(li)30萬噸,水(shui)(shui)在(zai)濕(shi)地(di)內的(de)停留時間為(wei)7天。在(zai)武(wu)河(he)(he)(he)濕(shi)地(di)兩個入水(shui)(shui)口(kou)和(he)出水(shui)(shui)口(kou)分(fen)(fen)別設立了一個監測(ce)站(M1,M2和(he)M3),監測(ce)來(lai)自陷(xian)泥河(he)(he)(he)和(he)南涑河(he)(he)(he)的(de)進水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)情(qing)況,及濕(shi)地(di)出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)情(qing)況(圖1)。選取(qu)CODcr、NH3-N、BOD、SS和(he)TP作為(wei)水(shui)(shui)質(zhi)分(fen)(fen)析因素。通過表(biao)2可(ke)以看出,武(wu)河(he)(he)(he)濕(shi)地(di)對(dui)CODcr、NH3-N、BOD、SS和(he)TP有著較高的(de)去除率,分(fen)(fen)別為(wei)84.8%、98.7%、81.6%、88.9%和(he)95.1%,均(jun)高于(yu)設計(ji)(ji)的(de)去除率(表(biao)2)網。實踐表(biao)明(ming),武(wu)河(he)(he)(he)濕(shi)地(di)不(bu)僅達(da)到(dao)了各項設計(ji)(ji)要求,而且在(zai)吸(xi)收氮、磷、鉀(jia)等方面還有著突出的(de)表(biao)現。
表2. 武河濕地水質(zhi)凈化(hua)效果
Table.2. Effects of wastewater treatment on Wuhe Wetland
分析因素(su) |
CODcr |
NH3-N |
BOD |
SS |
TP |
設計進水 (mg/l) |
≈60 |
≈20 |
≈20 |
≈25 |
≈20 |
陷泥河進水(shui) (M1) (mg/l) |
63.2a |
23.1 |
19 |
23.2 |
11.2 |
南涑河進(jin)水(M2) (mg/l) |
35.7 |
9.4 |
17 |
24.9 |
5.7 |
設計出(chu)水(mg/l) |
<10 |
<2 |
<5 |
<5 |
<2 |
出水(M3) (mg/l) |
7.5 |
0.21 |
3.31 |
2.67 |
0.41 |
設計(ji)去(qu)除率(lv)(%) |
83.3 |
90 |
75 |
80 |
90 |
實際去(qu)除率(%) |
84.8 |
98.7 |
81.6 |
88.9 |
95.1 |
注: a 表中檢測數值(zhi)來(lai)源(yuan)于自(zi)武河濕地建成以來(lai)的135次(ci)檢測結果的平均值(zhi)。
5結論與討論
通過(guo)分析武(wu)河(he)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)及(ji)運(yun)行(xing)情況(kuang),可以(yi)看出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)流(liu)(liu)(liu)(liu)調(diao)控(kong)是(shi)影響濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)凈(jing)化效(xiao)果的(de)(de)(de)關鍵因素。武(wu)河(he)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)設(she)(she)計(ji)建設(she)(she)有101個水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)流(liu)(liu)(liu)(liu)調(diao)控(kong)設(she)(she)施,基(ji)于武(wu)河(he)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)地(di)(di)形、地(di)(di)勢(shi)、水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)文、植被等特點的(de)(de)(de)基(ji)礎上,對這些(xie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)流(liu)(liu)(liu)(liu)調(diao)控(kong)設(she)(she)施進行(xing)合理(li)的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)和(he)布置,確保水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)流(liu)(liu)(liu)(liu)能(neng)夠充分流(liu)(liu)(liu)(liu)經(jing)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di),避免(mian)死水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)區和(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)流(liu)(liu)(liu)(liu)短(duan)路的(de)(de)(de)形成(cheng),控(kong)制濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)內的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)流(liu)(liu)(liu)(liu)和(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)位,從而達(da)到(dao)最好的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)凈(jing)化效(xiao)果。同時(shi),政府(fu)抽調(diao)專業技術人(ren)(ren)員和(he)管理(li)人(ren)(ren)員,成(cheng)立專門的(de)(de)(de)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)管理(li)機(ji)構,并配(pei)置相(xiang)應的(de)(de)(de)管理(li)設(she)(she)備,使(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)流(liu)(liu)(liu)(liu)調(diao)控(kong)設(she)(she)施能(neng)夠得到(dao)及(ji)時(shi)的(de)(de)(de)維護,為(wei)(wei)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)的(de)(de)(de)科學管理(li)和(he)良久(jiu)運(yun)行(xing)提供了(le)保證。通過(guo)分析武(wu)河(he)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)凈(jing)化效(xiao)果可以(yi)看出人(ren)(ren)工(gong)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di),武(wu)河(he)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)經(jing)過(guo)一段時(shi)間的(de)(de)(de)運(yun)行(xing),基(ji)本(ben)實現(xian)了(le)設(she)(she)計(ji)要求,可以(yi)高效(xiao)去除水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)CODcr、NH3-N、BOD、SS、TP等,在進水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)為(wei)(wei)V類(lei)或(huo)劣(lie)V類(lei)的(de)(de)(de)情況(kuang)下,出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)基(ji)本(ben)達(da)到(dao)了(le)III類(lei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)。
建(jian)(jian)(jian)設人(ren)工(gong)(gong)濕(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)需(xu)要(yao)占用(yong)(yong)(yong)大(da)量(liang)的(de)(de)土(tu)地(di)(di)(di)(di)(di)(di),這(zhe)對于目前(qian)土(tu)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)日趨緊(jin)缺的(de)(de)中國(guo)城市來說,是(shi)限制人(ren)工(gong)(gong)濕(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)推廣(guang)的(de)(de)一個主要(yao)因素。以武河濕(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)為(wei)例,占地(di)(di)(di)(di)(di)(di)共800公頃,是(shi)建(jian)(jian)(jian)設同等處理能力的(de)(de)污(wu)水處理廠所需(xu)土(tu)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)面積的(de)(de)40倍。然(ran)而,利用(yong)(yong)(yong)長期不(bu)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)河流故道建(jian)(jian)(jian)設人(ren)工(gong)(gong)濕(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)(di),對于很多濱水城市來說,不(bu)僅不(bu)會占用(yong)(yong)(yong)城市用(yong)(yong)(yong)地(di)(di)(di)(di)(di)(di),而且還提高了土(tu)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)的(de)(de)利用(yong)(yong)(yong)率,武河濕(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)便是(shi)一例。臨(lin)沂市武河濕(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)的(de)(de)案例研究表明,科學設計和建(jian)(jian)(jian)設人(ren)工(gong)(gong)濕(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)對于凈化城市尾水,改(gai)善沿線居民健康狀況,發(fa)展濕(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)生(sheng)態旅游,提升城市自然(ran)生(sheng)態環(huan)境質量(liang),實(shi)現社會經(jing)濟和生(sheng)態環(huan)境的(de)(de)協調可持續發(fa)展有著重(zhong)要(yao)的(de)(de)理論和實(shi)踐意義。同時也為(wei)人(ren)工(gong)(gong)濕(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)在國(guo)內更多城市的(de)(de)推廣(guang)普及起(qi)到了重(zhong)要(yao)的(de)(de)推動(dong)作用(yong)(yong)(yong)。
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