趙王河人工濕地構建方法初探

齊元田，汪宗華 ，張?zhí)K娟

（1.菏澤市水利局，山東 菏澤 274000；2.菏澤市洙趙新河流域工程管理處，山東 菏澤 274000）

人工濕地是自20世紀70年代發(fā)展起來的一種污水生態(tài)處理技術，是由人工建造和控制運行、與沼澤地類似的地面，將污水有控制地投配到經人工建造的濕地上，在污水沿一定方向流動的過程中，主要利用土壤，人工介質，植物以及微生物的物理、化學、生物協同作用，對污水進行處理的一種技術。人工濕地是一個綜合的生態(tài)系統，應用了生態(tài)系統中物種共生、物質循環(huán)再生原理，結構與功能協調原則，在促進廢水中污染物質良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產潛力，防止環(huán)境再次污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益。

1 河道人工濕地

目前河道人工濕地在我國應用實例還不多，有關河道人工濕地的機理研究才剛剛起步，理論基礎還很薄弱。如何有效利用現有河道改造成人工濕地，同時又不妨礙河道行洪要求；如何確保河道內水流有足夠的停留時間進行水質凈化；如何在汛期、非汛期保證河道內水流的穩(wěn)定性；如何確保濕地內水生植物的正常繁衍：這些都是需要深入討論的問題。

1.1 河道人工濕地的組成和凈化機理

河道人工濕地主要由自然土壤基質、適宜的水生植物、微生物群3部分組成。自然土壤，一方面為微生物的生長提供穩(wěn)定的依附表面，同時也為水生植物的生長提供載體和營養(yǎng)物質。當污水流經人工濕地時，土壤通過一些物理和化學途徑，如：沉淀、過濾、吸收、離子交換等，來凈化水中的N、P等營養(yǎng)物質。水生植物是人工濕地中最重要的一項，主要作用是吸收污染物質和促進微生物的生長。河道人工濕地中的微生物是極為豐富的，也是污水凈化的主要執(zhí)行者，通過微生物的分解和合成代謝作用，能有效去除水體中的有機污染物和營養(yǎng)物質，達到對水質的凈化作用。

1.2 河道人工濕地的構建方法

因國家最嚴格土地管理制度的限制，進行大規(guī)模開挖、擴展河道寬度，形成大面積、區(qū)域性人工濕地非常困難，且投資巨大。而選擇合適的河道，利用河道現狀，對灘地進行適當整治，構建小規(guī)模的河道人工濕地，則有投資小、操作簡單、運行費用低等優(yōu)點。

河道人工濕地為保障汛期河道的行洪要求，只對二灘進行整治，種植各種水生植物。主河槽主要用于汛期行洪，河道灘地進行適當調整，構筑生態(tài)浮島，既可增加水生植物的多樣性，又可延長水流在河道內的停留時間，達到最大凈化水質效果。在河道濕地出口的末端一般需要設置可調節(jié)水位的控制性閘或壩，根據季節(jié)、上游來水情況調整河道內水深，保證河道內水利的穩(wěn)定性和植物的生長；同時還要加強運行管理，對河道內水生植物定期進行清理，確保正常繁衍。

2 趙王河濕地工程

2.1 概況

趙王河屬于南四湖湖西水系洙趙新河流域重要支流，長期以來，隨著城鎮(zhèn)人口的增長和工農業(yè)的發(fā)展，水環(huán)境質量逐漸惡化。雖然近幾年隨著“一控雙達標”和“再提高”工程的實施，趙王河污染加重的趨勢得到了有效遏制，但現狀水質仍為地表水Ⅴ類。鑒于趙王河流域水環(huán)境治理現狀，建設趙王河人工濕地水質凈化工程是實現《南水北調東線治污規(guī)劃》對洙趙新河治污單元整治目標的必然要求。

2.2 構建人工濕地

趙王河人工濕地主要是利用京九鐵路至上海路段6 km的趙王河河道及兩側灘地。該段趙王河河道底部較為平整，兩側灘地寬約220 m，濕地總占地面積120 hm2?？紤]到現場地形條件，在滿足行洪功能的前提下，盡量少開挖土方，保持土方平衡?；诩夹g穩(wěn)定、經濟可行、管理方便的原則，綜合考慮水質凈化與生態(tài)保護相協調、環(huán)境效益和經濟效益并重、工程建設和產業(yè)結構調整相統一的原則，確定工程采用橡膠壩+生態(tài)滯留塘+表面流人工濕地+生態(tài)護坡的組合工藝。

通過在趙王河上海路附近建設橡膠壩，抬高河道內的水位，形成河道滯留塘。調整河道兩側的二灘灘地高程，種植蘆葦、蒲草、蘆竹、藕、蓮等多種水生植物，并在原河道堤壩基礎上建設生態(tài)護坡工程。濕地主河槽底部高程46.38 m，平均寬20 m，二灘高程47.8 m，橡膠壩全長150 m，位于濕地末端，正常擋水位48.0 m，主要用于趙王河被污染河水的截留導蓄，控制河道內水深，在河道內形成一定的容積，提高被污染河水在河道內的停留時間。在濕地內河堤兩側的生態(tài)護坡，長度為10.6 km，主要以植被恢復為主，有效利用植被根系的固土功能和控制面源污染功能。為增加濕地的布水均勻性，在河道二灘內修筑了大小不等的土筑島和S型通水走廊，同時，在一定區(qū)域進行開挖形成小范圍河道滯留塘，增加水流的停留時間，確保水質得到更充分凈化。趙王河人工濕地設計污水日處理能力2.5萬t。進入濕地內的水流凈化后排入下游河道，經洙趙新河最終匯入南四湖。

2.3 植物種植

按照耐污性、生長適應能力、根系發(fā)達程度及經濟價值和美觀價值的原則，根據濕地內水深的不同，選擇合適的水生植物。岸邊水深0～0.5 m的淺水區(qū)種植蘆竹、水芹、水蔥；1.0 m水深內種植蘆葦、香蒲、茭白；1.5 m水深內種植睡蓮、蓮、野菱；2.5 m水深內種植金魚藻、黑藻、枯草。

2.4 凈化效果

趙王河濕地主要接納東明縣、牡丹區(qū)南工業(yè)園區(qū)的達標廢水及菏澤城區(qū)生活污水處理后排放的中水，濕地進出口安裝了在線水質檢測系統，實時對水質進行檢測。水質處理規(guī)模每天可達 2.5萬 t，進水水質 COD50 mg/L，氨氮 5 mg/L，出水水質COD20 mg/L，氨氮1 mg/L。濕地一次蓄水可達85萬m3，水流進入濕地后停留32 d，凈化后的水質達到地表水Ⅲ類水質后排入洙趙新河，可以用于農田灌溉或工業(yè)用水。通過濕地凈化每年可削減COD 276.7 t，削減氨氮36.1 t。

2.5 社會效益

趙王河人工濕地工程以蘆葦、蒲草、蘆竹、藕、蓮、金魚藻等作為濕地植物，并進行優(yōu)化配置，在圍堰及道路兩側種植垂柳等景觀植物，構建景觀帶，不僅為水禽提供豐富的食物來源，也為水禽提供了棲息繁殖所必須的安全空間，對于增加河流生物的多樣性和生態(tài)系統的穩(wěn)定性、調節(jié)當地氣候具有重要意義，也成為菏澤市打造“生態(tài)菏澤、美麗菏澤”，堅持經濟發(fā)展和環(huán)境協調發(fā)展的典范。

3 結語

在環(huán)境日益惡化的今天，菏澤市把生態(tài)文明建設放在突出地位，努力建設美麗家園，極大地促進了菏澤市經濟、社會、環(huán)境的協調發(fā)展。趙王河人工濕地工程的建設方法亦可以為典型北方河流的濕地修復提供可靠的實踐經驗。