南方圩區(qū)生態(tài)排水河道建設(shè)進(jìn)展研究

凡勝豪　韓冰

摘要 為加強(qiáng)南方圩區(qū)水環(huán)境的修復(fù)，降低農(nóng)田排水中氮磷對(duì)水體的污染，結(jié)合南方圩區(qū)河道特點(diǎn)，并綜合運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理，對(duì)作為農(nóng)田排水主要承泄通道的圩區(qū)河道進(jìn)行生態(tài)整治，從河道護(hù)坡工程建設(shè)、植被重建、景觀構(gòu)建、生態(tài)管理等方面著手，構(gòu)建符合流域及地域生態(tài)特征的河道水生態(tài)系統(tǒng)和河岸生態(tài)系統(tǒng)，將圩區(qū)河道建設(shè)為生態(tài)、高效、功能健全的排水處理系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)防治農(nóng)業(yè)面源污染和改善水環(huán)境的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 圩區(qū)；農(nóng)業(yè)面源污染；植被修復(fù)；景觀構(gòu)建

中圖分類號(hào) S26；TV854 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）08-02406-02

The Progress in the Construction of the Southern Polder Ecological Drainage River

FAN Shenghao et al

（Soil and Water Conservation Bureau of Liaoning Province， Shengyang， Liaoning 110003）

Abstract To reinforce the repairing of water environment in southern polder area and reduce the nitrogen and phosphorus pollution towards water in farm drainage， combining with the characteristic of southern polder area and comprehensively applying the principle of ecology， the paper takes ecological renovating towards the river as main discharge channel of farm drainage in polder area. The paper establishes river water ecosystem and riparian ecosystem according with basin and regional ecological characteristics， setting about aspects of establishing slope protection， reconstructing vegetation， constructing landscape and ecological management， which will develop a water drainage treatment system that is ecological， efficient and perfect， to achieve the goal of improving the water environment， preventing and curing surface source pollution of agriculture.

Key words Polder area； Surface source pollution of agriculture； Vegetation reconstruction； Landscape construction

日益嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染已經(jīng)成為水體富營(yíng)養(yǎng)化和水環(huán)境惡化的主要原因。2010 年我國(guó)公布的《第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)》顯示，2007年農(nóng)業(yè)污染源中總氮、總磷排放量分別為270.46 t和28.47 t，分別占總量的57.2%和67.4%，已經(jīng)成為氮磷排放的主要來(lái)源。農(nóng)田排水是農(nóng)業(yè)面源污染的重要來(lái)源，由于不合理的灌排管理和施肥，氮磷等大量污染物隨農(nóng)田排水直接進(jìn)入水系，導(dǎo)致水污染問(wèn)題加劇。南方圩區(qū)河網(wǎng)密布，圩區(qū)內(nèi)與圩區(qū)邊際分布有眾多大小河流，圩區(qū)河道作為農(nóng)田排水的主要承泄通道，面臨嚴(yán)重的水環(huán)境惡化和水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題[1-2]。

1 生態(tài)排水河道建設(shè)

結(jié)合南方圩區(qū)特點(diǎn)，綜合運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理，對(duì)圩區(qū)河道進(jìn)行生態(tài)整治，從河道護(hù)坡工程建設(shè)、植被重建、景觀構(gòu)建、生態(tài)管理等方面著手，構(gòu)建符合流域及地域生態(tài)特征的河道水生態(tài)系統(tǒng)和河岸生態(tài)系統(tǒng)，創(chuàng)造適宜河道內(nèi)水生生物生存的生態(tài)環(huán)境，形成物種豐富、結(jié)構(gòu)合理、功能健全的河道水生態(tài)系統(tǒng)。

1.1 生態(tài)型河道護(hù)坡工程建設(shè)

生態(tài)護(hù)岸是現(xiàn)代河道治理的發(fā)展趨勢(shì)，是融現(xiàn)代水利工程學(xué)、生物科學(xué)、環(huán)境學(xué)和美學(xué)等學(xué)科于一體的水運(yùn)工程，主要是利用植物或者植物與土木工程相結(jié)合的一種新型護(hù)岸形式，十分有助于河流水質(zhì)的改善。生態(tài)護(hù)坡包含護(hù)坡和生態(tài)兩方面，其具體內(nèi)涵為：在滿足行洪排澇要求的基礎(chǔ)上，保證岸坡穩(wěn)定，防止水土流失；它是一個(gè)開(kāi)放式的平衡系統(tǒng)，不斷與周圍生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)交換；它是一個(gè)動(dòng)力式的系統(tǒng)，水流對(duì)岸坡有沖刷作用，岸坡對(duì)水流有阻滯作用，岸坡生態(tài)系統(tǒng)是地表水與地下水交換的媒介；生態(tài)護(hù)坡是整個(gè)河道生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，與其他生態(tài)系統(tǒng)之間是互相協(xié)調(diào)、協(xié)同發(fā)展的，其生態(tài)功能好壞直接影響其他生態(tài)子系統(tǒng)功能的發(fā)揮。

農(nóng)業(yè)面源污染除了因?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的無(wú)序發(fā)展、缺少排污管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施等因素以外，一個(gè)重要的原因是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流域的河流生態(tài)系統(tǒng)缺乏管理，在河流水體與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)之間缺失良好的植被緩沖帶，導(dǎo)致河岸帶土壤侵蝕嚴(yán)重、河濱生境多樣性喪失、面源污染易直接入河等生態(tài)問(wèn)題。已有研究表明，河岸植被緩沖區(qū)在防治農(nóng)業(yè)面源污染、保持水土、保護(hù)和改善河流生境方面有著極其重要的作用。實(shí)踐證明，河流生態(tài)護(hù)坡技術(shù)對(duì)構(gòu)建河岸植被緩沖帶尤為重要。以往人們?cè)诤拥雷o(hù)岸建設(shè)過(guò)程中往往只考慮護(hù)岸工程的安全性及耐久性，故多采用干砌石、漿砌石、混凝土、預(yù)制塊等材料修筑硬質(zhì)護(hù)岸，隔斷了水生生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的聯(lián)系，導(dǎo)致河流失去原本完整的結(jié)構(gòu)和作為生態(tài)廊道的功能，進(jìn)而影響到整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，不利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和水土保持[1]。因此，做好河道的生態(tài)護(hù)岸工程對(duì)于保護(hù)河流生態(tài)環(huán)境、控制面源污染和營(yíng)造良好的景觀生態(tài)均具有十分重要的意義。

根據(jù)河流功能分區(qū)，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際需求，選用合適的護(hù)坡形式，且選型要與生態(tài)過(guò)程相協(xié)調(diào)，盡量使其對(duì)環(huán)境的破壞影響最小。在一些長(zhǎng)期未靠水的工程前，建設(shè)喬木、灌木、草皮相結(jié)合的生態(tài)防護(hù)體系，可阻止大水時(shí)對(duì)坡腳的沖刷。對(duì)于水流流速較快、沖淤演變劇烈的河段，可采用石籠結(jié)構(gòu)護(hù)坡技術(shù)，如格賓石籠等，代替已有的漿砌石護(hù)坡、混凝土護(hù)坡。對(duì)于已硬化的坡面（如混凝土、砌石護(hù)岸），可采用在其上覆土植被的方法達(dá)到生態(tài)治理的效果。若硬化堤坡較陡，在覆土?xí)r應(yīng)將堤坡放緩，以適于植被生存。對(duì)堤防防洪來(lái)說(shuō)，安全作用還要依靠覆土下面的護(hù)岸來(lái)發(fā)揮，覆土只起到恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)連續(xù)性的作用[2]。

1.2 生態(tài)型河道植被重建

濕地植物配置應(yīng)遵循植物多樣性原則，可選擇觀賞性好，并且有一定凈化功能的水生植物，營(yíng)造不同梯度的水生植物帶，豐富水景。

不同的濕地植物具有不同的生理功能與生長(zhǎng)速度，對(duì)污染物的吸收轉(zhuǎn)化能力和對(duì)不同污染物的適應(yīng)能力不同，具有不同的泌氧功能，導(dǎo)致不同的凈化能力。根據(jù)農(nóng)田面源污染物去除特點(diǎn)，對(duì)比不同植物對(duì)污染物的降解能力，從中篩選凈化能力強(qiáng)、抗逆性好的植物，為工程應(yīng)用提供參考，如表1所示[3]。

在植物種類的選擇上，要充分考慮所選植物的氮磷吸收能力，盡量選擇適宜本地區(qū)氣候環(huán)境的物種，同時(shí)不造成外來(lái)物種入侵。為了增強(qiáng)河道植物的污染物凈化能力和景觀效果，且有利于植物的快速生長(zhǎng)，一般選擇一種或幾種植物作為優(yōu)勢(shì)搭配栽種。根據(jù)環(huán)境條件和植物群落的特征，按一定比例在空間分布和時(shí)間分布方面進(jìn)行安排，使整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，最終形成穩(wěn)定可持續(xù)利用的生態(tài)系統(tǒng)工程。

水際邊緣地帶要選擇抗逆性好、管理粗放、植物根系發(fā)達(dá)、固土能力強(qiáng)的植物，比如香根草、百喜草等。人工污染較嚴(yán)重的河段或者郊區(qū)無(wú)污水管網(wǎng)的河段，要選擇環(huán)保效果好，能有效地消除氮磷、油污、有毒化學(xué)物質(zhì)的植物種類，以達(dá)到生態(tài)治河的目的，比如伊樂(lè)藻、狐尾藻、金魚(yú)藻、浮萍、美人蕉等。有種植槽或濕地的地方，可以根據(jù)水生植物適應(yīng)水深的情況配置多種水生植物，重構(gòu)水生植物、魚(yú)類、鳥(niǎo)類、兩棲類、昆蟲(chóng)類動(dòng)物的良好棲息場(chǎng)所，比如蘆葦、荷花等。

1.3 生態(tài)型河道景觀構(gòu)建

結(jié)合河道斷面形式和水流特征，將河道斷面分為常水位線以下、常水位至洪水位的區(qū)域和洪水位以上三部分，每部分按照自身特點(diǎn)和功能要求合理配置適宜的水生植物[2]。

在常水位線以下且水流平緩的地方，種植生態(tài)美觀的水生植物，其功能主要是凈化水質(zhì)，為水生動(dòng)物提供棲息場(chǎng)所。根據(jù)河道特點(diǎn)選擇合適的沉水植物、浮水植物和挺水植物，并按其生態(tài)習(xí)性科學(xué)配置，實(shí)行混合種植和塊狀種植相結(jié)合的形式。

常水位至洪水位的區(qū)域是河道水土保持的重點(diǎn)，其上植物的功能有固堤、保土和美化河岸作用，河坡部分以濕生植物為主，河灘部分選擇能耐短時(shí)間水淹的植物，河道植物的配置應(yīng)考慮群落化，物種間應(yīng)生態(tài)位互補(bǔ)，上下有層次，左右相連接，根系深淺相錯(cuò)落，以多年生草本和灌木為主體，在不影響行洪排澇的前提下，可種植少量喬木樹(shù)種。

洪水位以上是河道水土保持植物綠化的亮點(diǎn)，是河道景觀營(yíng)造的主要區(qū)段，結(jié)合小型濱水廣場(chǎng)、親水木棧道和生態(tài)駁岸的構(gòu)建，打造現(xiàn)代化的生態(tài)型景觀。植物群落的構(gòu)建應(yīng)選擇以當(dāng)?shù)啬茏匀恍纬善志坝^的樹(shù)種為主，物種應(yīng)豐富多彩、類型多樣，可適當(dāng)增加常綠植物比例，以彌補(bǔ)洪水位以下植物群落景觀在冬季蕭條的缺陷。這樣，水生植物與河邊的灌喬木呼應(yīng)配合，就形成了有層次的植物生態(tài)景觀[4]。

1.4 生態(tài)型河道管理

生態(tài)河道管理堅(jiān)持生態(tài)至上的理念，加強(qiáng)對(duì)河道中水生植物的管理與培育，及時(shí)防治病蟲(chóng)害。但由于河道植物系統(tǒng)最主要的功能是農(nóng)田排水達(dá)到無(wú)害化、資源化，所以在防治病蟲(chóng)害的過(guò)程中不可引入新的污染源，如農(nóng)藥等化學(xué)藥劑[3]。其作物的病蟲(chóng)害控制模式可參考農(nóng)作物的綠色病蟲(chóng)害防治方法：①清除害蟲(chóng)的非作物寄主（即所謂中間寄主）。②色板誘殺或驅(qū)避害蟲(chóng)。③應(yīng)用昆蟲(chóng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等，使害蟲(chóng)不能正常生長(zhǎng)發(fā)育，如影響幼蟲(chóng)脫皮、延期或提早化蛹、蛹畸形、成蟲(chóng)小型、卵不孵化等。④應(yīng)用害蟲(chóng)性外激素防治害蟲(chóng)。⑤應(yīng)用生物防治害蟲(chóng)。保護(hù)利用益蟲(chóng)等有益動(dòng)物以及應(yīng)用病毒制劑等微生物農(nóng)藥防治害蟲(chóng)。⑥應(yīng)用植物性農(nóng)藥（植物抽提物）防治（趨避作用、拒食、毒殺）害蟲(chóng)。

河道水生植物應(yīng)適時(shí)收割，河岸帶植物枯落物應(yīng)在24 h以內(nèi)及時(shí)清除，特別是優(yōu)先清除對(duì)污染物釋放率大的植物。入冬后，及時(shí)清理人工濕地上的殘留植物碎屑，防止因植物殘留而造成出水去除效率降低，甚至污染物的濃度升高，在進(jìn)入冬季冰凍期前切實(shí)做好河道水生植物的保溫措施[4]。

2 結(jié)論與展望

圩區(qū)河道作為農(nóng)田排水的主要承泄通道，同時(shí)也是排水的處理場(chǎng)所，面臨嚴(yán)重的水環(huán)境惡化和水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。從河道護(hù)坡工程建設(shè)、植被重建、景觀構(gòu)建、生態(tài)管理等方面著手，加強(qiáng)生態(tài)型河道建設(shè)，對(duì)修復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)，防治農(nóng)業(yè)面源污染，保持水土等有極其重要的作用。

（1）適用于圩區(qū)河道的護(hù)坡形式多樣，每種形式根據(jù)自身特點(diǎn)和功能的不同適用于不同類型的河道。在生態(tài)排水河道護(hù)坡工程建設(shè)時(shí)要注意與生態(tài)過(guò)程相協(xié)調(diào)，盡量使其對(duì)環(huán)境的破壞影響達(dá)到最小。

（2）在植物種類的選擇上，要充分考慮所選植物的氮磷吸收能力，盡量選擇適宜本地區(qū)氣候環(huán)境的物種，同時(shí)不造成外來(lái)物種入侵。為了增強(qiáng)河道植物的污染物凈化能力和景觀效果，一般選擇一種或幾種植物作為優(yōu)勢(shì)搭配栽種。

（3）結(jié)合河道斷面形式和水流特征，將河道斷面分為常水位線以下、常水位至洪水位的區(qū)域和洪水位以上三部分，每部分按照自身特點(diǎn)和功能要求合理配置適宜的水生植物。

（4）圩區(qū)水環(huán)境建設(shè)要將工程措施與非工程措施有機(jī)結(jié)合，將工程建設(shè)與養(yǎng)護(hù)密切聯(lián)系。河道管理堅(jiān)持生態(tài)至上的