濱海鹽堿地區(qū)人工濕地工程建設(shè)技術(shù)研究

張利珍，劉秀麗，王　　磊

（1.東營(yíng)市黃河三角洲城市水系與濕地研究所，山東 東營(yíng) 257091；2.東營(yíng)市城市管理局，山東 東營(yíng) 257091）

濱海鹽堿地區(qū)人工濕地工程建設(shè)技術(shù)研究

張利珍1，劉秀麗1，王磊2

（1.東營(yíng)市黃河三角洲城市水系與濕地研究所，山東 東營(yíng) 257091；2.東營(yíng)市城市管理局，山東 東營(yíng) 257091）

東營(yíng)市東八路人工濕地工程主要通過篩選當(dāng)?shù)啬望}物種，根據(jù)地形和濕地水深，種植挺水植物帶，形成表面流人工濕地系統(tǒng)，同時(shí)采取挖排堿溝、建設(shè)布水渠、生態(tài)浮床等水質(zhì)處理的強(qiáng)化措施，治理廣利河，使其出水水質(zhì)達(dá)地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，有效改善城市水生態(tài)環(huán)境，并改良土壤鹽堿化。

人工濕地；耐鹽堿植物；排堿溝；土壤改良

人工濕地是人工設(shè)計(jì)與建造的由飽和基質(zhì)、挺水與沉水植被、動(dòng)物和水體組成的用于污水治理的綜合生態(tài)系統(tǒng)。由于東營(yíng)市海拔相對(duì)較低，地勢(shì)較平坦，鹽堿的成分或密度較高，土壤含鹽量平均在17‰以上，雨水和黃河水把海拔較高地方的鹽堿淤積到此，土壤鹽漬化面積達(dá)376566hm2，占72.46%，成為濱海鹽堿地區(qū)。

1　東八路人工濕地概況

東八路人工濕地生態(tài)工程，屬于世界銀行GEF贈(zèng)款淮河流域國(guó)際海域污染防治項(xiàng)目，該項(xiàng)目位于廣利河下游，南北長(zhǎng)約3500m，區(qū)域總面積為582740m2，為東營(yíng)市面積較大、鹽漬化較重的區(qū)域。開發(fā)前，僅散生少量堿蓬及蘆葦，生物多樣性低，土壤孔隙度小，粘性大，返鹽嚴(yán)重，土壤的含鹽量在20‰以上，部分區(qū)域高達(dá)40‰左右，植物難以生長(zhǎng)。以廣利河河水作為東八路人工濕地的水源，廣利河是貫穿東營(yíng)市中心城區(qū)的主要排水河道，并在供水、排水、防洪和改善生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮著重要作用。據(jù)往年連續(xù)監(jiān)測(cè)，廣利河水質(zhì)COD、氯離子含量較高，且處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。

東八路人工濕地的建設(shè)寬度為500~650m，主要包括30~50m寬綠化景觀帶、200~300m寬水系濕地、100~150m寬山體綠化及30~100m寬排堿溝、潛流濕地和濕地樂園等，形成表流濕地與潛流濕地兩者的共存互補(bǔ)。通過種植植物，構(gòu)成表流濕地系統(tǒng)，河水中的絕大部分有機(jī)物被植物莖桿上的生物膜去除，利用現(xiàn)存的生產(chǎn)路、溝渠，分為串、并聯(lián)結(jié)合的三級(jí)表流濕地，其由南向北依次為一區(qū)、二區(qū)與三區(qū)。一區(qū)為深水區(qū)約98hm2，水深約 2.6m，保證夏季水溫適宜；三區(qū)為淺水區(qū)約105hm2，種植水生植物，同時(shí)形成若干水生植物島，保證凈水效果。潛流濕地，占地27hm2，即河水在土壤內(nèi)部流動(dòng)，均勻流過植物根區(qū)基質(zhì)層，通過“一級(jí)提升、二級(jí)布水”，進(jìn)行水質(zhì)處理與水位提高，并回流城市水系，實(shí)現(xiàn)城市水體的循環(huán)利用。

東八路人工濕地的處理規(guī)模在3~11月達(dá)7000m3/d，12月至翌年2月達(dá)25000m3/d。東八路人工濕地的進(jìn)水及出水水質(zhì)如表1所示。

表1東八路人工濕地的進(jìn)、出水水質(zhì)對(duì)比 mg/L

2　建設(shè)技術(shù)與措施

2.1排堿溝引水排鹽

東營(yíng)市地下水位較高，東八路以東的土壤含鹽量較高，且表層土壤易返鹽，不利于植物生長(zhǎng)。但濱海鹽堿極易溶于水，因此重鹽堿地可采取大水澆灌，水下滲后帶走表層的鹽堿，最后鹽堿水排入溝渠，使耕作層適宜植物生長(zhǎng)。因此在東八路人工濕地的建設(shè)中，采用在種植區(qū)中間開挖排堿溝的方式，降低土壤鹽堿化。排堿溝總長(zhǎng)度為1100m，上口寬11m，下口寬1.4m，深2.5m。由人工濕地北部的黃河路水系引水，先對(duì)種植區(qū)浸水7~8d（水深約10cm），土壤中的鹽分逐漸溶于水中，然后將水排入排堿溝，最后將溝內(nèi)堿水抽除，種植前共引水排鹽2次，抽排水量約為210 萬(wàn)m3。

2.2劃區(qū)起壟技術(shù)

根據(jù)東八路人工濕地的地形及區(qū)域大小，分成面積為10m×10m，8m×8m，6m×6m不同大小區(qū)塊，在每個(gè)區(qū)塊四周起壟，壟高25~30cm，寬30cm，既能有效儲(chǔ)水，節(jié)約資源，保持區(qū)塊的浸水深度，達(dá)到較好的排鹽效果，又利于及時(shí)排水，防止因土壤透水性差造成積水嚴(yán)重而影響植物苗期生長(zhǎng)。

2.3耐鹽堿植物的種植

水生植物多種多樣，一般以挺水植物為主，人工濕地中運(yùn)用較多的有蘆葦、燈心草、寬葉香蒲、美人蕉、鳳眼蓮等植物。蘆葦有發(fā)達(dá)的匍匐根狀莖，泌氧能力高于水蔥、黃昌蒲等水生植物，輸氧速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于由空氣擴(kuò)散所得氧量，抗逆性強(qiáng)。因蘆葦、香蒲適應(yīng)性強(qiáng)，可作為濕地植物修復(fù)受污染水體，被廣泛用于各地人工濕地建設(shè)。北京昌平濕地通過種植大量蘆葦用于凈化各種類型污水。目前人工濕地植物研究的重點(diǎn)已從鳳眼蓮轉(zhuǎn)移到蘆葦和香蒲上，蘆葦人工濕地處理城市生活污水能取得較高脫氮除磷的效果。另有研究表明，燈心草、香蒲人工濕地凈化污水能力可達(dá)到國(guó)家二、三級(jí)地表水標(biāo)準(zhǔn)。

東營(yíng)市作為沿海城市，土壤鹽度必作為一個(gè)重要指標(biāo)，因而在物種選擇時(shí)需考慮植物的耐鹽性。有研究表明，蘆葦能改良鹽堿地，在其生長(zhǎng)周期內(nèi)土壤電導(dǎo)率平均值降低了55.3%，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)考察與調(diào)研，選擇蘆葦、香蒲作為東八路人工濕地挺水植物的先鋒物種，他們通過吸收水、底泥中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素，抑制藻類生長(zhǎng)繁殖，截留水體中的懸浮物等，有效降低水體的混濁度、提高底泥中的溶解氧達(dá)到凈化效果。

東八路人工濕地種植區(qū)內(nèi)先用礦化度較低的水灌溉2~3個(gè)月，當(dāng)土壤含鹽量適宜時(shí)，開始進(jìn)行植物種植。首先采用帶土分根法栽植蘆葦，使其發(fā)芽期土壤保持半泥半水狀態(tài)（水深不超過5cm），原因是水深對(duì)水生植物發(fā)芽生長(zhǎng)至關(guān)重要，由于該區(qū)域以黏質(zhì)土壤為主，透水透氣性差，若水位長(zhǎng)期過高，導(dǎo)致水溫、土溫過低，蘆葦會(huì)慢慢枯萎，因此生長(zhǎng)期的水位保持在0.5~1.2m。前期進(jìn)行小面積試種實(shí)驗(yàn)后，種植蘆葦294000m2，香蒲53000m2，總種植面積達(dá)374000m2，不僅有效改善城市水環(huán)境，且有利于疏松土壤，減輕板結(jié)，增強(qiáng)透水透氣性，從而抑制鹽水上返。

3　東八路人工濕地運(yùn)行效果

自東八路人工濕地的南端布水渠，廣利河河水由南向北依次通過表面流濕地分區(qū)一、分區(qū)二、分區(qū)三，經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等處理過程，可有效削減廣利河中的污染物質(zhì)，CODCr去除量達(dá)425.5t/年，氨氮去除量達(dá)63.8t/年，達(dá)到出水水質(zhì)要求后繼續(xù)向北進(jìn)入黃河路水系，然后向東匯入溢洪河，最終入海。東八路人工濕地運(yùn)行以來(lái)，不但改善了廣利河水質(zhì)，起到涵蓄水源、調(diào)節(jié)水量、生態(tài)修復(fù)和補(bǔ)充地下水資源的作用，提供良好的城市水環(huán)境，同時(shí)改善了區(qū)域生態(tài)環(huán)境，減少和防止對(duì)海域的污染。在廣利河河水流經(jīng)東八路人工濕地時(shí)，可帶走土壤中的部分鹽分，同時(shí)植物改善土壤透水性，有效修復(fù)鹽堿地。

4　應(yīng)用前景

東八路人工濕地，利用當(dāng)?shù)啬望}植物凈化水質(zhì)，在工程應(yīng)用上取得了較好結(jié)果，具有增加綠地面積，耐沖擊，負(fù)荷強(qiáng)，維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在處理河水的同時(shí)還可以種草、養(yǎng)魚，增加收益，節(jié)約資源，保護(hù)生物多樣性，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，適合濱海鹽堿地區(qū)，為城市水污染治理提供依據(jù)，同時(shí)有助于探索出濱海鹽堿地區(qū)土壤改良、生態(tài)修復(fù)的新技術(shù)、新方法，具有極其廣闊的應(yīng)用前景。

（責(zé)任編輯崔春梅）

X703

B

1009-6159（2015）-12-0051-02

張利珍（1986—），女，工程師