大連市英那河水庫濱庫生態(tài)隔離緩沖帶工程措施探析

孫墅隆

（大連市水利建筑設(shè)計(jì)院有限公司，遼寧 大連 116000）

1 工程概述

大連市英那河水庫是大連市的重要水源地之一，總庫容2.87 億m3，現(xiàn)狀每年向大連市供水1 億m3左右。塔大線在英那河水庫庫區(qū)北側(cè)橫穿庫區(qū)，203 省道在英那河水庫庫區(qū)東側(cè)濱庫南北向通過，兩條交通路均為連接庫區(qū)兩岸的交通要道。工程位置見圖1。

圖1 英那河水庫與塔大線、203 省道位置圖

通過現(xiàn)場查看，塔大線和203 省道兩側(cè)只有行道樹，車行道護(hù)坡以外的水庫區(qū)域生長有當(dāng)?shù)匾安?。兩條道路兩側(cè)的隔離緩沖帶范圍內(nèi)地形較為平坦，但土壤砂化嚴(yán)重，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，不能有效減少道路面源對英那河水庫水質(zhì)的污染。根據(jù)我國學(xué)者對濱岸緩沖帶在河道坡岸生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用研究[1-3]，緩沖帶由草本、灌木和喬木等植物與土壤、水體組成，能有效降低徑流的流量和流速，防止大量泥沙進(jìn)入水體，具有修復(fù)河道生態(tài)環(huán)境、穩(wěn)定坡岸的功能。通過建設(shè)英那河水庫濱庫生態(tài)隔離帶來改善英那河水庫水質(zhì)，促進(jìn)庫岸生態(tài)修復(fù)，可為類似工程建設(shè)提供參考借鑒。

2 建設(shè)必要性分析

2.1 英那河水庫水質(zhì)現(xiàn)狀

英那河水庫水質(zhì)已經(jīng)達(dá)到國家二類地表水的標(biāo)準(zhǔn)，總氮存在超標(biāo)問題[4]，英那河水庫作為大連市重要的飲用水水源之一，污染問題非常突出。2015 年在對英那河水庫29 項(xiàng)常規(guī)檢測項(xiàng)目中，總氮超地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)0.6 倍，水質(zhì)處于富營養(yǎng)狀態(tài)。

2.2 英那河水庫污染原因分析

（1）據(jù)資料顯示，氮主要來源于水庫底泥、農(nóng)業(yè)面源污染和生活污水污染。英那河水庫周邊有大量農(nóng)業(yè)用地，其中肥料及農(nóng)藥的使用造成庫區(qū)污染嚴(yán)重，含大量氮、磷等富營養(yǎng)化物質(zhì)，通過沖刷和雨水沖刷作用直接或間接排入英那河庫區(qū)，造成庫區(qū)水質(zhì)污染。

（2）英那河水庫庫區(qū)內(nèi)有203 省道、塔大線穿過并直接與水庫相連。由于水庫阻隔，203 省道、塔大線成為了水庫左岸與右岸之間的重要通道，交通繁忙、車流量大。機(jī)動車輛排放的污染物、車輛上掉落丟棄的垃圾以及車輛的輪胎等部件磨損產(chǎn)生的污染物大部分遺留在路面上。這些道路污染物在風(fēng)力及雨水等因素的作用下，最終進(jìn)入水庫，對水庫水質(zhì)造成嚴(yán)重污染。

（3）此外，槽罐車側(cè)翻事故也會導(dǎo)致有害物質(zhì)直接進(jìn)入水體而導(dǎo)致水污染事件，對當(dāng)?shù)鼐用裆钇鹁釉斐闪藰O大影響，甚至導(dǎo)致區(qū)域多日暫停取、供水現(xiàn)象，對社會穩(wěn)定造成一定威脅。一般來說，這種事故不會對土壤造成大面積污染。但當(dāng)?shù)缆肪嗨幢Ｗo(hù)地、生活飲用水源和水產(chǎn)養(yǎng)殖水體較近時，將會對水庫水質(zhì)造成較大的污染甚至可能造成難以控制的局面，成為水庫水質(zhì)安全的一大隱患。

（4）塔大線及203 省道橫穿英那河水庫，道路硬質(zhì)護(hù)坡與庫區(qū)水源直接相接，植物層次單一，沒有可供各類生物棲息的空間，不能形成完整的生態(tài)系統(tǒng)來完成生物化學(xué)自凈過程，從而產(chǎn)生水庫水質(zhì)問題。

3 水污染防治措施

大連市英那河水庫濱庫生態(tài)隔離緩沖帶工程分為塔大線段、203 省道西溝段、203 省道小甸子段，共三段子項(xiàng)目，其工程區(qū)位于莊河市塔嶺鎮(zhèn)的塔大線、203 省道西溝段及203 省道小甸子段的英那河水庫沿岸，屬于英那河水庫水源地一級保護(hù)區(qū)。為了保護(hù)英那河水庫水質(zhì)不受污染，可以采用砂槽、生態(tài)屏障及護(hù)岸工程等綜合措施。

3.1 增設(shè)砂槽

據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)生道路突發(fā)事故危險的貨車主要有化工液罐車、油罐車、自卸車等種類，其中自卸車多裝載固體貨物，側(cè)翻后對水庫水質(zhì)影響較小，而化工液罐車及油罐車一旦發(fā)生側(cè)翻等事故，運(yùn)輸物會發(fā)生泄漏，并迅速向四周流淌、擴(kuò)展。砂槽可有效阻隔吸附污染物、截留雨水中攜帶的污染物，污染之后只要更換砂槽中的砂即可重新發(fā)揮作用。同時，砂槽的寬度又為處理突發(fā)事故增加了處置空間。

3.2 生態(tài)屏障

生態(tài)屏障區(qū)的規(guī)模決定著過濾面源污染的效果、綠化的景觀效果甚至處理突發(fā)事故的空間大小，同時也決定著工程量的多少。生態(tài)屏障區(qū)的規(guī)模主要由其寬度及高度決定。

（1）生態(tài)屏障區(qū)寬度

緩沖帶的寬度應(yīng)保證傾瀉的貨物不會越過緩沖帶進(jìn)入水庫。以20 m3的油罐車計(jì)算，假設(shè)全部油隨著油罐車側(cè)翻都流到緩沖帶上，形成角120°的扇形區(qū)域，由于緩沖帶上種有植物，地面為粗糙地面，即最小物料層厚度為0.025 m[5]，計(jì)算可知泄漏半徑為27.6 m。同時考慮工程隔離路面面源污染的目的及清除水庫內(nèi)沉積物和景觀需求，最終確定緩沖帶的寬度為30 m，生態(tài)屏障區(qū)的寬度則為緩沖帶寬度除去砂槽區(qū)寬度。

（2）生態(tài)屏障區(qū)高度

生態(tài)屏障區(qū)高度高于庫水位才能阻止污染物進(jìn)入水庫污染水體。由水位頻率分布曲線圖（圖2）和水位頻率分析表（表1）可知，2005 年～2017 年英那河水庫正常高水位79.10 m，出現(xiàn)的頻率為0.05%，所以設(shè)計(jì)緩沖帶平臺的高程為79.10 m，其上水頻率為0.05%，小于5%，滿足絕大部分時間過濾道路面源污染、防止道路突發(fā)事件導(dǎo)致有害物質(zhì)直接進(jìn)入水庫水體的功能。

圖2 英那河水庫2015 年～2017 年水位頻率分布曲線

表1 英那河水庫水位頻率分析表

3.3 護(hù)岸工程

護(hù)岸位置處于水庫水源中，為保證水質(zhì)安全，防止水位變化或沖刷引起的土壤流失，生態(tài)隔離緩沖平臺岸坡坡度為1∶3，并對岸坡進(jìn)行防護(hù)處理，防護(hù)采用綠濱墊護(hù)坡及固濱籠護(hù)腳。

3.4 植物工程

緩沖帶的植物要能有效過濾公路面源污染、防止空氣中的粉塵隨風(fēng)進(jìn)入水庫并形成景觀帶。因此，植物采用高棵喬木以及灌草類植物混合栽植，以近自然林的植株密度，實(shí)現(xiàn)對污染物的隔離緩沖作用。由于項(xiàng)目區(qū)在庫區(qū)內(nèi)，種植選擇耐淹性強(qiáng)的植物，所選喬木和灌木能耐長期（3 個月以上）的深水浸淹，當(dāng)水退后生長正常或略帶衰弱，樹葉有黃落現(xiàn)象。結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，所選植物有垂柳、旱柳、紫穗槐、杞柳和水庫庫區(qū)的自有草本植物，如水蓼、苘麻、蒼耳、狗尾草、三棱草等。

4 工程實(shí)施

4.1 工程設(shè)計(jì)

英那河水庫濱庫生態(tài)隔離緩沖帶分為三個區(qū)域，從現(xiàn)有道路護(hù)坡向水庫內(nèi)依次為砂槽區(qū)、生態(tài)屏障區(qū)及護(hù)岸工程區(qū)。主要工程布置如下：

砂槽區(qū)：靠公路側(cè)2 m 寬為過渡區(qū)。砂槽區(qū)總寬度為4 m，砂槽寬度2 m，深度0.5 m，每延米應(yīng)急突發(fā)處置容量為1 m3。區(qū)內(nèi)砂槽一側(cè)種植灌木，品種為紫穗槐和杞柳。

生態(tài)屏障區(qū)：寬度26 m，平臺高程79.1 m。從砂槽灌木隔離帶至岸坡邊緣的生態(tài)屏障區(qū)全部采用喬木，以垂柳和旱柳帶的形式品字形栽植2.5 m×2.5 m，過濾和沉淀水體污染、攔降空氣粉塵。

護(hù)岸工程區(qū)：護(hù)岸工程區(qū)為生態(tài)隔離緩沖帶平臺岸坡的綠濱墊生態(tài)護(hù)坡，坡度1∶3。

整個緩沖帶采用自然生長的原始草本物種，如水蓼、苘麻、蒼耳、三棱草等，協(xié)助喬木起到緩沖帶作用。

4.2 工程概算

本工程總投資1464.31 萬元，其中工程部分投資1433.53萬元，環(huán)評水保部分投資30.79 萬元。工程部分投資中：建筑工程投資1185.12 萬元，臨時工程68.21 萬元，獨(dú)立費(fèi)用111.93萬元，預(yù)備費(fèi)68.26 萬元。

4.3 效益評價

4.3.1 生態(tài)效益

英那河水庫濱庫生態(tài)隔離緩沖帶的建設(shè)能夠促進(jìn)水庫的生態(tài)恢復(fù)，長勢良好的植被及水生植物，能降低水流對土壤的侵蝕，加強(qiáng)水庫的水土保持；同時可以調(diào)節(jié)區(qū)域小氣候，降低洪澇災(zāi)害。項(xiàng)目的實(shí)施使得水庫與公路污染源相隔離，使進(jìn)入水體的污染物得到進(jìn)一步削減，解決流域內(nèi)的水污染問題，使得該區(qū)域居民的生活環(huán)境得到極大的提高。

4.3.2 經(jīng)濟(jì)效益

英那河水庫濱庫生態(tài)隔離緩沖帶的建設(shè)，可以提高水庫水質(zhì)，節(jié)省庫區(qū)水質(zhì)凈化的成本，同時提高沿線特色農(nóng)業(yè)效益和沿線休閑旅游業(yè)效益。生態(tài)林建設(shè)又能直接增加農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入，人工更新種植后可增加項(xiàng)目區(qū)活立木的蓄積量，增加林木價值。

4.3.3 社會效益

隨著項(xiàng)目的實(shí)施，可以減輕就業(yè)壓力，為農(nóng)村勞動力提供臨時就業(yè)機(jī)會。項(xiàng)目實(shí)施后，可以改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，提升周邊城市建設(shè)用地的經(jīng)濟(jì)價值，提高水庫周邊風(fēng)景區(qū)的品質(zhì)。

5 結(jié)語

大連市英那河水庫濱庫生態(tài)隔離緩沖帶工程位于大連市英那河水庫庫區(qū)內(nèi)，通過對穿庫區(qū)道路沿岸修建濱庫生態(tài)隔離緩沖帶，可構(gòu)建路面突發(fā)事故的處理空間，過濾道路的面源污染；同時還能綠化近岸、修復(fù)周圍生態(tài)環(huán)境，從而有效保護(hù)和改善英那河水庫的飲用水水質(zhì)，奠定應(yīng)對水庫污染突發(fā)事件的緩沖控制基礎(chǔ)，改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，促進(jìn)庫岸生態(tài)修復(fù)，保障英那河水庫供水安全，充分發(fā)揮其作為中心水源地的作用。項(xiàng)目的實(shí)施也會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益，使當(dāng)?shù)鼐用竦纳顥l件得到改善。