某河人工濕地生態(tài)修復(fù)工程措施

寇曉峰

（河南方正水利工程咨詢(xún)有限公司）

1 工程概況

某河人工濕地生態(tài)修復(fù)工程治理起點(diǎn)位于牧野大橋（30+980），終點(diǎn)位于小河口村（72+350），全長(zhǎng)41.37 km。工程主要建設(shè)內(nèi)容有：建設(shè)人工濕地，生態(tài)護(hù)岸，生態(tài)步道等內(nèi)容。某河道人工濕地生態(tài)修復(fù)工程的實(shí)施可以有效改善沿河生態(tài)環(huán)境，切實(shí)增加和改善環(huán)境基本公共服務(wù)供給，加快某市百城建設(shè)提質(zhì)工程建設(shè)，改善投資環(huán)境，帶動(dòng)周邊區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，社會(huì)環(huán)境效益顯著。

水環(huán)境綜合治理是通過(guò)修建蓄水建筑物抬高水面，利用現(xiàn)狀灘地建設(shè)人工濕地，通過(guò)生態(tài)方法對(duì)水體生態(tài)進(jìn)行修復(fù)，達(dá)到提升水質(zhì)、重現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的目的；另外，采用生態(tài)護(hù)岸形式改造現(xiàn)狀岸坡，既能有效減小水流和波浪對(duì)岸坡的沖蝕和淘刷，又能美化造景、維護(hù)生態(tài)環(huán)境；同時(shí)，在具有生態(tài)旅游開(kāi)發(fā)條件的某市區(qū)段河道灘地修建生態(tài)步道，增加游覽的趣味性，提升城市品位，發(fā)展周邊生態(tài)旅游經(jīng)濟(jì)。

2 生態(tài)修復(fù)治理思路

按照“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的水利工作方針，根據(jù)黨中央國(guó)務(wù)院和水利部部署的華北地下水超采區(qū)治理、鄉(xiāng)村振興、節(jié)水行動(dòng)、水利現(xiàn)代化建設(shè)等一系列工作，以河南省委省政府提出的提高水資源綜合利用效益，修復(fù)水生態(tài)，改善水環(huán)境，降低水災(zāi)害損失，實(shí)施“四水同治”的要求，對(duì)某河流域進(jìn)行生態(tài)治理。

按照“診斷精確、功能清晰、生態(tài)治理”的基本路線開(kāi)展項(xiàng)目的推進(jìn)工作。明確某河的水源及污染源情況、水環(huán)境及水生態(tài)狀況，并進(jìn)行最嚴(yán)格的水環(huán)境綜合分析評(píng)價(jià)；將某河生態(tài)治理劃分為以恢復(fù)河流生態(tài)健康穩(wěn)定的生態(tài)功能和以達(dá)到人水和諧、環(huán)境友好的環(huán)境功能兩大功能主體；通過(guò)種植高密度的水生植物，利用水生植物對(duì)N、P的吸收作用，以及植物和微生物在根際系統(tǒng)內(nèi)的協(xié)同凈化作用來(lái)凈化水質(zhì)。

3 水生植物修復(fù)技術(shù)

某河人工濕地生態(tài)修復(fù)工程中河岸大部分是硬化護(hù)岸和自然護(hù)坡，河岸多處植物稀疏、駁岸裸露，無(wú)法起到降解污染物的效果，破壞了河岸景觀，需進(jìn)行生態(tài)護(hù)坡建設(shè)。因此可大范圍增加挺水植物面積，并對(duì)當(dāng)前已種植挺水植物的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)種；針對(duì)藻類(lèi)容易聚集的河灣地區(qū)，在河灣處種植部分挺水植物。

3.1 浮葉植物群落

浮葉植物在淺水水體里有很好的凈化水質(zhì)作用，容易種植，并有一定的經(jīng)濟(jì)和觀賞效果，在一定季節(jié)可以作為重要的支持系統(tǒng)。大型浮水植物在光照和營(yíng)養(yǎng)鹽競(jìng)爭(zhēng)上比浮游植物有優(yōu)勢(shì)，有些種群的耐污性很強(qiáng)，是良好的凈化水質(zhì)選擇。配置如水浮蓮、萍蓬草等景觀效果好、凈化能力強(qiáng)的浮水植物；根據(jù)漂浮載體分散，固定放置于水面、參考水體的水面大小比例、種植床的深淺等進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中睡蓮因具有花葉品種多：紅色、黃色，白色，藍(lán)色等，花期長(zhǎng)：5-10 月均開(kāi)花，凈化效果好：不僅具備普通水生植物對(duì)水質(zhì)的凈化效果，對(duì)重金屬也有吸附凈化的作用，因此成為水面綠化浮葉植物的主要品種。但在河流生態(tài)系統(tǒng)中，由于水流的影響，浮葉植物的生長(zhǎng)容易受到限制，浮葉植物一般集中在河灣以及水流較緩地區(qū)。

3.2 原位修復(fù)技術(shù)

原位生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)是在遭受破壞的生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過(guò)在生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)內(nèi)激活水環(huán)境中土著的微生物，微生物被連續(xù)不斷的激活并且快速繁殖的技術(shù)，激活后水體中的PGPR 微生物總數(shù)約為原來(lái)的100 倍，其數(shù)量可達(dá)到105.00～108.00 cfu/ml。使其大量繁殖后再隨循環(huán)系統(tǒng)的水流進(jìn)入水體，從而豐富水體的生物群落，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)，并建立高效的食物鏈，改善水體的自?xún)艄δ堋?/p>

3.3 生態(tài)修復(fù)劑

生態(tài)修復(fù)劑通過(guò)微包覆技術(shù)制成的均勻顆粒。它能夠把這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)持續(xù)提供給環(huán)境中的PGPR 微生物，從而使得PGPR 微生物被激活并且快速繁殖。生態(tài)修復(fù)劑可完全被微生物利用，無(wú)二次污染。比表面積約為900.00 m2/m3，為PGPR微生物提供了較大的附著空間，提高了激活效率。

3.4 生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)

生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)具有以下共同特性：①能夠提供半封閉的內(nèi)部環(huán)境，可以放置生態(tài)修復(fù)劑，建立起PGPR激活平臺(tái)；②能夠?qū)崿F(xiàn)水流從外部環(huán)境到生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)內(nèi)部再到外部環(huán)境的自循環(huán)過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)水體中PGPR持續(xù)不斷的送入生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行激活，同時(shí)源源不斷地將激活后的PGPR投放到水體中的目的。原位修復(fù)技術(shù)主要操作方式為向受污染水體中投加微生物菌劑或微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑，或固化微生物令其緩慢釋放。投放復(fù)合微生物菌可以迅速降解底質(zhì)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，見(jiàn)效也較快，且易于操作目標(biāo)可達(dá)性分析。

3.5 各生態(tài)修復(fù)措施

某河人工濕地項(xiàng)目根據(jù)各生態(tài)措施基本原理，從環(huán)境影響、安裝難度、成本、后期維護(hù)、水體凈化效果和生態(tài)恢復(fù)能力等幾個(gè)方面進(jìn)行生態(tài)修復(fù)措施。

3.5.1 沿河道均勻布置曝氣機(jī)

溶解氧含量的提高是降解污染物，改善水質(zhì)的重要前提條件，通過(guò)曝氣充氧具有見(jiàn)效快，投資省，基本不占地的優(yōu)點(diǎn)，因此本方案設(shè)計(jì)在河道中均勻布置曝氣設(shè)施，維持水體溶解氧水平，同時(shí)擾動(dòng)河面，提高水體紊流程度，抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)。在保證溶解氧充足，曝氣機(jī)工作范圍覆蓋河道水域的前提下，根據(jù)河道景觀選擇合適的曝氣裝置。本次設(shè)計(jì)在河道中均勻布置曝氣設(shè)施，共100套。

3.5.2 水生植物群落構(gòu)建技術(shù)

水生植物群落是由生長(zhǎng)在水體淺水區(qū)和灘地的挺水植物、浮水植物和沉水植物構(gòu)成。挺水植物分布的水深在1 m左右，可短期耐受3 m 以上的水深；浮葉根生植物分布在挺水植物遠(yuǎn)岸一側(cè)，水深＜5.00 m 的亞沿岸帶；沉水植物全部莖葉沉沒(méi)在水下，對(duì)水深適應(yīng)性最強(qiáng)，通?？稍谒?.00 m 以?xún)?nèi)的范圍內(nèi)生長(zhǎng)。

依據(jù)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果，在植物選型和配置上考慮總氮、總磷去除率較高的植物種類(lèi)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者已篩選出多種能有效去除水體中氮磷的植物，如：蘆葦、香蒲、菖蒲、再力花、梭魚(yú)草和千屈菜等。香蒲對(duì)污水中氨氮、總氮、總磷去除率分別可達(dá)到87.40%、78.30%、88.00%。水蔥和菖蒲對(duì)污水中總氮的去除率超過(guò)85.00%，對(duì)水體中總磷的去除率超過(guò)70.00%。另外，茭白、千屈菜、菖蒲對(duì)氨氮去除效果較好；再力花、千屈菜、梭魚(yú)草對(duì)總磷凈化效果較好。同時(shí)，根據(jù)水位變化較大的特征，選擇再力花、黃花鳶尾、水蔥等適應(yīng)水深范圍比較廣的植物種類(lèi)。

這些植物種類(lèi)不僅有較強(qiáng)的水質(zhì)凈化能力，而且栽植后適應(yīng)環(huán)境快，花、葉觀景效果佳，因此在景觀區(qū)設(shè)計(jì)也大量使用。荷花和睡蓮的花、葉都有極佳的觀賞效果，適宜靜水環(huán)境，在設(shè)計(jì)中考慮水位變化比較小的池塘成片種植，以達(dá)到突出的景觀效果。沉水植物的選型上，狐尾藻對(duì)水位適應(yīng)性廣，在濕生地可以地被形式生長(zhǎng)，在淺水區(qū)以半沉水半挺水形式生長(zhǎng)，在深水區(qū)既可漂浮生長(zhǎng)又能沉水生長(zhǎng)；而且它耐寒性強(qiáng)，水體凈化效果良好，在長(zhǎng)江流域冬季呈半綠狀態(tài)，能夠填補(bǔ)冬季景觀空白，在景觀區(qū)設(shè)計(jì)中與挺水植物搭配使用。

某河道人工濕地生態(tài)修復(fù)工程設(shè)計(jì)河道及灘地內(nèi)共種植水生植物24.94 萬(wàn)m2，主要為蘆葦、香蒲、菖蒲、再力花、梭魚(yú)草、千屈菜、黃花鳶尾、水蔥、狐尾藻、苦草等。

3.5.3 水生動(dòng)物群落的構(gòu)建

某河人工濕地生態(tài)修復(fù)工程根據(jù)能量塔原理和食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)的物質(zhì)流動(dòng)原理，結(jié)合水體中的植物類(lèi)型與植物結(jié)構(gòu)，搭配腐食性、草食性、植食性、肉食性魚(yú)類(lèi)及其他水生動(dòng)物，充分利用動(dòng)植物之間的交互作用，促進(jìn)生物多樣性恢復(fù)，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，抑制藻類(lèi)爆發(fā)。水生動(dòng)物的修復(fù)應(yīng)當(dāng)遵循從低等到高等的進(jìn)化縮影修復(fù)原則開(kāi)展，避免系統(tǒng)不穩(wěn)定性。

當(dāng)植物生態(tài)修復(fù)和多樣性恢復(fù)后，開(kāi)展水系現(xiàn)存物種調(diào)查，根據(jù)情況選擇開(kāi)展修復(fù)工程，首先修復(fù)螺類(lèi)、雜食性蝦類(lèi)，待群落穩(wěn)定后，引入本地肉食性魚(yú)類(lèi)。本項(xiàng)目通過(guò)污染源頭治理、河道清理、生態(tài)修復(fù)等措施，保障某河水質(zhì)，以期能持續(xù)性實(shí)現(xiàn)近期污染物消減目標(biāo)及中遠(yuǎn)期河道水質(zhì)提升和水環(huán)境改善，打造水清、水美、水活、水樂(lè)的生態(tài)水域。

4 結(jié)語(yǔ)

某河人工濕地生態(tài)修復(fù)工程在控源截污的基礎(chǔ)上，根據(jù)具體河道水質(zhì)及周邊環(huán)境現(xiàn)狀，在河道均勻布置曝氣機(jī)、構(gòu)建水生動(dòng)植物群落，增強(qiáng)河道對(duì)環(huán)境的免疫和生態(tài)恢復(fù)功能。提高河道的水質(zhì)自?xún)裟芰Γ謴?fù)河道自然本源，恢復(fù)生境多樣性、生態(tài)連續(xù)性和系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性。