淺談大凌河義縣段河道水生態(tài)治理修復(fù)技術(shù)

于宏濱

(遼寧省朝陽市雙塔區(qū)凌河保護區(qū)管理局，遼寧 朝陽 122000)

1 流域概況

大凌河屬遼西地區(qū)最大的河流，呈西東向徑流，流域內(nèi)植被較差，洪峰漲跌迅速，水土流失嚴(yán)重。大凌河義縣段66.4 km，流域面積2 262 km2，主槽寬300 m左右，水深0.2～1 m，坡度為1%，枯水季節(jié)有時斷流，多年平均徑流量1.57億 m3，年輸沙量1 370萬 t，年侵蝕模數(shù)1 340 t/km2。義縣屬于大陸性季風(fēng)性氣候，多年平均降水量為534.1mm，年蒸發(fā)量1 881.1 mm，平均濕度45%～81%，最大凍土深度1.30 m。

2 大凌河義縣段河道生態(tài)問題

近年來，隨著社會經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，沿河村屯居民對河道進(jìn)行非法占地耕作，原寬闊的大凌河河灘地受到嚴(yán)重破壞；河道不合理的采石、挖沙、取土、向河道傾倒垃圾，違章建筑、河道侵占、河流萎縮等問題日益突出，行洪能力逐步降低，河道生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)遭受到嚴(yán)重破壞。河道存在的一系列問題使河道水面狹窄，枯水期水面寬度不足60 m，河道灘地絕大部分都已沙化，生活污水、工業(yè)廢水的大量排入河道也造成了河道水體的污染，對義縣大凌河河道開展綜合整治工程非常重要[1-3]。

3 河道治理主要內(nèi)容

結(jié)合大凌河義縣段河道現(xiàn)狀地形地質(zhì)特征、植被分布情況及河道現(xiàn)狀利用情況，治理修復(fù)工程始點位于大凌河義縣段錦阜鐵路橋上游7km處，工程范圍河道長度4.8km，整治內(nèi)容包括河道清淤疏浚、生態(tài)環(huán)境修復(fù)、主河槽重點段石籠防護工程等，對限制河槽擺動、提高河道行洪能力、恢復(fù)河灘地生態(tài)系統(tǒng)、改善水生態(tài)環(huán)境具有積極意義。

4 治理工程中主要水生態(tài)修復(fù)技術(shù)分析

4.1 底質(zhì)改良技術(shù)

通過降低有害物質(zhì)含量、增加土壤中微量與常量元素以及改善底質(zhì)微環(huán)境，水體底質(zhì)改良技術(shù)能夠中和底泥內(nèi)的各種有機酸，在大凌河義縣段該治理工程中，可結(jié)合河道污染的實際情況，對河床底泥利用優(yōu)質(zhì)改良劑進(jìn)行拌合處理，底質(zhì)改良深度不低于20 cm。

4.2 清淤疏浚技術(shù)

對河道進(jìn)行河底清淤，清淤深度應(yīng)綜合考慮河道水生動、植物生存需要、河道枯水期最大洪水過流、枯水期河道生態(tài)需水量以及地下水補給河水的補給量等因素。此外，清淤深度還應(yīng)考慮主河槽枯水期的行舟要求、最終確定該工程河道清淤深度為現(xiàn)狀河底高程以下0.6～1 m。

4.3 原位凈化屏障

為解決大凌河沿岸排口出現(xiàn)的少量溢流或污水混流的問題，該生態(tài)示范段一期工程對直排入河點源污染利用原位凈化屏障實行有效攔截。通過將防污簾設(shè)置于點源污染排放口，在相對靜止水體中粉筆污染源。采用類似于生物接觸氧化床的填料和水生植物構(gòu)建立體浮島，充分利用填料數(shù)量大、附著生物種類多、比表面積大的特點，有效吸收污水內(nèi)的有機物與氮磷，增強水系統(tǒng)的自凈功能。針對河床與植物根系之間的空白區(qū)域放置水草填充，利用生物填料比表面積大、無需陽光的特點，為河流生態(tài)系統(tǒng)中微生物的繁衍、生長提供適宜場所?？紤]河流具體情況可以設(shè)置曝氣系統(tǒng)，在填料上創(chuàng)設(shè)好氧、缺氧、厭氧交替的生境空間，水體中的有機物附著于填料上，經(jīng)外部好氧細(xì)菌、內(nèi)部厭氧細(xì)菌的分解實現(xiàn)水質(zhì)凈化的目標(biāo)。

4.4 微生物降解技術(shù)

將產(chǎn)氣腸桿菌、光合菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌等多種菌群復(fù)合配置的微生物工程引入該生態(tài)示范段一期工程，可以有效降低水體中化學(xué)需氧量、總磷、總氮、亞硝酸鹽、氨氮等，提高水體的透明度與溶氧量，有效控制藍(lán)藻的生長以及分解硫化氫造成的異味。工程菌投放后可以形成大量附著于岸坡的原生態(tài)生物膜，對于水體中的游離磷此生物膜具有較好的吸收作用，對提升河流的自凈功能具有積極作用。

4.5 微孔管增氧曝氣系統(tǒng)

曝氣系統(tǒng)對水的層化現(xiàn)象的消除、水中有機物的去除等具有明顯成效，通過使水體充分曝氧降低化學(xué)需氧量、生化需氧量值，以此達(dá)到脫氮除磷的功能，對于水體發(fā)黑、水質(zhì)發(fā)臭的非流動性水體具有較強實用性。采用強大的動力提供能夠覆蓋整個水域的水花，使整個水體可以充分的溶解氧氣，大大改善水環(huán)境以及維持水系統(tǒng)平衡。

4.6 生態(tài)浮床凈化技術(shù)

生態(tài)浮床是利用無土栽培的原理以能夠承受較大重量且可以漂浮于水面上的生態(tài)浮床為載體，將經(jīng)過改良后陸生草本、木本植物或具有觀賞、經(jīng)濟及凈水功能的高等水生植物栽植于富營養(yǎng)化水面上。通過深入水中的水生植物根系，利用微生物的生化降解功能和根系截留、吸附功能，減少黑臭河流中有機物、氮磷等，并以植物體收獲的方式從水系統(tǒng)中搬離，以此實現(xiàn)水質(zhì)凈化的目標(biāo)，該原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)在水環(huán)境治理中取得較好的成效。將西伯利亞鳶尾、水生美人蕉、水生菖蒲等不同品種植物配置于床體上，有利于打造生態(tài)示范段四季常綠、三季有花的景觀效果，對緩解大凌河硬質(zhì)、垂直、單調(diào)的駁岸具有明顯成效。

4.7 構(gòu)建沉水植物群落

通過光合作用沉水植物可以產(chǎn)生大量的原生氧，維持水體長久的高溶氧狀態(tài)以及高效吸收氮磷等物質(zhì)，對促進(jìn)氮的硝化、磷的沉降、抑制氮磷釋放、減少底泥再懸浮以及優(yōu)化營養(yǎng)鹽循環(huán)模式發(fā)揮著顯著作用。此外，沉水植物能夠維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡、穩(wěn)定，增加水系統(tǒng)的復(fù)雜性與食物鏈長度，為浮游動物提供避難所，增強水系統(tǒng)的自凈能力以及對浮游植物的控制作用。結(jié)合不同河段水深，該工程在淺水區(qū)和深水區(qū)種植枯草、混種輪葉黑藻與金魚藻。

4.8 水生動物調(diào)控

在水生態(tài)系統(tǒng)流動與物質(zhì)循環(huán)中大型底棲生物發(fā)揮著特殊的功能作用，如青蝦、螺類等水生動物能夠攝食水生植物殘體和底質(zhì)中的有機質(zhì)，顯著減少營養(yǎng)物質(zhì)的釋放及底質(zhì)中有機質(zhì)含量。此外，大型螺類等釋放的物質(zhì)能夠吸收氮磷和懸浮顆粒，發(fā)揮天然絮凝劑的作用。該工程選擇黑魚、蚌、環(huán)棱螺等水生動物投放，從而生成健康合理的食物網(wǎng)絡(luò)和水生動物群落機構(gòu)。

5 實施效果分析

工程實施后，將明顯改善河槽泄洪能力，治理區(qū)將初步形成生態(tài)聚集點集中連片、成帶連網(wǎng)的效果，河道兩岸植被品種將極大豐富，景觀層次感明顯增強，生態(tài)環(huán)境將極大改善，為構(gòu)建大凌河濕地景觀群奠定基礎(chǔ)，對開發(fā)當(dāng)?shù)芈糜问聵I(yè)、發(fā)展特色旅游經(jīng)濟具有積極意義。

6 結(jié)語

城市河道整治工程設(shè)計應(yīng)以河流綜合治理為主，兼顧河流生態(tài)修復(fù)，采取生態(tài)修復(fù)措施，可改善水質(zhì)和水文條件，河流地貌特征和物種多樣性，使河道部分恢復(fù)生態(tài)功能。為充分發(fā)揮河道的功能效應(yīng)以及進(jìn)一步提升河流的自凈功能，必須結(jié)合河道功能定位實施適宜的水生態(tài)修復(fù)技術(shù)，維持河流系統(tǒng)的良性循環(huán)和健康發(fā)展。