生態(tài)修復技術在界河流域治理中的應用

趙晨光，趙英東，張 哲

（1.臨沂市水利勘測設計院，山東 臨沂276000；2.招遠市水務局，山東 招遠265400）

界河發(fā)源于招遠市鐵夼山南麓，流經招遠、龍口兩市匯入渤海，為招遠、龍口兩市的分界河流故得名界河。界河干流長度45 km，流域面積589.8 km2，占招遠市全市總流域面積的42.7%，為招遠市境內第一大河。

近年來，隨著工農業(yè)及第三產業(yè)的快速發(fā)展和市區(qū)人口不斷增加，污水排放量激增。據不完全統(tǒng)計，招遠市區(qū)和市區(qū)流域以上廠礦日排污水總量已近8萬t。加之近些年招遠市降水量偏少，界河流域自然徑流量大幅減少，河道污染越來越重，生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞。界河流域綜合治理工程根據流域特點和河道面污染現(xiàn)狀采用生態(tài)修復技術新思路，提出上游建設人工濕地系統(tǒng)，中游建設滯留塘——底壩攔蓄凈化系統(tǒng)，下游采取底泥原位置換+生態(tài)護坡三種措施。

1 人工濕地系統(tǒng)

人工濕地是指在靠近河道適當?shù)奈恢茫涍^人工建設而非自然形成的，類似天然沼澤地的區(qū)域。其特點是投資少，后期運行維護費用底，處理效果明顯，能有效降低COD、BOD含量，尤其是大幅度降低TN、SS指標，缺點是占地較多。人工濕地系統(tǒng)特別適用于土地指標不太緊張的中小城市及農村地區(qū)。

工程設計在上游（城區(qū)污水處理廠排水口以上，設計樁號21+140～22+960）范圍，主河道兩側新建長1 820 m、寬440～670 m，面積104.5 hm2的人工濕地公園，種植蘆葦、香蒲、菖蒲、垂柳等當?shù)厣罡邓参铮纳扑鳡顟B(tài)，恢復河流蜿蜒曲折的自然狀態(tài)；新建親水步道5 800 m，步道兩側栽種各種花卉、灌木和草坪。主河道行洪能力為5年一遇，高于該防洪標準的洪水，經河漫灘、人工濕地減速、滯留后下泄至下游主河道，水中污泥沉淀后作為植物的土壤，為其提供生長所需的營養(yǎng)物質，有機物質、厭氧細菌和部分重金屬離子等污染物經蘆葦?shù)戎参锔档奈?、過濾，分解、吸收，達到初步凈化水環(huán)境，改善水質的目的。

2 底壩攔蓄凈化系統(tǒng)

滯留塘，也叫穩(wěn)定塘或氧化塘，是指利用河道或灘地修建人工堤壩，形成具有一定庫容的塘壩，塘壩內種植水生植物或者放養(yǎng)微生物，達到處理污水，改善水質，減少污染的目的。特點是結構簡單，利用河道水面不占用耕地，運行維護費用低，通過投養(yǎng)適量微生物，能有效降低TP指標，缺點是處理效果與水溫、氣溫影響較大，尤其是冬季氣溫較低或設計水深太深，噬菌微生物死亡后，容易造成二次污染。河流滯留塘技術相對易于實施，管理簡單，比較適合于河灘寬闊的小型河流污染治理和修復。

工程設計在中游（設計樁號16+390～21+140）4 750 m范圍，建設11座高出河底0.7 m的溢流壩，壩內清除原河道內河卵石和沙土，換填深0.5 m種植土，種植睡蓮、荷花、水蔥、金魚藻等根莖發(fā)達的挺水性和沉水性植物。

設計流量：Q=0.579 m3/s；水力負荷：q=0.096 m3/（m2·d）。污染負荷見表1。

表1 污染負荷表kg/d

設計參數(shù)：COD去除負荷：0.480 g/（m2·d）；NH3-N去除負荷：0.096 g/（m2·d）

2.1 溢流壩工程設計

設計11道溢流壩，總長度1 155 m。其中，新建漿砌石重力式溢流壩5座，總長度518.5 m，新建混凝土重力式溢流壩3座，總長度296 m，新建混凝土連拱溢流壩1座，總長度95 m，新建漿砌石連拱溢流壩2座，總長度245.5 m。

進水口與污水處理廠出水口連接，出水口為各溢流壩的溢流段，高程比壩頂?shù)?.1 m，根據河道比降，調整每座溢流壩壩后水位不低于0.3 m。

2.2 水生植物的選擇原則

1）因地制宜的原則。根據當?shù)貧夂颉⑼寥李愋秃臀鬯|等條件，選擇適合當?shù)厣车闹参?，并使去污能力高的植物占有一定?shù)量。

2）經濟效益的原則。選擇綜合利用價值高的水生植物。

3）生物多樣性的原則。充分利用本地植物資源，盡可能多的應用鄉(xiāng)土植物，以確保生物多樣性的恢復，同時確保有充足的植物種源。

4）景觀協(xié)調的原則。在進行水質凈化的同時，提升河道及周邊地區(qū)景觀效果。

經考察比較確定選用水生植物及配置工藝參數(shù)見表2。

表2 水生植物及配置工藝參數(shù)設計一覽表

3 底泥原位置換+生態(tài)護坡

底泥原位置換是指針對河道重金屬污染較重，污染物下沉集結至河沙空隙或附著在沙粒表面，采用人工方法將污染的河沙外運至指定場地，進行專業(yè)清洗，清除沙粒表面的重金屬污染物后回填回原位置的方法。該方法優(yōu)點是見效快，除污較徹底，缺點是工程量較大，工藝繁瑣，如控制不好易造成次生污染。

生態(tài)護坡是利用新材料、新工藝及適合當?shù)厣车闹参飳Φ虊纹旅孢M行保護的技術，其特點是突出生態(tài)特性，運用透水性、透氣性建筑材料，在滿足強度、抗沖刷的前提下，增加河道水力橫向連通與水體交換，坡面進行草皮護坡。

工程設計在設計樁號8+488～14+426（分期實施，其余為二期）范圍，治理河段長5 938 m，處理規(guī)模為14.5萬m3。工程按照工作場所分為河道作業(yè)區(qū)和岸上作業(yè)區(qū)。按照施工順序分為河道雜物清理清理→底泥疏?！啄嗪Y分（含河沙淋洗）→泥漿脫水減容→尾水處理→臨時場地恢復。

底泥疏浚采用工程干法疏浚，底泥篩分采用滾筒洗石機、螺旋洗砂機和多級自控篩分系統(tǒng)，采用直接淋洗的方法對分選后的重金屬仍然超標的物料進行處理，經分離后的泥漿采用離心脫水機進行脫水減容，脫水后的泥漿投加穩(wěn)定劑、固化劑進行穩(wěn)定化、固化工藝處理，底泥脫水上清液采用重金屬捕集+強化絮凝工藝方法，最后對臨時場地采用景觀綠化與生態(tài)修復。

一級河堤采用C25透水混凝土重力式擋土墻，高0.8 m，主河道滿足河道10年一遇防洪標準，高于該防洪標準的洪水可通過灘地行洪，灘地和二級河堤栽種根系發(fā)達、抗旱耐澇的當?shù)刂参锝Y縷草。

4 結語

項目于2017年12月底建成運行以來，除污效果良好，河道水質明顯改善，水生態(tài)環(huán)境顯著提高，各項指標達到了設計要求，省環(huán)保部門常年觀測水質達到地表水Ⅳ類標準。