洱海流域多塘濕地工程綜合效果評(píng)價(jià)

李丹 鄭丙輝 儲(chǔ)昭升 汪星 黃民生

摘要： 為建立集成化多塘濕地（Multi-pond Constructed Wetlands， MPCWs）多維度評(píng)價(jià)體系， 選取污染物凈化能力、污水蓄積性能、植被生態(tài)修復(fù)效果及經(jīng)濟(jì)成本為指標(biāo)， 采用等級(jí)評(píng)價(jià)方法評(píng)估了多塘濕地工程的綜合效果. 結(jié)果表明： 大規(guī)模集成化多塘濕地應(yīng)用于面源污染控制， 有助于污染物的截留. 凈化后的中水便于農(nóng)村農(nóng)業(yè)就近用水， 可實(shí)現(xiàn)節(jié)水減污、水資源調(diào)配及污水回用； 多塘濕地植被配置有助于植被生態(tài)修復(fù)， 有助于污水凈化. 基于多塘濕地不同功能需求， 綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本及深水濕地安全隱患大等因素， 提出了不同類型多塘濕地的應(yīng)用建議. 水量小、污染重、人口多的區(qū)域可匹配淺水表流濕地； 水量大、污染重、人口少的區(qū)域可匹配生態(tài)浮床濕地. 兼顧土地資源稟賦、污染源結(jié)構(gòu)、農(nóng)村農(nóng)業(yè)用水資源分配等多種因素可實(shí)現(xiàn)不同類型多塘濕地的科學(xué)應(yīng)用.

關(guān)鍵詞： 多塘濕地； 等級(jí)評(píng)價(jià)； 多重功能； 工程效果

中圖分類號(hào)： X522 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A DOI：10.3969/j.issn.1000-5641.2021.04.002

Comprehensive evaluation of engineering applications for multi-pond constructed wetlands in Erhai Lake Basin

LI Dan1，2， ZHENG Binghui1，2， CHU Zhaosheng2， WANG Xing2， HUANG Minsheng1

（1. School of Ecological and Environmental Sciences， East China Normal University， Shanghai 200241， China； 2. National Engineering Laboratory for Lake Pollution Control and Ecological Restoration， Chinese Research Academy of Environmental Science， Beijing 100012， China）

Abstract： In this study， the rank evaluation method was used to comprehensively assess engineering applications for integrated multi-pond constructed wetlands （MPCWs） using a multi-dimensional evaluation system. We used pollutant purification performance， sewage storage capacity， vegetation ecological restoration， and economic investment as indicators for the evaluation. The results showed that the application of large-scale integrated MPCWs for controlling non-point source pollution was helpful for intercepting pollutants. Accumulated and purified reclaimed water was available for nearby rural agricultural water use. The implementation of MPCWs can result in water savings， pollution reduction， water resource allocation， and sewage reuse. The inclusion of vegetation within MPCWs was beneficial for ecological vegetation restoration and sewage purification. Given the economic investment requirement for MPCWs and the high potential security risks of deep-water MPCWs， we proposed application suggestions for different groups of MPCWs based on functional requirements. Shallow free water surface flow constructed wetlands could be used in populous areas with small volumes of highly polluted water， and ecofloating treatment wetlands could be used in sparsely populated areas with large volumes of highly polluted water. The scientific application of different groups of MPCWs also requires consideration of other factors， such as local special land resource endowments， pollution source structures， and the allocation of rural agricultural water resources.

Keywords： multiple-pond constructed wetlands； rank evaluation； multiple functions； engineering application

0 引 言

洱海流域農(nóng)業(yè)占比大， 面源污染突出， 嚴(yán)重制約了洱海水環(huán)境健康和水生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展[1-2]. 2017年， 洱海流域首次將大規(guī)模集成化多塘濕地用于面源污染治理， 旨在削減入湖污染負(fù)荷， 提高入湖水質(zhì)[3-6]. 集成化多塘濕地圍湖高密度建設(shè)， 采用“網(wǎng)絡(luò)星狀”分散布點(diǎn)逐一治理， 改變面源污水的匯流過(guò)程， 將面源污水從源效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閰R效應(yīng)， 有效截蓄凈化面源污染物， 成為緩沖帶體系的重要組成部分， 有助于洱海生態(tài)屏障的構(gòu)建.

多塘濕地利用生化、非生化協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)污水的凈化， 具有凈污、調(diào)蓄、觀賞、保育和儲(chǔ)碳等多重功能， 被廣泛用于面源污染的控制與治理[7-9]. 以往研究多集中于單個(gè)案例， 或?qū)ξ鬯幚硇Ч膹?qiáng)化提升、經(jīng)濟(jì)成本的控制及凈化機(jī)理的探索[10-12]， 鮮有對(duì)大規(guī)模集成化多塘濕地工程評(píng)價(jià)的研究， 尤其是兼顧多塘濕地多重功能的多維度評(píng)價(jià)體系的建立.

洱海是典型的缺水性流域， 也是我國(guó)云貴地區(qū)的旅游勝地. 多塘濕地的建設(shè)可以減少入湖污染負(fù)荷并補(bǔ)充入湖水量， 一部分凈化后的中水便于農(nóng)村農(nóng)業(yè)就近取水， 減少?gòu)亩：褪讼那逅{(diào)用，實(shí)現(xiàn)污水資源的回收利用. 多塘濕地中生態(tài)景觀效益與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)景觀旅游產(chǎn)業(yè)相容， 成為具有農(nóng)業(yè)特色、多重功能聯(lián)動(dòng)的復(fù)合體系. 然而， 如何實(shí)現(xiàn)集成化多塘濕地綜合性能的評(píng)價(jià)為其建設(shè)運(yùn)維提供工程技術(shù)支持和決策依據(jù)成為本研究所關(guān)注的焦點(diǎn).

本研究采用等級(jí)評(píng)價(jià)方法， 綜合考察洱海流域63個(gè)多塘濕地污染物凈化能力、污水的蓄水性能、植被生態(tài)修復(fù)性能及經(jīng)濟(jì)成本， 構(gòu)建多塘濕地綜合性能評(píng)價(jià)方法， 提出合理的優(yōu)化對(duì)策， 以期為流域多塘濕地在面源污染治理與環(huán)境生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域提供可靠的案例支持， 為其多重功能評(píng)價(jià)提供科學(xué)支持.

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)域簡(jiǎn)介

洱海地處云貴高原， 是典型的亞熱帶季風(fēng)氣候， 年均氣溫15.7℃， 年降雨量1 048 mm， 多集中于7—10月. 2017年， 大理州全面開(kāi)啟了洱海保護(hù)治理?yè)尵饶Ｊ剑?首次嘗試性地將大規(guī)模集成化多塘濕地應(yīng)用于流域面源污染控制與治理， 旨在削減流域入湖污染負(fù)荷， 實(shí)現(xiàn)洱海的“清水”行動(dòng).

1.2 樣品采集及監(jiān)測(cè)

2017年7月—2018年6月， 逐月對(duì)63個(gè)多塘濕地進(jìn)出口的表層水樣進(jìn)行采集， 總計(jì)12批次. 水樣裝入PVC塑料瓶中低溫保存， 立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室， 5 d內(nèi)依據(jù)《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（第4版）中堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法、過(guò)硫酸鉀消解鉬銻抗紫外分光光度法和重鉻酸鉀快速消解法進(jìn)行r（TN）、r（TP）和r（CODCr）水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定. 無(wú)特別說(shuō)明外， 所有試劑均為分析純， 實(shí)驗(yàn)用新鮮制備的去離子水. 多塘濕地類型有4種， 淺水表流濕地（SFCW）、中水深表流濕地（MFCW）、深水塘濕地（DPCW）和生態(tài)浮床濕地（EFTW）， 其點(diǎn)位圖及地理信息見(jiàn)圖1.

1.3 評(píng)價(jià)體系建立

流域集成化多塘濕地綜合性能評(píng)價(jià)體系主要包含4部分： 污染物凈化能力、污水的蓄水性能、植被生態(tài)修復(fù)性能及經(jīng)濟(jì)成本. 污染物凈化性能表征因子為單位容積TN、TP和CODCr去除量； 污水的蓄水性能用多塘濕地的運(yùn)行容積表征， 也作為水資源循環(huán)利用的評(píng)價(jià)指標(biāo)； 植被生態(tài)修復(fù)性能采用植被覆蓋率表征； 經(jīng)濟(jì)成本包括建設(shè)成本和運(yùn)行維護(hù)成本.

由于不同指標(biāo)的單位及其數(shù)量級(jí)存在差異， 采用等級(jí)賦值法對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理（見(jiàn)表1和表2）. 污染物去除率（RRE， %）、容積和植被覆蓋率采用經(jīng)驗(yàn)賦值和專家評(píng)分進(jìn)行賦值； 單位面積污染物去除量（MMRR， mg·m–2·d–1）和單位容積污染物去除量（MMRRV， mg·m–3·d–1）根據(jù)各組初始數(shù)值的比例數(shù)進(jìn)行等比賦值. 建設(shè)成本和運(yùn)維成本均采用等差法進(jìn)行賦值. MMRR、MMRRV、建設(shè)成本和運(yùn)維成本等指標(biāo)的賦值區(qū)間僅適用于該研究， 本文采用等級(jí)評(píng)價(jià)法與熱圖分析結(jié)合， 旨在為濕地評(píng)價(jià)管理提供可視化的科學(xué)支撐.

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用origin 9.0軟件繪制含有聚類分析的熱圖， 聚類分析中采用離差平方和ward算法， 采用歐氏距離函數(shù)進(jìn)行聚類.

2 結(jié)果與討論

2.1 污染物凈化性能評(píng)價(jià)

63個(gè)多塘濕地TN、TP和CODCr凈化性能特征分布如圖2所示， 不同類型的多塘濕地污染物去除率和去除量差異顯著. 污染物去除率總體相對(duì)優(yōu)越， 其污染物去除量差異顯著， 說(shuō)明洱海流域集成化多塘濕地污染物的去除量更能區(qū)分不同多塘濕地污染物凈化性能. 深水塘濕地污染凈化效果最差，主要由于其植被覆蓋度低， 不利于微生物群落的生長(zhǎng)富集， 影響污染凈化效果. 灣橋1、灣橋2、水井、江上、上登和大竹園等多塘濕地污染物去除率優(yōu)越， 污染物去除量較差， 這與其進(jìn)水量小相關(guān)： 進(jìn)水量少， 停留時(shí)間長(zhǎng)， 污染物去除率較高， 水量小， 污染負(fù)荷小， 污染物去除量低[3，5]. 黑龍南、黑龍北、古生等多塘濕地污染物去除率低， 污染物去除量?jī)?yōu)越， 這些多塘濕地進(jìn)水量較大， 進(jìn)水負(fù)荷大， 影響了污染物去除率， 然而深水濕地可提供給污水充分的消納空間， 有助于確保足夠的停留時(shí)間， 利于污染物去除量的提高. 白塔河多塘濕地的污染物去除率和去除量俱佳， 說(shuō)明該多塘污染物凈化性能優(yōu)越. 不同類型多塘濕地中或同一類型濕地中污染物去除性能存在差異， 這是由于不同多塘濕地中生化和非生化過(guò)程的差異[13-14].

2.2 蓄水性能評(píng)價(jià)

多塘濕地蓄水性能用運(yùn)行容積表征， 評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖3. 不同類型多塘濕地的蓄水性能差異顯著， 淺水濕地蓄水性能弱， 深水型濕地有助于對(duì)面源來(lái)水的蓄存. 白塔河和河矣多塘濕地蓄水量大， 主要由于這兩個(gè)濕地面積大， 有助于增強(qiáng)濕地的蓄水性. 新小邑莊、仁里南北和美壩多塘濕地水深適中， 但面積大， 使得蓄水量較好. 太二、德和、黑龍南北和光邑等多塘濕地， 水深深， 面積小， 蓄水量也小. 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研， 洱海流域多塘濕地蓄水性主要受到水域面積的影響， 這是由于該流域多塘濕地水深多集中于1.5 ～ 3.5 m， 差異不顯著. 而多塘濕地水域面積差異明顯， 造成多塘濕地蓄水量的顯著差異. 特別地， 大的多塘濕地豐水期時(shí)能夠緩沖較大的來(lái)水負(fù)荷， 消納面源污染帶來(lái)的污染物； 枯水期， 凈化后中水便于周邊農(nóng)村農(nóng)業(yè)就近取水， 有助于緩解洱海流域枯水期干旱的情形， 利于實(shí)現(xiàn)水資源的回用[15-16].

2.3 植被生態(tài)修復(fù)性能評(píng)價(jià)

植被覆蓋率用于表征植物生態(tài)修復(fù)性能， 也可用于景觀評(píng)價(jià)， 錯(cuò)落有致的植物配置與景色宜人的洱海田園風(fēng)光交相輝映. 不同類型多塘濕地中植被覆蓋度差異顯著. 63個(gè)多塘濕地植被生態(tài)修復(fù)性能評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖4. 深水塘濕地中植被覆蓋度較差， 其次為中水深型表流濕地. 當(dāng)植被覆蓋度較高， 茂盛的植物生長(zhǎng)及豐富的植被群落有助于多塘濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性， 利于多塘濕地中微生物群落的生長(zhǎng)富集， 有助于污染物的去除[4，17-18]. 植被生長(zhǎng)受到水深影響， 水深較深時(shí)， 不利于挺水植物的生長(zhǎng)及存活， 造成深水多塘濕地植被覆蓋率較差[19-20]. 淺水表流濕地中水深較淺， 不影響挺水植物的生長(zhǎng)， 因此均能獲得較高的植被覆蓋率. 生態(tài)浮床濕地植物生長(zhǎng)于浮床上， 可隨水深變化上下浮動(dòng)， 其生長(zhǎng)不受水深變化影響， 且浮床植物有助于微生物膜的附著， 浮床濕地較高的植被覆蓋度， 具有良好的遮蔭效果， 形成水體的梯級(jí)氧環(huán)境， 有利于不同功能菌群的生長(zhǎng)， 其植物根際的分泌作用能夠?yàn)榉聪趸^(guò)程提供良好的可利用生物碳源， 有助于浮床濕地中的物理、化學(xué)及生物反應(yīng)過(guò)程， 有利于營(yíng)養(yǎng)鹽的去除[19].深水型濕地中植被覆蓋率普遍較低， 這與上述其污染物去除效果最差一致. 這是由于較低的植被覆蓋度不利于豐富微生境的形成， 影響功能微生物群落的分布， 進(jìn)而影響濕地對(duì)污染物的去除， 這一結(jié)論在Li等[4]研究中也被證實(shí). 白塔、下興和光邑等深水塘濕地的植被覆蓋度較高主要由于其多采用高大型挺水植物、浮水及漂浮植物， 如蘆葦、水蔥、睡蓮、水葫蘆等. 另外， 部分深水塘濕地中， 采用深水塘濕地和表流濕地耦合聯(lián)用， 如白塔和下興濕地， 也有助于植被覆蓋度的增加.

2.4 經(jīng)濟(jì)成本評(píng)價(jià)

多塘濕地的經(jīng)濟(jì)成本包括建設(shè)成本和運(yùn)維成本， 評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖5. 洱海流域多塘濕地多基于低洼改建， 采用塘和表流濕地的組合形式， 以近自然的功能實(shí)現(xiàn)污水的生態(tài)治理. 濕地建設(shè)初期種有當(dāng)?shù)爻Ｒ?jiàn)的挺水植物和水葫蘆. 挺水植物從早年建設(shè)的不同區(qū)域的多塘濕地和湖濱帶中移栽； 生態(tài)浮床濕地中種植經(jīng)濟(jì)植物， 如空心菜、水芹等經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物， 多購(gòu)買幼苗進(jìn)行培植， 浮床濕地總體造價(jià)偏高. 淺水表流濕地建設(shè)成本相對(duì)較低. 部分深水塘和中水深型濕地建設(shè)成本較高， 主要由于這些多塘濕地面積大， 征地成本和土建成本均較高， 且面積較大的多塘濕地運(yùn)維成本也相對(duì)較高. 較為特殊的多塘濕地， 如中龍龕、下雞邑1、灣橋2、白馬等， 多采用水泥混凝土， 增加了建設(shè)成本[21]. 以往研究表明， 生態(tài)浮床多塘濕地運(yùn)維成本較大， 而洱海當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)浮床運(yùn)維成本與其他多塘濕地差異不顯著， 這是由于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)浮床均是簡(jiǎn)易浮床， 主要是為了水培經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物， 以期實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型， 而經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物在研究期間雖然長(zhǎng)勢(shì)良好， 但市場(chǎng)銷售額為零， 無(wú)需額外成本投資， 也不產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益. 此外， 仁里南、北多塘濕地面積適中， 但運(yùn)維成本較高， 這是由于這兩個(gè)濕地臨近洱海， 景觀需求高， 從而當(dāng)?shù)匦姓鍖?duì)其管理運(yùn)維投入大. 綜上， 運(yùn)維成本主要與濕地面積及區(qū)域管理需求密切相關(guān)， 面積越大、功能需求越高， 運(yùn)維成本越高.

2.5 工程綜合效果評(píng)價(jià)

多塘濕地工程綜合效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括污染物去除性能、蓄水性能、植被覆蓋率和經(jīng)濟(jì)成本. 63個(gè)多塘濕地綜合評(píng)價(jià)聚類熱圖結(jié)果如圖6所示. 污染物去除性能與植被覆蓋率呈現(xiàn)不同趨勢(shì)， 說(shuō)明植物生長(zhǎng)狀況影響多塘濕地的凈化性能， 植物覆蓋度越高， 利于形成不同的微生境， 利于微生物群落的繁衍， 利于污染物去除， 這一結(jié)論與Li等[4]的研究結(jié)果相似. 蓄水量和經(jīng)濟(jì)成本相關(guān)度高， 這是由于蓄水性能受到濕地面積影響較大， 且該流域多塘濕地經(jīng)濟(jì)成本與面積也密切相關(guān)， 因此這兩個(gè)指標(biāo)具有一致性. 聚類結(jié)果表明洱海流域多塘濕地主要分為四大簇. 第一簇是鶴上—神通北， 這類多塘濕地污染物去除性能適中， 蓄水性能低， 經(jīng)濟(jì)成本低， 但植被覆蓋率佳， 多為面積小且水深在1.5 m的多塘濕地. 第二簇是寺上—小邑莊， 這類多塘濕地去除性能優(yōu)越， 植被覆蓋率高， 蓄水性能佳， 經(jīng)濟(jì)成本也高， 多為浮床濕地或面積大的濕地. 第三簇是上陽(yáng)溪1—上登， 這類多塘濕地經(jīng)濟(jì)成本低， 其他指標(biāo)差異顯著， 其中上陽(yáng)溪1—黑龍北， 這類多塘濕地植被覆蓋度高， 凈化效果好， 但面積較小， 且這類多塘來(lái)水量較大， 當(dāng)停留時(shí)間足夠， 較大的負(fù)荷量有利于污物的去除， 然而其對(duì)沖擊負(fù)荷的應(yīng)對(duì)性較差. 第四簇是大莊—文閣， 這類多塘濕地蓄水量佳， 經(jīng)濟(jì)成本高， 去除性能一般， 植被覆蓋度差異顯著. 主要由于深水濕地的工藝差異造成植被覆蓋度的不同. 上述評(píng)價(jià)結(jié)果不僅證實(shí)了洱海流域多塘濕地在實(shí)際運(yùn)行中存在的問(wèn)題， 也為其運(yùn)行提效和科學(xué)管理提供了有力的實(shí)證支撐.

2.6 優(yōu)化管理對(duì)策

多塘濕地具有“調(diào)、蓄、節(jié)、用、凈”等多重功能， 分類研究是其高效運(yùn)行的重要措施. Li等[3-4]對(duì)洱海流域63個(gè)多塘濕地的分類結(jié)果也證實(shí)了洱海流域集成化多塘濕地運(yùn)行特點(diǎn)的共性. 根據(jù)RHLR和tHRT的計(jì)算公式， RHLR與水深正相關(guān). 結(jié)合以往研究?jī)?yōu)化的RHLR不能超過(guò)0.6 m3·m–2·d–1及63個(gè)多塘濕地運(yùn)行特點(diǎn)： 淺水表流濕地（水深<0.8 m） RHLR均值為0.16 m3·m–2·d–1； 生態(tài)浮床濕地（水深> 1.5 m）平均水深為1.77 m， 水力負(fù)荷率為0.36 m3·m–2·d–1， 及Wu等[22]研究建議水深為0.3 ～ 0.5 m， RHLR建議不大于0.1 m3·m–2·d–1， 將4類多塘濕地的RHLR可以進(jìn)一步優(yōu)化（見(jiàn)表3）： 水深<0.8 m， RHLR< 0.2 m3·m–2·d–1； 水深0.8 ～ 1.5 m， RHLR<0.4 m3·m–2·d–1； 水深≥1.5 m， RHLR<0.6 m3·m–2·d–1.

為實(shí)現(xiàn)不同類型多塘濕地的高效運(yùn)行， 綜合考慮深水濕地安全風(fēng)險(xiǎn)大， 浮床濕地造價(jià)高， 不易運(yùn)維等特點(diǎn)[23-25]， 針對(duì)不同類型多塘濕地提出了以下的管理建議（見(jiàn)表3）. 淺水表流濕地一般水深小于0.8 m， 高大型和矮小型挺水植物均能良好生長(zhǎng)， 可采用混合或單一種植方式， 獲得較好的植被覆蓋率，有助于生態(tài)修復(fù)效果及景觀效果的營(yíng)造. 然而由于水深淺， 當(dāng)濕地面積較小時(shí)， 蓄水量較小， 宜用在水量較小、污染較為嚴(yán)重、人口密度高的區(qū)域， 以凈污為主， 蓄水為輔， 且可種植不同的水生植物， 充分發(fā)揮其生態(tài)修復(fù)和保育作用[26-28]. 中水深表流濕地水深一般為0.8 ～ 1.5 m， 建議采用混合種植方式，多選用高大型挺水植物有助于實(shí)現(xiàn)植被覆蓋率的提高， 其對(duì)污染物凈化效果中等. 宜用在中等水量，污染程度適中、人群密集度中等的區(qū)域. 深水塘濕地水深均大于1.5 m， 建議種植漂浮植物以增大植被覆蓋率. 水深增大， 危險(xiǎn)性加劇， 污染物凈化性能弱， 但蓄水性較好， 宜用在水量大、污染輕、人口密度低的區(qū)域， 以蓄水為主， 凈化為輔， 方便農(nóng)村農(nóng)業(yè)就近用水， 實(shí)現(xiàn)中水回用于田， 減少?gòu)氖讼投Ｇ逅Y源的調(diào)用， 有利于流域節(jié)水， 緩解缺水現(xiàn)狀， 也有助于流域水資源的調(diào)配和循環(huán)利用. 生態(tài)浮床濕地水深多大于1.5 m， 蓄水量佳， 凈污效果好， 經(jīng)濟(jì)成本高， 建議生態(tài)浮床耦合綠色水培技術(shù)， 利用綠色水培經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物， 實(shí)現(xiàn)過(guò)量營(yíng)養(yǎng)資源的再利用， 增強(qiáng)浮床濕地的經(jīng)濟(jì)效益， 有助于推進(jìn)新型農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型， 建議其在水量大、污染較重、人口密度低的區(qū)域使用. 因此， 兼顧土地資源稟賦、污染源結(jié)構(gòu)、農(nóng)村農(nóng)業(yè)用水資源分配等多種因素可實(shí)現(xiàn)不同類型多塘濕地的合理選址及科學(xué)應(yīng)用.

3 結(jié) 論

本研究以63個(gè)多塘濕地的凈污性能、蓄水性能、植被修復(fù)性能以及經(jīng)濟(jì)成本為指標(biāo)， 構(gòu)建了洱海流域大規(guī)模集成化多塘濕地工程綜合效果的評(píng)價(jià)體系. 多塘濕地應(yīng)用于面源污染控制， 有助于污染物的截留， 凈化后的中水便于農(nóng)村農(nóng)業(yè)就近用水， 可實(shí)現(xiàn)多塘濕地的節(jié)水減污、水資源調(diào)配及污水回用，植被生態(tài)修復(fù)， 能夠提供觀賞效應(yīng)， 具有良好的“調(diào)、蓄、節(jié)、用、美、凈”多重功能.

多塘濕地經(jīng)濟(jì)成本差異大， 且深水濕地存在安全隱患， 根據(jù)不同需求提出了不同類型多塘濕地的應(yīng)用建議. 水量小、污染重、人口多的區(qū)域可匹配淺水表流濕地， 水量大、污染重、人口少的區(qū)域可匹配生態(tài)浮床濕地. 兼顧土地資源稟賦、污染源結(jié)構(gòu)、農(nóng)村農(nóng)業(yè)用水資源分配等多種因素可實(shí)現(xiàn)不同類型多塘濕地的合理選址及科學(xué)應(yīng)用.

[參 考 文 獻(xiàn)]

[ 1 ]金春玲. 基于SWAT模型的洱海西部和北部面源污染模擬研究 [D]. 北京： 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院， 2018.

[ 2 ]金春玲， 高思佳， 葉碧碧， 等. 洱海西部雨季地表徑流氮磷污染特征及受土地利用類型的影響 [J]. 環(huán)境科學(xué)研究， 2018， 31（11）： 1891-1899.

[ 3 ]LI D， ZHENG B H， CHU Z S， et al. Seasonal variations of performance and operation in field–scale storing multipond constructed wetlands for nonpoint source pollution mitigation in a plateau lake basin [J]. Bioresource Technology， 2019， 280： 295-302.

[ 4 ]LI D， CHU Z S， HUANG M S， et al. Multiphasic assessment of effects of design configuration on nutrient removal in storing multiple–pond constructed wetlands [J]. Bioresource Technology， 2019， 290： 121748.

[ 5 ]李丹， 儲(chǔ)昭升， 劉琰， 等. 洱海流域生態(tài)塘濕地氮截留特征及其影響因素 [J]. 環(huán)境科學(xué)研究， 2019， 32（2）： 212-218.

[ 6 ]李丹， 黃民生， 鄭丙輝， 等. 洱海調(diào)蓄多塘濕地磷截留效果及影響因子研究 [J]. 華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2018（6）： 56-64.

[ 7 ]LI D， ZHENG B H， LIU Y， et al. Use of multiple water surface flow constructed wetlands for non–point source water pollution control [J]. Applied Microbiology & Biotechnology， 2018， 102（13）： 5355-5368.

[ 8 ]WU Y H， LIU J Z， SHEN R F， FU B J. Mitigation of nonpoint source pollution in rural areas： From control to synergies of multi ecosystem services [J]. Science of the Total Environment， 2017， 607/608： 1376-1380.

[ 9 ]TAO W， SAUBA K， FATTAH K P， et al. Designing constructed wetlands for reclamation of pretreated wastewater and storm water[J]. Reviews in Environmental Science & Biotechnology， 2017， 16（1）： 37-57.

[10]盧少勇， 張彭義， 余剛， 等. 人工濕地處理農(nóng)業(yè)徑流的研究進(jìn)展 [J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)， 2007， 27（6）： 2627-2635.

[11]CUI L， ZHANG Y， ZHANG M， et al. Identification and modelling the HRT distribution in subsurface constructed wetland [J]. Journal of Environmental Monitoring Jem， 2012， 14（11）： 3037-3044.

[12]LU S Y， WU F C， XIANG C S， et al. Phosphorus removal from agricultural runoff by constructed wetland [J]. Ecological Engineering， 2009， 35（3）： 402-409.

[13]HAN L， RANDHIR T O， HUANG M S. Design and assessment of stream–wetland systems for nutrient removal in an urban watershed of China [J]. Water Air & Soil Pollution， 2017， 228（4）： 139-154.

[14]JOHANNESSON K M， KYNKAANNIEMI P， ULEN B， et al. Phosphorus and particle retention in constructed wetlands—A catchment comparison [J]. Ecological Engineering， 2015， 80： 20-31.

[15]葉碧碧， 李丹， 侯澤英， 等. 調(diào)蓄經(jīng)濟(jì)植物濕地技術(shù)在農(nóng)田徑流污染控制中的工程應(yīng)用及評(píng)價(jià) [J]. 環(huán)境科學(xué)研究， 2019， 32（3）： 415-422.

[16]肖雨涵， 項(xiàng)頌， 李丹， 等. 多級(jí)串聯(lián)表面流庫(kù)塘–濕地凈化農(nóng)田徑流效果評(píng)價(jià) [J]. 環(huán)境科學(xué)研究， 2019， 262（11）： 114-122.

[17]LIU F， ZHANG S， LUO P， et al. Purification and reuse of non-point source wastewater via Myriophyllum-based integrative biotechnology： A review [J]. Bioresource Technology， 2018， 248： 3-11.

[18]LI B， CHEN H， LI N， et al. Spatio–temporal shifts in the archaeal community of a constructed wetland treating river water [J]. Science of the Total Environment， 2017， 605/606： 269-275.

[19]CHEN H. Surface–flow constructed treatment wetlands for pollutant removal： Applications and perspectives[J]. Wetlands 2011， 31 （4）： 805–814.

[20]LI W， CAO T， NI L， et al. Effects of water depth on carbon， nitrogen and phosphorus stoichiometry of five submersed macrophytes in an in–situ experiment [J]. Ecological Engineering， 2013， 61： 358-365.

[21]蔣仲妮. 基于污染物處理效率與土地價(jià)格的表面流與潛流人工濕地成本比較 [D]. 南京： 南京大學(xué)， 2015.

[22]WU H， ZHANG J， NGO H H， et al. A review on the sustainability of constructed wetlands for wastewater treatment： Design and operation [J]. Bioresource Technology， 2015， 175： 594-601.

[23]CHANG Y Y， CUI H， HUANG M S， et al. Artificial floating islands for water quality improvement [J]. Environmental Reviews， 2017， 25（3）： 350-357.

[24]YEH N， YEH P， CHANG Y H. Artificial floating islands for environmental improvement [J]. Renewable & Sustainable Energy Reviews， 2015， 47： 616-622.

[25]PAVLINERI N， SKOULIKIDIS N T， TSIHRINTZIS V A. Constructed floating wetlands： a review of research， design， operation and management aspects， and data meta–analysis [J]. Chemical Engineering Journal， 2017， 308： 1120-1132.

[26]ZHANG T， XU D， HE F， et al. Application of constructed wetland for water pollution control in China during 1990-2010 [J]. Ecological Engineering， 2012， 47（5）： 189-197.

[27]LU S Y， ZHANG P Y， JIN X C， et al. Nitrogen removal from agricultural runoff by full-scale constructed wetland in China [J]. Hydrobiologia， 2009， 621（1）： 115-126.

[28]LU S Y， ZHANG P Y， XIANG C S. Phosphorus removal by constructed wetland treating agricultural runoff in Dianchi region of China[J]. Chinese Journal of Geochemistry， 2006， 25（S1）： 258.

（責(zé)任編輯： 張 晶）