生態(tài)治理措施對(duì)拉魯濕地生態(tài)質(zhì)量提升的作用分析

李 謙，許金才，劉飛鵬,3，張青雯，屈寶莉，張巡森

(1.國(guó)家林業(yè)和草原局 西南調(diào)查規(guī)劃院，昆明 650032；2.楚雄龍江中學(xué)，云南 楚雄 675005；3.云南大學(xué) 國(guó)際河流與生態(tài)安全研究院，昆明 650504；4.天啟工程咨詢有限公司，昆明 650000；5.拉薩市拉魯濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，拉薩 850000)

1 濕地概況

拉魯濕地的來(lái)水主要有娘熱溝、奪底溝、流沙河等，其主要水源為流沙河補(bǔ)水。拉魯濕地作為自然濕地，上游來(lái)水有季節(jié)性，洪澇季節(jié)容易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害，而旱季容易干涸，且富含泥沙以及生活垃圾及污染物等。此外，由于上游垃圾及污染物大量涌入濕地，造成濕地內(nèi)水質(zhì)變差，環(huán)境逐漸變差。

因此，拉魯濕地具有以下特點(diǎn)：①雨季容易在拉魯濕地北入口淤積，且上游垃圾容易堵塞，對(duì)拉魯濕地造成污染，加重濕地負(fù)擔(dān)。②旱季濕地容易缺水、干旱。③過(guò)多的垃圾及污染物對(duì)濕地內(nèi)野生動(dòng)植物造成不利影響，進(jìn)而影響濕地周邊空氣等環(huán)境質(zhì)量。

2 拉魯濕地保護(hù)及治理措施

2.1 治理措施

針對(duì)拉魯濕地現(xiàn)狀，對(duì)拉魯濕地進(jìn)行保護(hù)治理。主要措施有：①在拉魯濕地上游處設(shè)置攔污柵，攔截垃圾及污物。②在拉魯濕地內(nèi)部設(shè)置3道生態(tài)堤，起調(diào)蓄作用。在生態(tài)堤適當(dāng)位置設(shè)置若干道溢流堰，溢流堰下部設(shè)置帶閘門的管涵，根據(jù)旱澇情況適當(dāng)打開，溢流堰頂部高程為最高蓄水高程。

方案如下：①攔污柵——凈化水質(zhì)，防止污物垃圾進(jìn)入濕地，以減輕濕地負(fù)擔(dān)，從而有效提升濕地水質(zhì)量。②生態(tài)堤、溢流堰——對(duì)濕地內(nèi)水域進(jìn)行有效調(diào)蓄，擴(kuò)大水域面積，調(diào)節(jié)水量，使?jié)竦厮克槐３州^平穩(wěn)的水平。通過(guò)以上生態(tài)措施的實(shí)施，提升拉魯濕地水環(huán)境質(zhì)量，進(jìn)而提升濕地的生態(tài)服務(wù)功能質(zhì)量。

拉魯濕地提升改造措施布置圖見圖1。

圖1 拉魯濕地提升改造措施布置圖

2.2 攔污柵

拉魯濕地來(lái)水?dāng)r污柵共設(shè)置2道：第一道位于流沙河下游(流沙河攔污柵)，第二道位于拉魯濕地北門入口處，兩道攔污柵見圖2、圖3。

圖2 第一道攔污柵

圖3 第二道攔污柵

兩道攔污柵的設(shè)置及作用：第一道攔污柵位于流沙河主河道，由于考慮主河道，網(wǎng)孔間距為15cm的豎向鐵欄桿，可有效防止10cm以上的垃圾進(jìn)入下游。第二道攔污柵位于拉魯濕地內(nèi)部，網(wǎng)孔為5cm×5cm的矩形網(wǎng)孔，該攔污柵可有效防止較小的垃圾進(jìn)入濕地。因此，進(jìn)入拉魯濕地的水質(zhì)基本無(wú)大體積的垃圾?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況表明，攔污柵可去除80%的垃圾。

2.3 生態(tài)堤

生態(tài)堤的作用主要是擴(kuò)大水域面積，調(diào)蓄水量。生態(tài)堤采用土壩，土壩填筑較高，用以蓄水。在生態(tài)堤上適當(dāng)位置設(shè)置溢流堰，溢流堰高程略低于生態(tài)堤，根據(jù)設(shè)計(jì)水位高程確定其高程，溢流堰設(shè)置帶閘閥的管涵，用以調(diào)節(jié)水位。以上措施用以保證拉魯濕地在雨季不會(huì)被淹，旱季不會(huì)干涸。

從圖1可知，拉魯濕地主入水口位于拉魯濕地東北側(cè)，靠近北環(huán)線部分，從入口處首先進(jìn)入1#池，1#池從北向南高程依次降低，依靠原有土壩，1#池的水容易從1-1生態(tài)堤流向2#池，而1#池靠南側(cè)部分很容易干涸。生態(tài)堤的作用就是可調(diào)節(jié)1#池水位。生態(tài)堤在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置溢流口，見圖4，溢流口包括溢流堰和管涵。溢流堰控制水池的最高水位，管涵(帶閘閥)保證水池的最低水位，工作原理為：當(dāng)拉魯濕地旱季時(shí)，將管涵關(guān)閉，可增加蓄水。雨季時(shí)，為保證濕地不被水淹，將管涵的閘閥打開，可增大排水量。由圖1可見，從1#、2#、3#、4#、5#水池的設(shè)計(jì)水位是逐級(jí)降低的，保證水量的穩(wěn)定是保證拉魯濕地生態(tài)、環(huán)保及調(diào)節(jié)氣候的基本要求。拉魯濕地的水最終排入中干渠。

圖4 生態(tài)堤、溢流堰工作原理

3 拉魯濕地生態(tài)治理效果分析

3.1 生物多樣性的提升

實(shí)施拉魯濕地保護(hù)措施以來(lái)，攔污柵、生態(tài)堤、溢流堰等措施有效防止了水污染，提升了拉魯濕地水質(zhì)環(huán)境，生物多樣性得到有效保護(hù)，主要?jiǎng)又参锓N群和生物資源都得到恢復(fù)和發(fā)展。2015年，在濕地越冬的候鳥有6 000余只，常年棲息在濕地的鳥類有5 000余只；2019年，越冬候鳥增加至12 000余只，常年棲息的濕地鳥類為7 000余只。新發(fā)現(xiàn)白腰雨燕、綠翅鴨、鸕鶿等動(dòng)物在拉魯濕地棲息。見表1。

表1 生物多樣性對(duì)比

3.2 生態(tài)系統(tǒng)功能的恢復(fù)和增強(qiáng)

拉魯濕地自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的水源涵養(yǎng)能力得到提高，土地沙化現(xiàn)象得到有效控制。拉魯濕地自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的整體功能得到極大的恢復(fù)和增強(qiáng)。拉魯濕地北面35.733hm2的沙化、干化土地得以補(bǔ)水，濕地水域面積擴(kuò)大了1/3，平均水位由30cm上升至33cm，見表2。通過(guò)濕地觀測(cè)，近5年來(lái)，拉魯濕地未出現(xiàn)斷流及洪澇災(zāi)害現(xiàn)象。

表2 生態(tài)系統(tǒng)功能對(duì)比

3.3 拉薩市環(huán)境質(zhì)量改善

拉魯濕地自然保護(hù)區(qū)水質(zhì)的改善及周邊地區(qū)植被的恢復(fù)，使拉薩市的供氧能力得到提高，高原缺氧的環(huán)境得到改善，增進(jìn)了當(dāng)?shù)厝罕姷纳眢w健康。同時(shí)，提高了拉薩市空氣中的水分，改善了拉薩地區(qū)的氣候、凈化環(huán)境、調(diào)蓄洪水。更有效地調(diào)節(jié)了拉薩市的生態(tài)平衡，改善了拉薩市的城市環(huán)境質(zhì)量。拉魯濕地周邊夏季氧氣含量約80%，冬季也高于城區(qū)同期水平約10%，使當(dāng)?shù)厝罕姀纳鷳B(tài)保護(hù)中提升獲得感、幸福感和安全感。

3.4 治理前后水質(zhì)、水量的變化

拉魯濕地治理前，入水口處水質(zhì)為3類或4類，出水口處水質(zhì)為2類至3類。治理后，從濕地入水口和出水口處的照片(圖5、圖6)分析可知，入水口處水質(zhì)較差，有肉眼可見的污染物或垃圾，基本為3類水；而出水口水質(zhì)較好，基本可達(dá)到2類水或更好，基本無(wú)肉眼可見的雜質(zhì)。眾所周知，濕地有自凈功能，當(dāng)水流經(jīng)濕地時(shí)，通過(guò)拉魯濕地微生物及動(dòng)植物的作用，將污染物降解和過(guò)濾，將水質(zhì)凈化和提升。拉魯濕地作為城市濕地，將流沙河及北干渠的水層層過(guò)濾，為拉薩市提供了碧水藍(lán)天和天然氧吧。

圖5 濕地入水口

圖6 濕地出水口

拉魯濕治理前后參數(shù)對(duì)比見表3。

表3 濕地水質(zhì)提升質(zhì)量對(duì)比

4 結(jié) 論

本文分析了拉魯濕地的作用及拉魯濕地目前存在的問(wèn)題，重點(diǎn)介紹了攔污柵和生態(tài)堤對(duì)拉魯濕地生態(tài)環(huán)境的改善作用，對(duì)比了拉魯濕地的水質(zhì)、水量及野生動(dòng)植物的變化。結(jié)論如下：

1)拉魯濕地生態(tài)治理措施對(duì)于濕地恢復(fù)具有關(guān)鍵性的作用。生態(tài)堤擴(kuò)大了水面覆蓋和水源的重新配置，使有限的水源在維護(hù)和改善濕地生態(tài)功能方面發(fā)揮了最大作用，攔污柵有效防止了水污染，提升了拉魯濕地水質(zhì)環(huán)境。水面擴(kuò)大后，濕地景觀明顯改善。在新增水面范內(nèi)，原有的濕生、中生或旱生植物被水生植物取代。鳥類尤其是水鳥種類與數(shù)量明顯增加，生態(tài)功能開始全面恢復(fù)。

2)生態(tài)治理措施是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)有效、具有普遍意義和推廣價(jià)值的濕地恢復(fù)技術(shù)。生態(tài)措施的優(yōu)越性表現(xiàn)在它的簡(jiǎn)易性和低成本。生態(tài)堤可大可小，可集中可分散，形式多樣，技術(shù)要求不高，主要材料是泥土，可就地取材，經(jīng)濟(jì)易行；生態(tài)堤以擴(kuò)大水面覆蓋為目標(biāo)，而不是蓄水量，其力求實(shí)現(xiàn)工程量小、蓄水面積大、恢復(fù)效果好。攔污柵位置可根據(jù)附近居民等集中的部位設(shè)置，以攔截水體大型污染物為主要目的，普通的鋼筋材料造價(jià)低廉，更換較方便，攔污和打撈效果好。

3)生態(tài)治理措施技術(shù)有待在更多實(shí)踐中完善。目前，對(duì)攔污柵和生態(tài)堤在濕地恢復(fù)中的作用研究仍然是初步的，其對(duì)拉魯濕地水文、土壤、生物等方面的長(zhǎng)期影響還需要全方位的跟蹤觀測(cè)。