发布于:2005-10-20 09:38:20
来自:水利工程/水土保持
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密云水库作为首都惟一的地表水饮用水源,对保障首都稳定与发展起到至关重要的作用。近年来的连续干旱,密云水库上游来水锐减,年平均来水量仅为多年平均的 1/4 ,来水与供水入不敷出,库存水量明显下降。水库蓄水量的大幅减少,导致水体营养物浓度明显增高,与此同时水体透明度也有所下降。
为稳定密云水库水质,近2年已采取了很多措施进行试验,取得了一定经验。北京市密云水库管理处根据北京市水务局的要求,在入库口进行湿地建设,也是水质保护措施之一。
人工湿地主要依靠生物氧化、沉淀和过滤的方法,营造出类似天然湿地功能的地域,让水藻和水草充分吸收污水中的营养成分,变成清澈的涓涓细流后,再流入湖泊。
1 密云水库湿地建设
1. 1 选址
在河道中建设湿地,显然是属于暴雨径流湿地系统。2004年3月,对白河入库口河道地形、地貌进行勘察,最终选择在大观桥下2003年实验种植芦苇附近(桥上游800 m,下游500 m),入库河口两岸适宜水生植物的生长、土质较厚的地块,作为此次人工湿地试验种植区。
1.2 水生植物
实际上,暴雨径流湿地系统为水生植物提供了一个苛刻的生活环境。在降雨期间或降雨之后,会产生很大的流量,水位、水质也有很大的变化。同时,暴雨径流还可能携带大量对生物有害的物质,对湿地系统造成冲击。因此,只有生命力强的植物才能生长茂盛。湿地植物通常应具有下列特性: ①能忍受较大变化范围内的水位、含盐量、温度和pH值;②在本地适应性好的植物,最好是本地的原有植物;③被证实对污染物有较好的去除效果; ④有广泛用途或经济价值高。
最终选择了芦苇、蒲草、芦竹为主,间有荻、簏草等水生植物。所有这些植物都广泛存在并能忍受冰冻。植物根系的深度决定了湿地的深度。蒲草在水深0.15 m的环境中生存占优势;芦苇、芦竹生长在岸边和1.5 m的水深中(根系达 0.6 m);芦苇、麓草和宽叶香蒲常被用在潜流型湿地中,它们较深的根系可扩大污水的处理空间。
暴雨径流湿地系统中,多选用芦苇、蒲草和簏草。簏草能忍受很高的氨浓度( 160~170 mg/L)。芦苇和簏草抵抗病灾和昆虫的能力很强,蒲草则较差。
1.3 种植
蒲草和芦苇等在水库周边采集,并陆续运抵现场。为保证成活,要对种苗、种根进行保湿和防风保护,并尽快开始栽植。尤其是芦苇根,水分损失很快,必须及时栽种。时间延误的越长,成活率就越低。
为确保湿地栽植物成活,密云县农业科学研究所制定了《种植规程》,并严格按照规程操作,技术人员现场监督并邀请市级专家进行技术指导。
经过有关部门的共同努力和工作人员几个月的精心管护,人工湿地建设工程完成。共种植沥水性植物10 hm2,其中栽植芦竹2 hm2,混植荻、芦苇4 hm2,蒲草4 hm2。湿地作物长势良好,芦竹平均株高2.0 m,最高达4.0 m。潮河库区牦牛河入库河口的133.3 hm2湿地保护区,蒲草生长茂盛,湿地功能开始显现,大大改善了大关桥附近的河道状况。
2 问题思考
2.1 运作方式
在以往农民曾经耕作的土地上进行湿地建设,有很多协调方面的问题。一些农民以承包土地为由,在已经种植完芦苇的地上,耕作、播种,使本来已经种植完成的大片芦苇全部被翻出,干死。究其原因,是山区土地少;库区内大片土地,作为库容的一部分,以往并未进行管理,当地农民用做压宝地;当地农民在河滩地开垦种植玉米和小杂粮,收益颇丰,经济利益的趋使,农民不愿归还土地。请当地政府进行协调,以合同的方式由当地政府的农业部门进行实施,尽管受到很大的阻力,最终工程得以顺利进行。
可见,由县政府协调,由县农业部门所属农业科学研究所实施,这一运作模式是可行的,效果也是好的。今后湿地建设这项工作,还要进一步依靠县政府、镇政府的力量,加大政府的工作力度,做好水库周围农民的思想宣传工作,使他们以后真正在思想上有一个正确的认识,从而推动工作更好地向前发展。
2.2 技术设计
暴雨径流人工湿地处理系统与其他人工湿地系统有很大区别。从设计的角度,应详细论证水文因素、水力因素、湿地容积、水生植物和填料等多方面的问题。
暴雨湿地系统实质上是作为一个间歇反应器运行的。湿地的水位在降雨前后发生变化。水位的变化导致湿地水位周期性的下降,使积累的有机物自然氧化,还可使氧气向填料中扩散,加强湿地内的消化作用。总氮、水溶态氮、总磷、水溶态磷的输入浓度随降雨径流过程减小。总氮、总磷与径流量对地表的侵蚀能力成正相关,其输入浓度的递减规律多呈抛物线型,递减速度快。水溶态氮输入浓度基本上是线性分布,与总氮、总磷比较其递减变化幅度小。氮磷输入还与降水强度有关,强度大的降水侵蚀作用强烈,氮磷随水土流失量大。
(1)水文因素。为保证湿地的长期效果,在设计中应考虑水文因素和湿地生态特点之间的关系。水的来源、速度、体积以及洪水发生的频率都影响着湿地介质的物理、化学特性。反过来,介质
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由于人工湿地的土建施工比较简单,而且基本不需要耗能,因此其造价和运行管理费要比传统的处理工艺低。同时,湿地生态系统是水生植物、微生物、动物的栖息地,具有生物多样性,是生物产出量最大的系统之一,具有一定的利用价值。同时,湿地系统如建设得好,还可以改善环境,调节局部小气候,对降解污染物和净化空气有一定的作用,具有良好的生态环境价值。
据调查统计,本市现有湿地面积约5万hm2,其中天然湿地3.5万hm2,人工湿地1.5万hm2。生长在这些湿地中的植物约312种,生活的野生动物260多种。密云水库湿地建设也为实现水资源的可持续利用,进行了很好的尝试,同时,还将为密云水库上游人民的生产、生活提供多种资源。
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