玉环漩门二期库区水质的生态治理方案

玉环漩门二期库区水质的生态治理方案
玉环县位于浙江省东南沿海，东经121°05′－121°32′，北纬28°01′－28°19′，地处温州和台州两个港口城市之间。东濒东海，南连 洞头洋，西嵌乐清湾，北接温岭市。全境由楚门半岛、玉环本岛及135个外围岛屿和海礁组成。境域总面积2279.4平方千米，其中陆地面积（含岛屿面 积）377.7平方千米，海域面积1901.73平方千米，是全国12个海岛县之一。现有总人口51.8万，其中外来常住人口17万。

玉环地处亚热带季风气候区，濒临东海，具有明显的海洋性气候特征。常年温暖湿润，四季分明，雨量充沛，常年降水一般为1300至1500毫米。但降水 季节不均，多年平均径流量25424万立方米，其中地表径流量20675万立方米，地下径流量4749万立方米；全年水资源总量16017万立方米，其中 地表水13025万立方米，地下水2992万立方米；年可供水量4819万立方米（包括河流、水库、山塘、地下水在内）。但因境域是沿海丘陵地区，源短流 急，河道浅窄，年内洪枯变化大，县境内河流多为浦港疏浚而成，依山脉走向，自成水系。一年蓄水总量不到0.3亿立方米，人均水资源拥有量仅为全省的四分之 一。水资源紧缺状况突出。然而现状却是：由于海岛地形缺乏建库造坝条件，一边严重缺水，一边是天上掉下来的、外面流进来的3亿立方米水因无处可蓄而白白流 入大海，形成“有雨涝灾，无雨旱灾”的窘境。水资源利用率不高，造成生产、生活用水紧张。是全国水资源供需矛盾最突出的地区。为解决用水紧缺问题，境内上 马了漩门二期蓄淡围垦工程和里墩水库等重点水源工程。

漩门二期蓄淡围垦工程位于乐清湾顶东北段，北、东、南三面为低山残丘区，西临乐清湾，工程围区集雨面积166.2km2，坝址以上流域多年平均降水量 为1430mm ；水库围垦总面积5.6万亩土地，蓄淡库区2.4万亩，总库容8312万m3，正常库容6410万m3，多年平均调节水量5931万m3。其容积是玉环县 现有全县大小山塘、水库和河网容积2.4倍，概算投资5.29亿元，但近年来，由于经济发展、人口膨胀，上游水系由于地表水利用程度不断提高，河道下泄流 量减少，加上城市生活和工业排污量增加，库区上游许多河段水体污染严重。造成水生态系统破坏，功能退化，蓄淡库区富营养化严重，水质恶化趋势日渐显现，如 建成库区不能发挥蓄淡供水功能，不仅制约区域经济发展，还将成为当地的主要环境问题，将造成巨大投资浪费。因此，蓄淡库区富营养化已引起了各级水利部门， 各级地方政府的高度重视。由于浅水库区水陆界线模糊、水土界面的物质、能量交换剧烈,富营养化浅水湖泊生态系统与环境的治理具有复杂性和特殊性，因此，开 展湖泊富营养化过程与恢复途径及治理技术的研究（包括沉积物再悬浮与风浪的作用、沉积物的特征，与营养盐循环、转化、大型水生植物的作用机理等）。对于湖 泊富营养化控治与生态修复，有着非常重要的科学理论意义与实际应用价值。近年来，漩门二期上游城镇区域的河段，由于工业废水和含磷洗涤剂、人畜粪尿以及其 他生活污水大量排放，增加了水中氮、磷等营养成分，造成湖泊内水体溶解氧降低，出现水质发黑发臭，藻类丛生、鱼类大量死亡等现象。城镇水资源、水生态、水 环境问题日益突出。流经城镇的河段普遍受到污染，城镇水生态系统不断遭到破坏，水的自净能力和景观美化功能日渐消失。库区水资源开发、生态环境保护与可持 续管理已引起了各级水利部门的高度重视，人工湿地法在漩门二期库区水质处理中的运用研究课题被立为2004年度浙江省水利厅科技计划项目。

自然生态系统是一个整体，由生产者、消费者、分解者和环境要素组成，任何一种因素的减少，都会引起生态系统的失衡。人类要尊重生态系统的平衡，更要防 止由于人类的自身活动破坏这种平衡。一旦出现失衡现象，人类要竭力恢复这种平衡。水生态系统也不例外，水必须与水生生物群落共存，水不能从水生态系统中分 割出来。

水生态系统结构具有自我调控和自我修复的本能。在长期的进化过程中，形成了同种生物种群间、异种生物种群间在数量上的调控，保持着一种协调关系。在生 物群落与生境之间是一种物质、能量的供需与转化关系，在长期的进化过程中也形成了相互间的适应。在大型水体中，生物群落与生态环境的供需关系，体现为以水 为载体的食物链的能量流动。水体自我修复能力也是淡水生态系统自我调控能力的一种。通过自我修复，在外界干扰条件下，保持水体的洁净。由于具有这种自我调 控和自我修复能力，才使淡水生态系统具有相对的稳定性。

水环境的生态修复和污水生态处理系统就是强化这种水生态的自我修复本能，以太阳能为初始能源，通过在受污的水生态系统中种植水生作物，进行微生物、水 生动物的养殖，形成人工生态系统。在太阳能的推动下，通过生态系统中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化，将进入该系统污水中的有机污染物 进行降解和转化，最后不仅去除了污染物，而且以水生作物，水产如鱼、虾、蟹、等 和水禽如鸭、鹅等 的形式作为资源回收，净化的污水也作为再生水资源予以回收再用，使污水处理与利用结合起来。在污水处理的同时实现污水的无害化和资源化，从而实现水的良性 循环和水资源的可持续发展。生态方法水体修复技术具有以下优点：处理效果好，工程造价相对较低，运行成本低廉，还可以结合景观改善及城市地区场所休闲建 设。此外，项目实施后还可带来较大的经济效益，这种技术在国内外都已经有一些成功的工程实例。

上世纪８０年代初以来，在加速发展经济的过程中，工业、农业和生活污水排放量大增，造成了严重的水污染。而人口、城镇的扩张使库区周围的生态系统被破坏 了，原有的天然芦苇和水稻田消失殆尽，更不要说是湿地了，河水失去了自我净化功能。湖泊河流都有着自己的一套生态净化系统，要是遭到破坏，自然恢复很难。 地表径流、水土流失、固体废物和村镇生活污水、农田施用化肥、农药形成的农田径流，畜禽养殖业排放的废水、废物，是主要面污染源，而河道和沟渠是污染物的 最终途径，未经处理的工业废水排放是最重要的点污染源，工业废水造成水污染占水污染负荷50％以上。湖泊、河流、海湾的底部沉积物蓄积着多年来排入的大量 污染物，称为内污染源，目前已是水体富营养化形成的重要因素。针对不同的污染源，必须研究、实施有针对性的有效对策，分述如下。

一 污水厂集中处理
水环境整治的重点是对污染源的治理与控制，特别是抓好工业和生活废水的源头治理是解决问题的关键。对点污染源一般采用截污管截污，污水厂集中处理。

二 人工湿地
汪部长指出："湿地是地球的肾，水经过肾脏，水质可以变好。湿地保护也应是我们水利工作的内容之一。"人工湿地主要用于小城镇、村镇的污水处理。人工 湿地为工程筑造的湿地，为保证污水有良好的水力流态和较大体积的利用率，采用适宜的形状和尺寸，及进水、出水和布水系统。其中种植芦苇等沼生植物。它主要 通过土壤、微生物、植物所组成的系统对废水完成一系列净化过程，既达到废水处理的目的，又可利用废水中的营养物质和水用于农业。人工湿地运行简单，处理效 果良好，不仅能去除COD、BOD，而且能除磷脱氮和去除重金属等；人工湿地也可以用于许多工业废水如化工、纸浆、纺织印染、重金属废水、化学试剂等的处 理。 也可以推广应用于雨水处理。

人工湿地是利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重共同作用来实现对污水的净化。其工作原理是：污染物与植物的茎部的接触靠电化学作用产生沉淀效 果(具有沉降性的有机物通过沉积和过滤可很快被去除)；植物的根与茎的吸收去除污染物质；附着在植物茎部和根部上的微生物的吸附分解作用对水进行净化(系 统中可溶性有机物主要通过微生物的降解而去除)，氮则是通过硝化与反硝化反应及水生植物的吸收而被去除，而磷的去除主要靠沉淀、吸附及水生植物的吸收,上 述作用使水质逐步净化，富营养化程度逐渐降低，使湿地水环境得到改善。 为提高人工湿地的治污效率，近年来生态床系统发展很快，人工复合生态床系统是在人工湿地的基础上选择最佳的植物栽种方式，并在床体内部填充多孔的、有 较大比表面积的介质以改善湿地的水力学性能，为微生物提供更大的附着面积，同时增强系统对污染物(尤其是氮、磷)的去除能力。有关资料表明，复合生态床中 的植物长势非常良好，在4个月内芦苇、茭白和菖蒲分别由0.4m长高到2.0、2.5和1.2m，而且枝叶繁密，生长速度明显高于天然环境中的植株。因为 水生植物都有通过水面上的枝叶从大气中吸收和输送氧气的能力，它们把氧气送到根部的气体导管，所以与根或茎直接接触的土壤会呈好氧状态，其他部位的土壤则 呈厌氧状态，这为土壤中各种不同微生物提供了适宜的环境，从而促进污染物的降解；而空白湿地上无植物生长且长期被淹没，土壤几乎都呈厌氧状态，不利于多种 微生物的生长。污水处理系统中的植物被认为是一个营养贮存库，植物吸收营养维持生长和繁殖(这些营养物基本来自污水中的有机物、氮和磷)，植物生长得越快 则污染物减少得越多。人工复合生态床作为湿地系统的一种，具有工艺简单、运行管理方便、生态环境效益显著、投资少等优点，适合于污水浓度低、流量大的村镇 生活污水的处理。该技术具有净化效果好、投资费用低。

三 生物稳定塘
生物稳定塘利用水域的自我净化能力。按净化作用机理分为兼性塘、曝气塘、好氧塘、厌氧塘和综合生物塘等。不同类型的稳定塘串联组成的生物稳定塘系统， 往往具有更好的处理能力，还可以将出水回用于灌溉农田，养殖渔业等，收到一定的经济效益。在漩门二期蓄淡围垦库区范围中，有一些不宜耕作的低价土地或废弃 坑洼池塘，在这种情况下，生物稳定塘就成为最具优势的处理方案。
为了提高生物稳定塘的处理能力和处理效果，可以在塘中种植一定的水生植物或放养一些水生动物，如浮水植物凤眼莲、挺水植物芦苇等，种植此类高等水生植物，可以有效地控制出水的藻类，除去水中的有机毒物及微量重金属，还可利用收获的植物而获得一定的经济效益

四 疏挖底泥
底泥是湖泊、河流的底部沉积的内污染源，蓄积着大量污染物，包括营养盐，有机毒物及重金属离子，在一定条件下，这些有害物进入水体，会加速水体的恶化，是水体富营养化形成的重要因素。可采用机械或人工方法挖除。

五 湖滨带的植被覆盖率和沉水 挺水植物生物量提高
从岸上延续到湖水中5０米－100米的范围内种植芦苇、莲藕或水草，然后再在约湖滨的岸上栽种香樟树、美人蕉或是柳树，同时投放鲢鳙鱼等能吃藻类的鱼 种。湖边浓密的植物能起到过滤作用，而芦苇、水草、莲藕、美人蕉和柳树的根茎可以很好地吸收消化水中的污染物，鱼能控制藻类数量，使进入湖泊的水变得清 洁。

综上所述的几种措施，人工湿地法是一种在发达国家逐渐兴起，库区内尚未开发实施，应用前景最诱人的方法，故应尽快开展人工湿地法在漩门二期蓄淡围垦库 区水质处理中应用项目的研究工作，本科研项目投资源共享185万元，计划分三年实施（2004-2007），先在漩门二期围区内，结合天然地形地貌条件构 建一个100—200亩的公园式人工湿地，其中人工复合生态床系统面积3000M2，对上游的超标水体进行生态处理，达标后排入蓄淡库区，通过布设灾时监 测系统，对人工湿地处理能力与水温、水质、水力条件、水力停留时间、挺水作物选择等方面的先导研究，对今后漩门二期库区大范围的生态治污打下理论基础，对 日后的库区治污工作有重要的实践指导意义。

总之，修复被破坏的水生态系统，使之恢复自我净化的功能，必须强调遵循自然规律，才能作到人与自然和谐相处，生态治污实际是模仿大自然中物质循环过程 中的自净功能，利用水生植物，微生物吸附和分解污水中有害物质，使污水由污浊变清亮，从又黑又臭变成为无色无味的过程，它可用于净化河流、湖泊及家庭生活 污水，这项技术不用化学药品，既没有污染又可降低成本，污水处理效果显著。如果能结合计算机水质自动监测系统，将会在漩门二期蓄淡围垦库区大范围的污水治 理和水生态修复工程中起关键性的作用。