衛(wèi)河邯鄲段生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)

衛(wèi)河邯鄲段生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)-建筑論文衛(wèi)河邯鄲段生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)劉亞峰（漳衛(wèi)南運(yùn)河邯鄲河務(wù)局河北邯鄲056001）【摘要】針對(duì)衛(wèi)河邯鄲段水質(zhì)現(xiàn)狀及水資源利用存在的問題，從水資源系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)互動(dòng)協(xié)調(diào)的角度出發(fā)，提出了該河段生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)模式。選取金灘鎮(zhèn)順道店典型試驗(yàn)區(qū)，選取利用氧化塘、生物膜、浮島、人工濕地、水生植物、水生動(dòng)物凈化水體等修復(fù)技術(shù)方案，論證了衛(wèi)河邯鄲段生態(tài)演替式水體修復(fù)模式的合理性。關(guān)鍵詞水體污染；生態(tài)演替式；水體修復(fù)EcologicalSuccession-typeWaterRestorationTechnologyinHandanReachofWeiRiverLiuYa-feng(HandanManagementBureauofSouthZhangweiCanalHandanHebei056001)【 Abstract 】AimingattheexistingproblemsofthewaterqualityandwaterresourcesutilizationofHandanreachofWeiRiver,ecologicalsuccession-typewaterrestorationtechnologywasdiscussedfromthewatersystemandecologicalsystempointofview.Asatypicalexperimental,thetechnologiesofoxidationpond,biofilm,floatingisland,artificialwetland,aquaticandaquaticplantwereusedinJintanTown.Thetestresultsshowthatecologicalsuccession-typewaterrestorationtechnologyinHandanReachofWeiRiverisReasonable.【 Keywords 】Waterpollution;Ecologicalsuccession-type;Waterrestoration面對(duì)日趨嚴(yán)峻的水資源情勢(shì)，世界各國(guó)均把污水截流、廢水達(dá)標(biāo)排放和控制排污總量作為河道整治的首要措施。海河水利委員會(huì)及衛(wèi)河沿岸各級(jí)政府不斷加大污水治理力度，控制進(jìn)入河道的污染物，實(shí)施截污工程，對(duì)河流水質(zhì)改善起到了巨大的作用。但由于歷史的原因，眾多規(guī)模較小的排污口無法納入到截污工程之中，零散分布的點(diǎn)源污染和大范圍的農(nóng)業(yè)面源污染往往直接入河，未經(jīng)處理的污水順河排向下游，造成下游水體污染、臭氣彌漫，嚴(yán)重影響了周邊環(huán)境以及當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉa(chǎn)和生活。由于點(diǎn)源污染、面源污染在漳衛(wèi)南水系極為嚴(yán)重，僅僅靠控源來治理河水污染是不夠的，因此，強(qiáng)化水體的自凈能力，對(duì)河道污水進(jìn)行原位或異位處理，成為河道污水修復(fù)的重要措施之一。水質(zhì)現(xiàn)狀及水資源利用存在的問題1.1水質(zhì)現(xiàn)狀。近年來，由于衛(wèi)河邯鄲段上游入境水量的減少和沿途污水大量匯入，致使該河段水體感官性狀極差，水體呈黃褐色并伴有惡臭。該河段設(shè)有留固和龍王廟兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果表明，水質(zhì)類別均為大于V類。其主要污染物質(zhì)為氨氮、CODMn、CODCr、BOD5、揮發(fā)酚等，超標(biāo)倍數(shù)分別為5.2、2.7、2.8、1.0、1.4。河段內(nèi)水體已經(jīng)完全喪失了其使用功能。1.2水資源利用存在的問題。邯鄲市多年平均衛(wèi)河水利用量為1336萬m3，多年平均利用率僅為1.71%。衛(wèi)河水資源利用率低的原因很多，但其來水水質(zhì)差、不能直接大量應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是其主要原因之一。衛(wèi)河水質(zhì)的嚴(yán)重污染不僅直接影響了沿河兩岸經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成了不利影響，因此，改善衛(wèi)河水質(zhì)，是改善衛(wèi)河流域生態(tài)環(huán)境和提高衛(wèi)河水資源利用率，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)河流域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。修復(fù)及利用工程模式針對(duì)衛(wèi)河水質(zhì)現(xiàn)狀及水資源利用存在的問題，綜合考慮國(guó)內(nèi)外水體修復(fù)技術(shù)及實(shí)踐，提出衛(wèi)河邯鄲段水體修復(fù)工程模式。2.1生態(tài)演替式水體修復(fù)。生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)是利用培育的植物、動(dòng)物或培養(yǎng)接種的微生物的生命活動(dòng)，對(duì)水體污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，從而使水體得到凈化的技術(shù)，同時(shí)可將綠化環(huán)境及景觀改善結(jié)合起來，創(chuàng)造人與自然融合的優(yōu)美環(huán)境。結(jié)合本河段特點(diǎn)，利用衛(wèi)河防洪堤內(nèi)外廢棄河道和堤內(nèi)分布低洼灘地，如順道店廢棄河段、金灘鎮(zhèn)廢棄河段等建立生態(tài)演替式水體修復(fù)工程，對(duì)河道水體進(jìn)行逐級(jí)修復(fù)。2.2溝渠濕地控制面源污染。衛(wèi)河邯鄲段處于平原地區(qū)，農(nóng)業(yè)是該地區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)命脈，農(nóng)藥、化肥和養(yǎng)殖業(yè)形成的面源污染是該地區(qū)的主要污染源之一，汛期徑流將其直接帶入河道，造成河水污染。為此，在防洪堤外1Km范圍內(nèi)建立排水溝網(wǎng)，溝內(nèi)種植植物，形成溝渠濕地，將汛期徑流滯蓄在溝渠濕地內(nèi)，進(jìn)行初步凈化，然后集中排入河道或引入堤內(nèi)的生態(tài)演替式水體修復(fù)工程。2.3邯鄲市生態(tài)水網(wǎng)蓄水利用。為提高邯鄲市對(duì)衛(wèi)河水資源的利用率，可通過提水泵站，在非灌溉季節(jié)向邯鄲東部生態(tài)水網(wǎng)蓄水。主要工程有：(1)軍留泵站，向東風(fēng)渠供水；(2)岔河咀泵站，向小引河供水；(3)路莊泵站，向民有干渠供水。為保證邯鄲市生態(tài)水網(wǎng)水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境，在引水渠首建造2~3Km長(zhǎng)的生態(tài)演替式水體修復(fù)工程，水體經(jīng)修復(fù)后再引入生態(tài)水網(wǎng)。生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)由于衛(wèi)河水體污染嚴(yán)重，衛(wèi)河水利用的關(guān)鍵是水體的修復(fù)凈化，因此，本文針對(duì)生態(tài)演替式水體修復(fù)工程技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究。3.1修復(fù)目標(biāo)。針對(duì)衛(wèi)河下游河道水質(zhì)污染現(xiàn)狀，綜合考慮處理工藝的有效性、長(zhǎng)效性、經(jīng)濟(jì)性和生態(tài)兼容性等，將各種處理技術(shù)合理結(jié)合，充分發(fā)揮各種技術(shù)的優(yōu)越性，對(duì)河道污染水體進(jìn)行處理，力求持續(xù)發(fā)揮和強(qiáng)化河流自身的凈化能力，減少能源消耗和二次污染，同時(shí)與親水景觀建設(shè)結(jié)合，使處理工藝親切自然，更富人性化。通過水體修復(fù)，消除爭(zhēng)氧物質(zhì)，穩(wěn)定水體的高溶氧狀態(tài)，快速培植優(yōu)勢(shì)好氧微生物，打造生態(tài)基礎(chǔ)，并通過水生動(dòng)、植物定向培養(yǎng)、建立起人工生態(tài)，通過人工生態(tài)向自然生態(tài)演替，恢復(fù)水體生物多樣性，并充分利用自然系統(tǒng)的循環(huán)再生、自我修復(fù)等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。3.2技術(shù)要素。衛(wèi)河邯鄲段生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)包括氧化塘技術(shù)、生物膜對(duì)水體的凈化作用、浮島的凈化作用、水生植物凈化景觀化應(yīng)用、水生動(dòng)物凈化水體、人工濕地等。在本工程應(yīng)用中，根據(jù)水體污染程度，水體環(huán)境資源現(xiàn)狀等考慮選用不同的技術(shù)組合，以呈現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。(1)氧化塘。典型區(qū)氧化塘設(shè)置厭氧塘和兼性塘。厭氧塘內(nèi)依靠厭氧菌的代謝功能，使有機(jī)底物得到降解。兼性塘從上到下分為三層：上層好氧區(qū)、中層兼性區(qū)、塘底厭氧區(qū)。（2） 生物膜。生物膜技術(shù)通過在固定支架上設(shè)置生物填料，為參與污染物凈化的微生物、原生動(dòng)物、小型浮游動(dòng)物等提供附著生長(zhǎng)條件，使大量參與污染物凈化的生物在此生長(zhǎng)。由于其固著生長(zhǎng)而不易被大型水生動(dòng)物和魚類吞食，使單位體積的水體中生物數(shù)量成幾何級(jí)數(shù)增加，可強(qiáng)化河湖水體的凈化能力。（3） 浮島。本工程的浮島是一種像筏子的人工浮體，在上邊栽培一些美人蕉之類的植物，漂浮在水面。人工浮島的水質(zhì)凈化針對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的水質(zhì)，利用生態(tài)工程學(xué)原理，降解、吸收水中的COD、氮、磷等。（4） 水生植物。水生植物技術(shù)將生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能應(yīng)用于水質(zhì)凈化，充分利用自然凈化與水生植物系統(tǒng)中各類水生生物間功能上相輔相成的協(xié)同作用來凈化水質(zhì)，在水體中適當(dāng)布置既有觀賞價(jià)值又有凈化功能的浮水植物和挺水植物，使水體不僅具有自然風(fēng)貌的景觀，而且增強(qiáng)水體的生物凈化功能。（5） 水生動(dòng)物。本項(xiàng)目水域面積大，存在許多有害昆蟲如蚊、蠅的滋生場(chǎng)所，水中投魚可攝食蚊子及其它昆蟲幼蟲，避免水域?qū)χ車h(huán)境造成的危害。此外，水體中投放適當(dāng)?shù)乃鷦?dòng)物可以有效的去除水體中富余營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，控制藻類生長(zhǎng)，同時(shí)分泌促絮凝物質(zhì)，使湖水中懸浮物質(zhì)絮凝，促使水體變清。(6)人工濕地。在人工設(shè)計(jì)和監(jiān)督管理下，人工水面濕地去污效果優(yōu)于自然濕地系統(tǒng)，項(xiàng)目綜合采用人工水面濕地技術(shù)和潛流濕地利用技術(shù)。水面濕地系統(tǒng)的污染水體在濕地的表面流動(dòng)，水位較淺，通過生長(zhǎng)在植物水下部分的莖、竿上的生物膜來去除污水中的大部分有機(jī)污染物。潛流濕地系統(tǒng)的污水在濕地床內(nèi)部流動(dòng)，利用填料表面生長(zhǎng)的生物膜、豐富的植物根系及表層土和填料截留的作用來凈化污水，水位較深，具有保溫性能好，處理效果受氣候影響小，衛(wèi)生條件較好的特點(diǎn)。應(yīng)用實(shí)例4.1項(xiàng)目區(qū)選擇。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，選擇大名縣金灘鎮(zhèn)順道店村附近的廢棄河段。試驗(yàn)河段位于衛(wèi)河右岸防洪堤內(nèi)側(cè)，長(zhǎng)2.6Km，寬60~150m。4.2生態(tài)處理系統(tǒng)工程布置。處理系統(tǒng)由12個(gè)池段組成，工程逐級(jí)布置如下：1號(hào)池為厭氧塘兼做沉淀池。設(shè)計(jì)水深4m,由泵站出水池底孔進(jìn)水，其末端為表流陡坎出水，曝氣復(fù)氧，進(jìn)入2號(hào)池。2號(hào)、3號(hào)池均為兼性氧化塘。設(shè)計(jì)水深1.5m,2號(hào)池通過底流出水進(jìn)入3號(hào)池，3號(hào)池表流出水曝氣后進(jìn)入4號(hào)池。4號(hào)池為人工浮床塘(下設(shè)生物膜)。設(shè)計(jì)水深1.5m，以浮床為介質(zhì)，種植美人蕉水生植物，并在浮床底部進(jìn)行生物掛膜，表流出水后進(jìn)入5號(hào)池。5號(hào)池為植物塘。本塘塘面較寬，設(shè)計(jì)水深1.5m，以睡蓮等浮水植物為主，出水后進(jìn)入6號(hào)池。6號(hào)池也為植物塘。設(shè)計(jì)水深1.0m，以水蔥等挺水植物為主，底流出水后進(jìn)入7號(hào)池。7號(hào)池為魚塘。設(shè)計(jì)水深2.4m，出水后進(jìn)入8號(hào)池。8號(hào)池、9號(hào)池為表流濕地，設(shè)計(jì)水深1.0m，主要種植蘆葦?shù)?，底流出水后進(jìn)入10號(hào)池。10號(hào)池為潛流濕地，設(shè)計(jì)水深0.3m，共分成72個(gè)單元，由中間雙線渠供水，由兩側(cè)集水渠出水后進(jìn)入11號(hào)池。11號(hào)池仍為表流濕地，種植挺水植物，出水后進(jìn)入12號(hào)蓄水池。4.3經(jīng)濟(jì)分析。本工程日處理水量8.4萬m3，考慮到水位變化等因素影響，取0.7的折扣系數(shù)，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行期按10年計(jì)，則經(jīng)濟(jì)運(yùn)行期內(nèi)可處理水量21462萬m3。經(jīng)投資測(cè)算，單方水處理價(jià)格為0.19元/m3，