王曉燕,李莉,仲崇東
(1.山東省水利勘測設(shè)計院,山東 濟南 250014;2.南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司,山東 濟南 250014)
峽山水庫上游濕地公園建設(shè)與生態(tài)修復(fù)
王曉燕1,李莉1,仲崇東2
(1.山東省水利勘測設(shè)計院,山東 濟南 250014;2.南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司,山東 濟南 250014)
通過建設(shè)峽山水庫上游人工生態(tài)濕地公園工程,采用生態(tài)濕地系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物作用的優(yōu)化組合對入庫前的河水凈化處理,以營造水質(zhì)凈化核心區(qū)、綠色浮島區(qū)、水鳥樂園區(qū)、農(nóng)耕文化體驗區(qū)、濕地探索區(qū)、休閑娛樂區(qū)六大功能區(qū)。
峽山水庫;濕地公園;生態(tài)修復(fù)
峽山水庫是山東省規(guī)模最大的集防洪、供水、灌溉、發(fā)電于一體的大(1)型水庫,總庫容14.05億m3,正常蓄水位時水庫面積127.1 km2,是國家一級水源地保護區(qū),是濰坊市的重要水源地,是膠東半島的國家級備用水源地,水質(zhì)應(yīng)滿足地表飲用水Ⅱ類標準。
峽山水庫上游的入庫河流有濰河及其支流渠河、浯河,該流域內(nèi)有不少工業(yè)企業(yè)和農(nóng)田,河道沿線生活污水、工業(yè)廢水以及面源污染均排入河中,特別是濰河水系,成為污染排放企業(yè)的主要集中地。為保證峽山水庫供水安全,入庫河流的水質(zhì)必須凈化處理。
濕地以上濰河流域的降水量在年際、年內(nèi)變化都比較大,年內(nèi)降水量多集中在汛期,年最大降水量為1 278.7 mm,年最小降水量為447.8 mm,兩極值比為2.9。流域多年平均降水量為733.7 mm,6~9月份降水量為531.3 mm,占年降水量的72.4%。
峽山水庫入庫水量主要由濰河和渠河兩條河流組成,非汛期3年一遇年平均流量分別為4.9 m3/s和1.7 m3/s。本次規(guī)劃確定峽山水庫非汛期水位區(qū)間為36.00 m~38.0 m。
2002年峽山水庫上游入河廢水總量為3 040.8萬t,典型污染物(點源和面源)化學(xué)需氧量和氨氮排放總量分別為14790.13 t和1686.75 t。其中諸城濰河段廢水入河量為2 739.4萬t,污染物化學(xué)需氧量和氨氮排放量分別為13 968.23 t和2 125 t;渠河廢水入河量為301.4萬t,污染物化學(xué)需氧量和氨氮排放量分別為821.9 t和61.75 t。
峽山水庫上游有大片的自然生態(tài)濕地,包括河流濕地、湖泊濕地、沼澤濕地等類型,為山東省最大的生態(tài)濕地之一。濕地由低洼地和淺水區(qū)構(gòu)成,包括濰河、渠河匯流入庫處的洼地,渠河、浯河匯流入庫處的洼地,濰河、渠河和浯河的河道,河口處水庫淺水水面等。
3.1 濕地水質(zhì)核心凈化區(qū)
該區(qū)占地1 066.7 hm2,形成濕地生態(tài)系統(tǒng),通過表面流+生物塘處理工藝對上游來水進行水質(zhì)凈化,處理后的水質(zhì)達到地表水Ⅱ類標準。同時,輔以建筑、園林、小品等景觀,實現(xiàn)水質(zhì)凈化、生態(tài)保護、生態(tài)旅游、生態(tài)教育等功能的有機結(jié)合。
3.2 濕地綠色浮島區(qū)
該區(qū)位于水質(zhì)凈化核心區(qū)的東側(cè),占地547.3 hm2。入庫口處及鄭公攔河閘的上游水位較深,不宜大面積種植水生植物,輔以植物浮島技術(shù),對入濕地前的上游來水進行初步凈化處理。
3.3 濕地水鳥樂園區(qū)
該區(qū)位于水質(zhì)凈化核心區(qū)的北側(cè),占地966hm2。水深不超過5 m,是鳥類的樂園。主要結(jié)合水域內(nèi)島嶼的保護性開發(fā),建設(shè)供鳥類棲息繁衍的密林帶和生態(tài)綠洲,修建觀鳥長廊、鳥類博物館,實現(xiàn)人與鳥類的近距離接觸。
3.4 濕地探索區(qū)
該區(qū)位于濰河和渠河兩岸,占地380 hm2,主要由坡地林和濕地構(gòu)成,充分利用現(xiàn)有坡地林區(qū)的肌理、植物和濕地水域,種植鄉(xiāng)土植物構(gòu)成生態(tài)濱河岸線,將濕地游樂與生態(tài)體驗相結(jié)合,給旅客提供親近大自然的平臺,給研究學(xué)者提供一個實踐、探索基地。
3.5 濕地農(nóng)耕文化體驗區(qū)
充分利用原蓄滯洪區(qū)內(nèi)魚塘和禾田,還原古老的東夷農(nóng)耕文明,喚起游人對東夷文化的記憶;修建親水平臺,開發(fā)農(nóng)耕、垂釣、采摘等項目,使游客體驗農(nóng)家原生態(tài)生活。
3.6 濕地休閑娛樂區(qū)
該區(qū)位于水質(zhì)凈化核心區(qū)的西側(cè),主要規(guī)劃建設(shè)國家級旅游景點,結(jié)合多樣性的生態(tài)濕地,建設(shè)休閑娛樂項目,豐富人們的物質(zhì)、文化、精神生活。
4.1 凈化工藝
在濰河和渠河河道內(nèi)分別建一座橡膠壩抬高河道水位,通過建設(shè)引水閘和引水渠道,將水庫上游河道來水引入濕地水質(zhì)凈化核心區(qū),通過布水渠均勻流入處理單元進行凈化處理。經(jīng)過濕地水質(zhì)凈化核心區(qū)處理后的水庫上游來水通過出水閘進入水庫。
4.2 凈化技術(shù)應(yīng)用
1)人工濕地。峽山水庫上游河道來水量大,河水污染物濃度相對較低,有排洪除澇要求,水質(zhì)凈化核心區(qū)采用表面流人工濕地管理簡單,較潛流型人工濕地更為適宜。還起到涵蓄水源、調(diào)節(jié)水量、生態(tài)修復(fù)和補充地下水資源的作用。
2)滯留塘技術(shù)。河流滯留塘技術(shù)通過直接在水流通道上建堰攔水,可以延長河水在單位距離上的停留時間,促進顆粒污染物的自然沉降,提高河水的透明度;利用河灘、河岸以及塘內(nèi)的植物吸收和微生物吸附降解作用,降解河水中的有機污染物,削減氮磷等誘發(fā)水體富營養(yǎng)化的物質(zhì);利用溢流壩上的跌水,加強河水自然復(fù)氧,最終提高單位距離上的河流自凈能力。
3)植物浮島技術(shù)。在受污染的水庫上游庫面,用木頭、泡沫等輕質(zhì)材料搭建浮島,以浮島作為載體,在水面上種植植物,構(gòu)成微生物、昆蟲、魚類、鳥類、植物等自然生物棲息地,形成生物鏈來幫助水體恢復(fù)。利用植物的生長從污染水體中吸收大量污染物質(zhì),并通過收獲植物體的方法將其搬離水體。植物浮島技術(shù)還具有為生物提供生息空間,改善景觀以及消波護岸的功能。
4)生態(tài)護坡技術(shù)。河道生態(tài)護坡以保護和創(chuàng)造生物良好的生存環(huán)境和自然景觀為前提,建設(shè)具有抗洪強度的河流護堤工程,能夠提高水系功能和改善水的質(zhì)量,把河道修復(fù)成為水體與土壤、水體與生物相互涵養(yǎng),適合生物生長的近自然狀態(tài)的河道。
4.3 設(shè)計負荷
1)水力負荷。設(shè)計流量為57.1萬m3/d
表面水力負荷為535.3 m3/(hm2·d)
2)污染負荷(如表1)。
表1 濕地水質(zhì)污染負荷表mg/L
3)濕地水質(zhì)凈化核心區(qū)設(shè)計參數(shù)。CODcr去除負荷為0.67 g/(m2·d),BOD5去除負荷為0.12 g/(m2·d),NH3-N去除負荷為0.005 g/(m2·d),TN去除負荷為0.073 g/(m2·d),TP去除負荷為0.002 g/(m2·d)。
目前,以濕地公園建設(shè)為依托,對濕地生態(tài)系統(tǒng)進行生態(tài)保護和恢復(fù)的設(shè)計理論以及技術(shù)方法等層面的研究較缺乏。不同濕地類型和環(huán)境條件下,濕地公園的類型和價值也不同。因此,要根據(jù)不同濕地公園的類型,提出有針對性的設(shè)計方案和參數(shù)計算方法,從而對濕地公園的生態(tài)系統(tǒng)進行有效的保護和恢復(fù),形成一套系統(tǒng)的濕地公園設(shè)計和方法指導(dǎo)。
(責(zé)任編輯張玉燕)
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1009-6159(2014)-02-0024-02
2013-12-13
王曉燕(1966—),女,高級工程師