利用人工濕地改善淮河水質(zhì)的初步設(shè)想
——以建設(shè)姜唐湖人工濕地為例

楊國(guó)鈺 李 國(guó) 王志寶

利用人工濕地改善淮河水質(zhì)的初步設(shè)想
——以建設(shè)姜唐湖人工濕地為例

楊國(guó)鈺 李 國(guó) 王志寶

一、基本情況

沙潁河發(fā)源于河南省伏牛山區(qū)，跨河南、安徽兩省，流經(jīng)平頂山、漯河、周口、阜陽(yáng)等四十個(gè)市縣，于安徽省潁上縣沫河口匯入淮河，河道全長(zhǎng)620km，其中河南省境內(nèi)410km，安徽省境內(nèi)210km。沙潁河流域總面積為36651km2，占正陽(yáng)關(guān)以上集水面積的41.7％。沙潁河上游山區(qū)有昭平臺(tái)、白龜山、孤石灘、白沙等4座大型水庫(kù)，常莊、尖崗等23座中型水庫(kù)和大量的小型水庫(kù)；大型水庫(kù)控制流域面積4011km2，總庫(kù)容19.38億m3，防洪庫(kù)容8.49億m3。沙潁河周口以上流域呈扇形，兩岸羽狀河系發(fā)育，支流眾多；周口以下、特別是省界以下流域呈帶狀，少有支流匯入。沙潁河主要的一級(jí)支流有8條，從上至下左岸有：北汝河、小潁河、賈魯河、新運(yùn)河、新蔡河、黑茨河；右岸有：澧河、汾泉河。沙潁河干流上有周口、槐店、鄭埠口、耿樓、阜陽(yáng)、潁上6個(gè)樞紐，其中潁上閘為控制沙潁河進(jìn)入淮河干流的最后一級(jí)控制，潁上閘距離潁河口（潁河入淮河口）36.9km。

淮河干流發(fā)源于河南省南部的桐柏縣境內(nèi)，干流全長(zhǎng)1000km?；春痈闪髯栽搭^至臨淮崗壩址長(zhǎng)454km，處于流域西南部，以山區(qū)、丘陵區(qū)為主，流經(jīng)河南信陽(yáng)、正陽(yáng)、羅山、息縣、淮濱、固始和安徽阜南、潁上、霍邱等市縣，臨淮崗壩址以上集水面積4.22萬(wàn)km2，占正陽(yáng)關(guān)以上集水面積的48％，較大支流有史灌河和洪汝河，較大的水庫(kù)有南灣水庫(kù)、潑河水庫(kù)、鲇魚(yú)山水庫(kù)和梅山水庫(kù)等。

姜唐湖行洪區(qū)原為姜家湖和唐垛湖兩個(gè)行洪區(qū)，臨淮崗工程的建設(shè)使姜家湖和唐垛湖聯(lián)圩改為姜唐湖行洪區(qū)，總面積約為145.95km2，洪水位26.5m進(jìn)洪，庫(kù)容7.6億m3，區(qū)內(nèi)地面高程8.5～22.5m，區(qū)內(nèi)共有耕地11.7萬(wàn)畝，2007年人口10.1萬(wàn)。

淮河正陽(yáng)關(guān)以上沙潁河與淮河干流的集水面積基本相當(dāng)，姜唐湖位于沙潁河入淮河口處，且有臨淮崗工程節(jié)制。

二、建設(shè)姜唐湖濕地處理沙潁河水的合理性、有效性分析

依據(jù)國(guó)務(wù)院批復(fù)的《全國(guó)重要江河湖泊水功能區(qū)劃（2011—2030年）》，淮河干流沙潁河入口處水功能一級(jí)區(qū)為淮河阜陽(yáng)六安滁州開(kāi)發(fā)利用區(qū)，二級(jí)功能區(qū)為淮河阜陽(yáng)六安農(nóng)業(yè)用水區(qū)，水質(zhì)目標(biāo)為Ⅱ～Ⅲ類(lèi)水（《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838 -2002），下同）；沙潁河入淮河口及以上119km，水功能一級(jí)區(qū)為潁河阜陽(yáng)開(kāi)發(fā)利用區(qū)，二級(jí)功能區(qū)為潁河阜陽(yáng)潁上農(nóng)業(yè)用水區(qū)，水質(zhì)目標(biāo)為Ⅲ～Ⅳ類(lèi)水。

根據(jù)淮河流域水資源保護(hù)局《2013年10月～2014年9月淮河流域省界水體水資源質(zhì)量狀況通報(bào)》，淮河老壩頭、沙潁河界首沙潁河橋水質(zhì)現(xiàn)狀情況見(jiàn)表1。

表1 淮河老壩頭、沙潁河界首沙潁河橋現(xiàn)狀水質(zhì)情況表

沙潁河界首沙潁河橋斷面控制沙潁河集水面積的88.8％，界首以下沙潁河還流經(jīng)太和、阜陽(yáng)、潁上等縣市，單位流量的污染負(fù)荷很重，綜合考慮污染物沿程降解的影響，從偏于安全的角度，以沙潁河界首沙潁河橋斷面水質(zhì)代表沙潁河入淮河口水質(zhì)進(jìn)行分析。

由表1可見(jiàn)，淮河老壩頭斷面2013年10月～2014年12月水質(zhì)全部達(dá)到Ⅱ～Ⅲ類(lèi)的水質(zhì)目標(biāo)要求；沙潁河—界首沙潁河橋斷面2013年10月～2014年12月有6個(gè)月的水質(zhì)為Ⅴ～劣Ⅴ類(lèi)，達(dá)不到Ⅲ～Ⅳ類(lèi)的水質(zhì)目標(biāo)要求，離淮河干流該河段Ⅱ～Ⅲ類(lèi)的水質(zhì)目標(biāo)要求差距更大。沙潁河污染的主要污染物為總磷、氨氮、化學(xué)需氧量。

人工濕地污水處理技術(shù)研究進(jìn)展情況：獲得2014年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)的“農(nóng)村污水生態(tài)處理技術(shù)體系與集成示范”成果，其中包括研發(fā)出人工濕地除磷脫氮技術(shù)、人工濕地防堵塞技術(shù)及生態(tài)曝氣穩(wěn)定塘技術(shù)、污泥和水葫蘆生態(tài)處理技術(shù)等。

人工濕地在淮河流域已有應(yīng)用情況：《南四湖人工濕地建設(shè)示范工程》（《濕地科學(xué)與管理》（2012年第04期））就新薛河人工濕地有如下論述：“該工程是濟(jì)寧建成的第一處人工濕地，分土建工程與種植工程兩部分，土建工程由新薛河橡膠壩工程及人工濕地表面流工程組成。目前已人工種植蘆竹、蓮藕、菱角、芡實(shí)等濕地植物200hm2，自然恢復(fù)保護(hù)當(dāng)?shù)睾敗⑾闫选⒖嘟莸人参?33.3hm，示范區(qū)已經(jīng)形成333.3 hm2的人工濕地規(guī)模，并實(shí)現(xiàn)了濕地內(nèi)挺水植物帶、浮葉植物帶和沉水植物帶的優(yōu)化配置，使之成為南四湖東部生態(tài)凈化水質(zhì)的一道屏障。目前,新薛河入湖口人工濕地工程運(yùn)行狀況良好,水體中主要污染物去除效果明顯,出水水質(zhì)達(dá)到了地表水Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)；示范區(qū)內(nèi)植物種類(lèi)比生態(tài)修復(fù)前增加72％,鳥(niǎo)的種類(lèi)和數(shù)量也在不斷增加。”

綜上所述，淮河正陽(yáng)關(guān)以上沙潁河與淮河干流的來(lái)水量基本相當(dāng)，水質(zhì)卻明顯較差，要提高淮河干流沙潁河口以下水質(zhì)就須處理入淮河的沙潁河水；姜唐湖恰好位于沙潁河入淮河口處，加之沙潁河的污染特性以濕地能較好去除的總磷、氨氮、化學(xué)需氧量污染為主，由此可見(jiàn)，建設(shè)姜唐湖人工濕地，借以處理以總磷、氨氮、化學(xué)需氧量污染為主的沙潁河水是合理的、有效的。

三、設(shè)想的實(shí)現(xiàn)

建設(shè)姜唐湖濕地，由設(shè)想變?yōu)閷?shí)際工程的過(guò)程中，肯定會(huì)有居民生活、耕地占用、生態(tài)環(huán)境變化等社會(huì)、資源、環(huán)境方面的問(wèn)題，需要嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)論證來(lái)解決。

設(shè)想姜唐湖濕地建成運(yùn)行后，沙潁河來(lái)水進(jìn)入姜唐湖濕地，當(dāng)然若淮河干流遇有污染時(shí)，也可以進(jìn)入姜唐湖濕地，一方面去除污染物質(zhì)提升水質(zhì)，另一方面在水量方面還有一定的調(diào)蓄作用，同時(shí)還不影響姜唐湖既有的行洪功能，對(duì)淮河干流的水資源保護(hù)與利用無(wú)疑是積極的、影響深遠(yuǎn)的

（作者單位：淮河水資源保護(hù)科學(xué)研究所 233001 淮河流域水資源保護(hù)局 233001 淮委沂沭泗局下級(jí)湖水利管理局 221600）