鳳凰水庫庫尾生態(tài)景觀濕地設計

藍雪春，周榮剛，黃小燕，來俊杰

(浙江省水利水電勘測設計院，浙江 杭州 310002)

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鳳凰水庫庫尾生態(tài)景觀濕地設計

藍雪春，周榮剛，黃小燕，來俊杰

(浙江省水利水電勘測設計院，浙江 杭州 310002)

水生態(tài)文明；庫尾灘地；生態(tài)景觀濕地；安吉縣

針對安吉縣鳳凰水庫水質總氮指標偏高的問題，秉持水生態(tài)文明理念，結合該水庫區(qū)位優(yōu)勢和污染來源，因地制宜在庫尾灘地建設生態(tài)景觀濕地，通過濕地不同功能分區(qū)，凈化入庫水質，修復庫尾水生態(tài)和景觀環(huán)境，不僅具有治理面源污染的作用，而且兼有景觀修復和城鎮(zhèn)居民休閑的功能，具有良好的生態(tài)和社會效益，是水生態(tài)文明理念在濕地設計中的一次有益嘗試，對水庫庫尾前置庫濕地設計也具有一定的借鑒意義。

鳳凰水庫大壩距安吉縣城區(qū)約1 km，水庫集雨面積39.5 km2，總庫容2 112萬m3，設計年均供水量1 533萬m3。水庫2005年建成蓄水，2013年正式向城區(qū)供水。根據建庫后的逐月水質監(jiān)測成果，目前鳳凰水庫水體總氮平均濃度2.21 mg/L，已呈中營養(yǎng)化水平，且有逐年加重趨勢，迫切需要采取措施凈化入庫水質，保障水庫供水安全，而庫區(qū)上游排放的農村生活污水和農業(yè)面源污染是水庫總氮超標的最主要原因。為此，水庫管理處選擇在雙二庫尾灘地上建設生態(tài)濕地，作為水庫面源污染治理的試點工程。

1 現狀分析

1.1 區(qū)位優(yōu)勢

鳳凰水庫毗鄰安吉縣城(見圖1)，庫區(qū)內有水上運動訓練基地，左岸黃雙線公路逶迤而行，上游有南宋建炎年間的獨松關和古驛道。登上壩頂，極目遠眺，群山、溪流、城區(qū)融為一體。便利的交通條件、獨特的歷史人文和生態(tài)景觀，使得水庫成為安吉縣城市居民遠離喧囂、休閑度假、游山玩水、尋幽探險的好去處。

圖1 項目位置

1.2 地形地貌

雙二庫尾灘地呈不規(guī)則梯形，地面高程58～67 m，地勢西南高東北低，常年出露水面面積約有3.5萬m2。灘地東、南、西三面為黃雙線公路，北面為水庫及山體，西側中部和南側各有一條溪溝穿過。灘地內原始景觀凌亂，雜草叢生，分布有周邊村民亂掘形成的坑洼地、沙土堆，以及移民搬遷后遺留的房屋地基。

1.3 污染源

據調查，鳳凰水庫集雨范圍內農村生活廢水年排放量達16.4萬t，化肥農藥年施用量近400 t[1]，而雙二庫尾灘地南側溪溝上游有雙二村50多戶村民、604 hm2毛竹林，村民日常排放的生活污水和毛竹林施用的化肥均隨徑流直接進入水庫。此外，因灘地大部分時間露出水面，周邊村民在灘地內種植蔬菜，對水庫水質也極為不利。

1.4 徑流量

根據水庫多年逐月入庫流量推算，灘地內西側溪溝集雨面積1.9 km2，多年平均流量約0.054 m3/s；南側溪溝集雨面積約5.0 km2，多年平均流量約0.132 m3/s。

2 設計理念及原則

2.1 設計理念

遵循順應自然、維護水體健康、保護水資源和提升水環(huán)境景觀，促進人水和諧的水生態(tài)文明理念。

2.2 濕地布置原則

濕地平面及豎向布置結合灘地現狀地形和水庫調度運行實際，盡量減少土建工程量，節(jié)約工程投資，同時豎向布置應保證挺水植物區(qū)水深不淺于0.3 m、沉水植物區(qū)水深不淺于1.0 m。

2.3 濕地植物選擇

濕地植物選擇考慮植物的適應性和凈化能力，兼顧經濟價值和觀賞價值，根據其對氮磷的吸收能力、花色花期、景觀效果、生活習性及濕地水深條件搭配種植，營造出“陸生植物—挺水植物—浮葉植物—沉水植物”組成的景觀。

3 濕地設計

3.1 功能分區(qū)及平面布置

根據雙二庫尾灘地現狀地形、上游來水量及面源污染分布情況，以西側中部溪溝為界，將灘地劃分成南、北兩片。北片約1.3萬m2，靠近山體，場地形狀較規(guī)整，地勢高差相對較大，依靠西側溪溝配水不易，因此對該片場地現狀地形不作改變，用于布置景觀綠地。南片約2.2萬m2，南北長、東西短，地勢高差相對較小，依靠南側溪溝配水易實現，且污染源主要分布在該片場地上游，通過對微地形進行局部改造，用于布置凈化水質的生態(tài)濕地。

為避免南側溪溝汛期洪水沖刷對濕地的影響，結合西高東低的地勢，在南片生態(tài)濕地內順溪溝走向布置兩道漿砌石擋土墻，在西側和南側溪溝匯合口下游設置一道攔水堰，由此形成三級七塊條帶狀分級布置的生態(tài)濕地格局(見圖2)，各級各塊濕地之間利用擋土埂分隔。濕地水位通過擋土墻和攔水堰維持，濕地進水則通過設置在南側溪溝上游的引水堰及其引水管實現。各小塊濕地內種植不同的水生植物，以最大限度地發(fā)揮不同植物的水質凈化能力，提高水質綜合凈化效果，同時營造出豐富多彩的濕地植被景觀。

圖2 項目平面布置

3.2 設計水位及豎向布置

鳳凰水庫臺汛期起調水位為59.0 m，梅汛期及非汛期起調水位為60.0 m，2008—2012年水庫逐日平均水位統(tǒng)計結果及不同水位持續(xù)時間見表1和表2。

表1 2008—2012年水庫逐日平均水位統(tǒng)計

表2 2008—2012年水庫不同水位持續(xù)時間 d

表1表明，2008—2012年將近90%的時間水庫水位維持在60.0 m以下。表2表明，水位連續(xù)超過62.0 m的時間不到1 d，連續(xù)超過61.0 m的時間最長為20 d，連續(xù)超過60.0 m的時間最長為44 d，連續(xù)超過59 m的時間最長為77 d。根據水庫的調度原則和2008—2012年的實際運行情況，綜合考慮土石方平衡、濕地擋墻高度和視覺景觀效果等影響因素，確定一級、二級擋土墻頂高程分別為62.0和60.8 m，攔水堰頂高程為57.5 m，并由此確定濕地分區(qū)豎向布置，見表3和圖3。

表3 生態(tài)濕地分區(qū)豎向布置

3.3 保水設計

由于濕地位于庫尾高灘上，多為砂卵石基礎，故采用分層碾壓工藝進行場地平整，分層厚度不大于30 cm，碾壓后相對密度不小于0.6，上鋪20 cm黏性土防滲。黏性土鋪填要求滲透系數不大于1×10-4cm/s，有機質含量(按質量計)不大于5%，碾壓后壓實度不小于90%。

3.4 引水設計

引水堰布置在南側溪溝上游，用于抬高上游來水水位；左岸設取水池，上游來水經取水池接引水管引至下游生態(tài)濕地進水池后自流至濕地內，各塊濕地之間通過透水的卵石擋土埂和跌水實現水的流動。生態(tài)濕地控制最大進水流量0.132 m3/s，水力停留時間約26 h，日平均處理水量約1.2萬m3。

圖3 生態(tài)濕地豎向布置及工藝流程

3.5 植物配置

濕地植物是實現水質凈化功能和美化環(huán)境的關鍵。浙江省上虞市湯浦水庫入庫口前置地表流生態(tài)濕地種植的黃菖蒲、梭魚草、聚草、再力花和黃花水龍對總氮和總磷的去除率最高達到55.4%和96.5%[2]。舟山市城北水庫人工濕地篩選出再力花、梭魚草、水蔥等3種適合當地生長的脫氮除磷先鋒植物，濕地系統(tǒng)的總氮去除率近80%、總磷去除率近42%[3]。寧波皎口水庫庫尾種植了水杉、水生鳶尾、美人蕉等陸生和水生植物20多種，對來水總氮、總磷的平均去除率可分別達到34.7%～62.3%、42.6%～60.9%[4]。文成縣珊溪水庫黃坦坑人工濕地選用池杉、水紫樹、沼地紫樹、落羽杉、納塔櫟等喬木，同時配置梔子花、南天竺、金鑲玉等灌木及麥冬、香根草等草本植物和石菖蒲、水蔥等水生植物，取得氨氮去除率80%，總氮、總磷去除率近30%的效果[5]。

結合上述研究成果，生態(tài)濕地宜在水深0～1.0 m區(qū)塊種植挺水植物，如梭魚草、再力花、菖蒲、香蒲、水蔥、蘆葦、千屈菜等，在水深1.0 m以上區(qū)塊種植沉水和浮葉植物，如睡蓮、黃花水龍、菹草、苦草、黑藻等。在景觀綠地則選擇能耐濕的觀花、色葉鄉(xiāng)土樹草種，如中山杉、池杉、垂柳、構樹、香樟、濕地松、烏桕、南川柳、無患子、楓楊、木繡球、木槿、孝順竹、狗牙根和百慕達等。

4 效益分析

4.1 生態(tài)景觀效益

目前，鳳凰水庫庫周植被以常綠的毛竹林、灌木林、闊葉林為主，色彩較為單一。生態(tài)景觀濕地建成后，不僅能改變庫尾灘亂、景差的現狀，使得水環(huán)境景觀得到極大提升，而且配置的色葉、觀花、落葉樹草種能夠營造出花紅柳綠、蓮葉滿塘、金桂飄香、四季交替的景象，成為點綴在庫區(qū)青山碧水這幅山水畫中一道獨特的風景線。

4.2 社會效益

便利的交通條件和獨特的區(qū)位優(yōu)勢，使得生態(tài)景觀濕地建成后不僅可為安吉縣城市居民提供一處遠離城市喧囂、享受大自然靜謐的極佳場所，還可作為對當地中小學生、城鎮(zhèn)居民、游人進行愛護環(huán)境、保護水資源、展示人水和諧及宣傳水生態(tài)文明理念的教育示范基地。

4.3 環(huán)境效益

鳳凰水庫雙二庫尾生態(tài)景觀濕地建成后預計對總氮、總磷的去除效率能夠達到40%～50%，按日平均處理水量約1.2萬m3，總氮、總磷的年均濃度分別為2.21、0.02 mg/L，濕地植物生長周期為6個月考慮，可去除總氮1.81～2.27 t/a、總磷0.016～0.021 t/a。

5 結 語

鳳凰水庫雙二庫尾生態(tài)景觀濕地不僅具有治理面源污染的作用，而且兼有景觀修復和城鎮(zhèn)居民休閑的功能，具有良好的生態(tài)和社會效益，是水生態(tài)文明理念在濕地設計中的一次有益嘗試。本項目獲得了2015年中國水土保持協(xié)會“中水萬源杯”水土保持與景觀設計二等獎，對水庫庫尾前置庫濕地的設計具有一定的借鑒意義。

[1] 朱永明.鳳凰水庫水環(huán)境現狀及治理對策[J].人民長江,2012,43(增刊1):135-137.

[2] 趙晶.高效復合生態(tài)濕地在水質凈化中的應用及處理效果分析[M].杭州:浙江大學,2013:29-36.

[3] 趙晶,趙和平,許良峰,等.復合人工濕地對水源地庫區(qū)水質凈化效果分析[J].環(huán)境工程學報,2013,7(12):4816-4822.

[4] 廖維敏,龍舉,王婧,等.表面流人工濕地處理生活污水研究——以浙江省舟山城北水庫人工濕地為例[J].安徽農業(yè)科學,2011,39(3):1649-1650.

[5] 林曉霖,張錦娟,王冠.人工濕地在珊溪水庫水源保護中的應用研究[J].浙江水利科技,2010(4):18-19.

(責任編輯 徐素霞)

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1000-0941(2016)12-0045-03

藍雪春(1975—)，男，福建上杭縣人，高級工程師，碩士，主要從事水利水電工程環(huán)境保護研究工作。

2016-01-20