密云水库湿地建设浅谈（张如平）

密云水库作为首都惟一的地表水饮用水源, 对保障首都稳定与发展起到至关重要的作用。近年来的连续干旱, 密云水库上游来水锐减, 年平均来水量仅为多年平均的1/4, 来水与供水入不敷出, 库存水量明显下降。水库蓄水量的大幅减少, 导致水体营养物浓度明显增高, 与此同时水体透明度也有所下降。

为稳定密云水库水质, 近2年已采取了很多措施进行试验, 取得了一定经验。北京市密云水库管理处根据北京市水务局的要求, 在入库口进行湿地建设, 也是水质保护措施之一。

人工湿地主要依靠生物氧化、沉淀和过滤的方法, 营造出类似天然湿地功能的地域, 让水藻和水草充分吸收污水中的营养成分, 变成清澈的涓涓细流后, 再流入湖泊。

1 密云水库湿地建设

1.1 选址

在河道中建设湿地, 显然是属于暴雨径流湿地系统。2004年3月, 对白河入库口河道地形、地貌进行勘察, 最终选择在大观桥下2003年实验种植芦苇附近（桥上游800m,下游500m）, 入库河口两岸适宜水生植物的生长、土质较厚的地块, 作为此次人工湿地试验种植区。

1.2 水生植物

实际上, 暴雨径流湿地系统为水生植物提供了一个苛刻的生活环境。在降雨期间或降雨之后, 会产生很大的流量, 水位、水质也有很大的变化。同时, 暴雨径流还可能携带大量对生物有害的物质, 对湿地系统造成冲击。因此,只有生命力强的植物才能生长茂盛。湿地植物通常应具有下列特性:①能忍受较大变化范围内的水位、含盐量、温度和PH值;②在本地适应性好的植物, 最好是本地的原有植物;③被证实对污染物有较好的去除效果; ④有广泛用途或经济价值高。

最终选择了芦苇、蒲草、芦竹为主, 间有荻、麓草等水生植物。所有这些植物都广泛存在并能忍受冰冻。植物根系的深度决定了湿地的深度。蒲草在水深0.15m的环境中生存占优势;芦苇、芦竹生长在岸边和1.5m的水深中(根系达0.6m);芦苇、麓草和宽叶香蒲常被用在潜流型湿地中, 它们较深的根系可扩大污水的处理空间。

暴雨径流湿地系统中, 多选用芦苇、蒲草和麓草。麓草能忍受很高的氨浓度（160-170mg/L）。芦苇和麓草抵抗病灾和昆虫的能力很强, 蒲草则较差。

1.3 种植

蒲草和芦苇等在水库周边采集, 并陆续运抵现场。为保证成活, 要对种苗、种根进行保湿和防风保护, 并尽快开始栽植。尤其是芦苇根, 水分损失很快, 必须及时栽种。时间延误的越长, 成活率就越低。

为确保湿地栽植物成活, 密云县农业科学研究所制定了《种植规程》, 并严格按照规程操作, 技术人员现场监督并邀请市级专家进行技术指导。

经过有关部门的共同努力和工作人员几个月的精心管护, 人工湿地建设工程完成。共种植沥水性植物10hm2, 其中栽植芦竹2hm2, 混植荻、芦苇4hm2, 蒲草4hm2。湿地作物长势良好, 芦竹平均株高2.0m, 最高达4.0m。潮河库区耗牛河入库河口的133.3hm2湿地保护区, 蒲草生长茂盛,湿地功能开始基现, 大大改善了大关桥附近的河道状况。

2 问肠思考

2.1 运作方式

在以往农民曾经耕作的土地上进行湿地建设, 有很多协调方面的问题。一些农民以承包土地为由, 在已经种植完芦苇的地上, 耕作、播种, 使本来已经种植完成的大片芦苇全部被翻出, 干死。究其原因, 是山区土地少, 库区内大片土地, 作为库容的一部分, 以往并未进行管理, 当地农民用做压宝地；当地农民在河滩地开垦种植玉米和小杂粮, 收益颇丰, 经济利益的趋使, 农民不愿归还土地。请当地政府进行协调, 以合同的方式由当地政府的农业部门进行实施, 尽管受到很大的阻力, 最终工程得以顺利进行。

可见, 由县政府协调, 由县农业部门所属农业科学研究所实施, 这一运作模式是可行的, 效果也是好的。今后湿地建设这项工作, 还要进一步依靠县政府、镇政府的力量, 加大政府的工作力度, 做好水库周围农民的思想宜传工作, 使他们以后真正在思想上有一个正确的认识, 从而推动工作更好地向前发展。

2.2 技术设计

暴雨径流人工湿地处理系统与其他人工湿地系统有很大区别。从设计的角度, 应详细论证水文因素、水力因素、湿地容积、水生植物和填料等多方面的问题。

暴雨湿地系统实质上是作为一个间歇反应器运行的。湿地的水位在降雨前后发生变化。水位的变化导致湿地水位周期性的下降, 使积累的有机物自然氧化, 还可使氧气向填料中扩散, 加强湿地内的消化作用。总氮、水溶态氮、总磷、水溶态磷的输入浓度随降雨径流过程减小。总氮、总磷与径流童对地表的侵蚀能力成正相关, 其输入浓度的递减规律多呈抛物线型, 递减速度快。水溶态氮输入浓度基本上是线性分布, 与总氮、总磷比较其递减变化幅度小。氮磷输入还与降水强度有关, 强度大的降水侵蚀作用强烈,氮磷随水土流失量大。

(1)水文因素。为保证湿地的长期效果, 在设计中应考虑水文因素和湿地生态特点之间的关系。水的来源、速度、体积以及洪水发生的频率都影响着沮地介质的物理、化学特性。反过来, 介质影响粉生物种类的多样性、初级生产能力、有机物的沉积和通量、营养物的循环。水文条件也影响污染物的沉积、氧化、生物转化和土壤吸附过程。因此必须对一些关键因素进行评价, 如水的流速、深度和水位的涨落、停留时间、循环和分眼面素、拳节和天气的影响、地面水的状况和土坡的透水性。

(2)水力因素。为了达到一定的处理效果, 必须有一定钩水力停留时阁。水力停留时间受湿地长度、宽度、植物、签底材料空娜率、水深、未体坡皮等圈素的影响。

(3)维护管理。维护包括4个主要方面:重新种植、杂草的去除、沉积物的清理和防止人为破坏。当水生植物不适应生活环境时, 籍调整植物的种类, 并重新种植因人为、自然等因素发生缺苗时, 要及时补苗。杂草的过度生长带来了许多问题。实践证明, 在春天, 杂草比湿地植物生长的早, 遮住了阳光, 阻碍了通风, 植株幼苗的生长受到影响, 甚至造成死苗。一般只有当植物经过3个生长季节, 才可以与杂草竞争。然而, 一开始就建立良好的植物覆盖, 并进行杂草控制是必要的。我们与县农业科学研究所的同事认为:实际上, 在春季或夏季, 在湿地植物长出以后, 用高于床表面的水深淹没可控制杂草的生长。2004年,暴雨径流未产生沉积物堆积, 无需挖掘沉积物, 只是冲毁了部分面积。由于现实的原因和利益的趋使, 部分村民阻挠甚至破坏湿地建设的现象时有发生。防止人为破坏, 是进行维护管理的一个重要内容。

3 结语

由于人工湿地的土建施工比较简单, 而且基本不需要耗能, 因此其造价和运行管理费要比传统的处理工艺低。同时, 湿地生态系统是水生植物、微生物、动物的栖息地,具有生物多样性, 是生物产出量最大的系统之一, 具有一定的利用价值。同时, 湿地系统如建设得好, 还可以改善环境, 调节局部小气候, 对降解污染物和净化空气有一定的作用, 具有良好的生态环境价值。

据调查统计, 本市现有湿地面积约5万hm2, 其中天然涅地3.5万hm2, 人工湿地1.5万hm2。生长在这些湿地中的植物约312种, 生活的野生动物260多种。密云水库湿地建设也为实现水资源的可持续利用, 进行了很好的尝试, 同时, 还将为密云水库上游人民的生产、生活提供多种资源。

参考文献

1 徐丽花, 周琪.暴雨径流人工湿地处理系统设计的几个问题[J].给水排水 2001，（8）.

作者简介：张如平（1957-）, 男, 工程师。

来源：《北京水利》2005.4