构建温榆河人工湿地系统初步设想高鹏杰

·水环境·北京水利2002年第4期构建温榆河入工湿地系统初步设想高鹏杰(北京市水利规划设计研究院,1000料)摘要:从生态学的角度出发,提出在北京市的温榆河绿色走廊建设中,建设流域人工湿地系统,强化水体的自净能力,还清水质,恢复生态系统的平衡,创造优美的城市水环境。关键词:人工湿地;生态系统;温榆河1概述温榆河位于北京城市边缘地带,是北京城外环水系中的重要河流,它发源于北京市的北部山区,干流全长47.4km,流域面积2478k时。流经海淀、昌平、顺义、朝阳、通州5区,担负着排洪和城市排污的任务。由于所经地区经济发达,人口稠密,温榆河水受到严重污染。据调查,沿河共有排污口793个,每天排放污水约90万t。现状水体富营养化严重,发黑变臭,水质指标超过V类。2000年12月,北京市编制了《温榆河绿色生态走廊规划》,计划将该河治理成水清、流畅、岸绿的生态良好河流,实现地区经济与社会的可持续发展。为实现这一目标,改善温榆河的水质成为重中之重。为此规划采用传统的污水处理方法,逐步投资约25亿元,兴建33座污水处理厂。污水处理厂投人资金较高,运行中要耗费大量的电能和人力。鉴于温榆河干流处于城市边缘地带,土地的使用相对宽裕,配合采用人工湿地处理系统是一项切实可行的措施。这种方法的采用,不仅仅是能改善水质,还能极大恢复温榆河流域的生态平衡,强化水系的自净能力,并同时创造出经济效益,有助于该河建成真正意义的绿色生态走廊。2人工湿地系统应用现状最早的人工湿地系统起源于德国,当时使用的是芦苇床技术,用来处理核设施的废水。目前,各种类型的人工湿地在世界各地广泛应用。美国有几十家这样的工程设计公司,奥地利、比利时、丹麦、英国都在使用人工湿地技术。日本在渡良獭蓄水池使用大面积人工湿地保证了大型饮用水源的水质清洁。这个蓄水池总库容2640万耐,为茨城县等县市64万口人供水。它的主要污染是生活污水,其中含有N、P等物质,致使水体出现霉臭等问题。为了保护蓄水池的水质,从1993年起在蓄水池一侧低洼地修建了人工湿地,主要使用的植物也是芦苇。这个芦苇荡占地20k时,最大的净水能力达到了2.5耐/。。蓄水池的水引进芦苇荡,通过吸附、沉淀及吸收使用,去除了污染物,满足了居民用水水质需求。国内也对该项技术进行过实验研究。四力l省环境科学院,从1993一1997年研究了人工湿地的处理污水机理,并将它的成果展示在成都的活水公园中,还应用在煤矿污水处理。深圳的白泥坑、山东寿光的人工湿地系统,都是国内成功处理污水的案例。人工湿地系统可去掉污水中的BOD,、N、P、重金属、酚、悬浮物等大部分污染物,而且它是一个循环往复的完整生态系统,基本上不产生无用的废弃物。人工湿地系统处理污水的机理尚未完全清楚。大部分学者认为废水的处理是物理、化学及生物过程的组合完成的。悬浮的固体被植物根部吸附;有机物被根部微生物分解;硝酸盐被脱氮菌转化成氮气;金属通过植物吸收得到富集;病原体在不适宜生存的环境中逐渐死去,或者被抗菌化合物杀死等。尽管有关的理论不是很完善,但湿地系统对污水的净化是不容怀疑的,完全可以在实践中去应用。3温榆河湿地系统建设可行性建设人工湿地系统最主要的是两个条件,一是土地,一是可生长的植物系统。温榆河位于城市的边缘地带,因此土地相对较多。况且人工湿地对土地的要求不高,荒地、沙石坑、河湾、河滩等都可以用来建设湿地。经现场调查发现,温榆河沙河闸下至清河人口处之间干流较宽,有些地方可达200一30Om,而河两岸还有大面积的废弃荒地和沙石坑,经初步估算,其大致情况见表1。湿地种植的植物以芦苇为主。在温榆河现场调查已看到野生的芦苇。可见芦苇在这里生长是没有问题的。表1温榆河水系湿地规划表河口名称沙河水库蔺沟入口羊各庄老河湾土沟人口清河入口龙道河人口金盏老河湾坝河人口小中河人口总计湿地面积(kmZ)0.870.60.65025.90.370,823.740.313.45蓄水量(万m3)17412013040118074夏64748602690·水资源·北京水利2002年第4期韩文龙,张志敏(北京市海淀区水利局,100089)1概述在“北京市率先基本实现现代化”过程中,必须对水资源的合理开发与利用进行综合规划,以保证水资源的可持续利用。中关村科技园区,心区占地面积约75k耐,发展区地域范围约280k耐,其中海淀北部地区占地228.6kmZ。在中关村高科技园区市政设施规划中,提出“要完善供水需求”。因此,海淀北部地区的水资源将成为中关村科技园区发展的重要基础。海淀北部地区山区占1/3,总人口20万,农田10.3万亩,果树1万亩,资源丰富、自然条件优越。位于区域内的南沙河上游有5条支流,均为山洪沟。南沙河主河道在海淀区境内长16km,流域面积达210.1k砰,是北部地区的主要排洪河道。项目区多年平均来水量为3000一5000万耐,利用率仅为23%左右,有大量的地表水白白地流失。因此,充分合理利用与开发山区的雨洪资源,对解决海淀北部地区水资源危机、.十一刊卜”叫卜.州卜.州卜.叫卜”一卜一卜.十~叫卜~州卜~铸一一卜一卜一叫卜一~卜.州卜.州卜.洲卜.州卜一叫卜当然人工湿地的建设还有其它很多问题:如防渗、水力负荷、防臭、冬季生长、管理维护以及附产物的利用等。4温榆河人工湿地构建设想及作用上面实际上已经展示了温榆河的人工湿地系统,它分布于干流两侧,以及支流汇河口处。由上到下,由支流到干流,对水体进行层层过滤,与污水处理厂等设施一起,使市水质得到还清。规划中的人工湿地中有很多与《温榆河绿色生态走廊规划》的生态水面相重合,其目的是将两者结合起来。未来的湿地系统将有以下几方面作用:4.1作为供水水源地温榆河干流两岸已经规划了不少水上公园,但水源问题没有解决。因为河中的水体不能满足景观用水要求。将人工湿地的建设与公园用水结合起来,形成梯级开发。上级污水进人人工湿地,处理达标后供公园景观用水。况且,发育良好的湿地植物本身就是一道景观,两者相得益彰,污水也得到了净化利用,公园景观用水得到满足。4.2调节径流分配过程湿地能够蓄滞部分洪水,湿地植物还可以减少水流速度,这样可以减缓洪水的行进速度,使洪水过程线坦化,部分削峰。而将处理后的水回灌到地下,减少了水体的流失。据测算,湿地蒸发量大于同一天气类型下的裸地蒸发量,这样调节了大气中水份含量,增加空气湿度,尤其对城市,减轻了热岛效应。4.3恢复河流生态目前温榆河的生态已遭到破坏,中下游很少有鱼类生长。湿地净化了水质,使鱼、蛙能够生长,同时,湿地也是鸟类的天堂。人工湿地部分恢复了自然的自净能力,并会形成从低等微生物,至高等哺乳类动物,包含自养生物和异养生物的完整生态系统。这个系统·44·虽然是人工培养的,但比其它的人造建筑更有生命力,更完整稳定。4.4创造景观价值温榆河的两岸已经生长了大量的柳树。它们沿河而立,形成了美丽的景观。人工湿地实质上可以说是对水面的绿化,大面积生长的芦苇荡,云集飞翔的鸟类,更增加了河流景观的丰富色彩,它将是人们休闲垂钓,远足观鸟的理想场所。4.5创造经济价值人工湿地主要种植芦苇,而与这种植物天然伴生的还有香蒲。芦苇是当年生草本植物,株高2一4m,茎径1一1.5cm,茎纤维含量可达49%一51%,可以代替木材用来造纸;茎可用于编织,用做北方冬季大棚的建筑材料;花序可入药;根、茎中含有天门冬酞胺,可用作医药材料。香蒲也是编织和造纸原料之一,花粉可人药,称“蒲黄”,蒲绒可做充填物。5结论及存在问题人工湿地系统是一项值得推广的技术,意义不仅仅是治理水污染,更重要的是改善生态环境有着综合意义。由于国内大规模使用人工湿地系统还不多见,所以温榆河水系的人工湿地系统也只是一种初步设想,要想变为现实必须做更深人的调研。北方地区冬季气温较低,湿地系统运行受到影响;另外湿地植物富集的污染物处理,以及土地的成本核算,完整系统的基理研究,都有待做更科学细致的工作。参考文献:【l]朱莉·斯托弗.水危机[英」【M].科学出版社.【2]王治国等.林业生态工程学「M}.中国林业出版社.【3]中国湿地植被编辑委员会.中国湿地植物【M].科学出版社.(责任编样:林跃朝)