饮用水源保护区生态工程综述

李 璇

（四川大学 建筑与环境学院，四川 成都 610064）

由于城市生活污水、工业废水以及农村生活污水的排放，江河湖泊等饮用水源正在受到污染，过渡开垦和造成植被破坏，水土流失严重，生态工程“整体、协调、循环、再生”等思想迅速适应了水源保护可持续发展的需要及尊重自然同环境相协调。因此无论国内外，生态工程都被更为广泛地应用到饮用水源的保护中。如中国太湖水域局部饮用水源蓝藻污染治理工程、丹江口市南水北调水源保护区生态工程造林、丽水生态工程建设、丹麦格雷姆斯湖防治富营养化的生态工程、莱茵河生态工程技术等。

饮用水源保护区保护水质的生态工程技术多种多样，主要有快速慢速渗透土地处理、生态工程造林、生态修复和湿地生态工程等。综合考虑各种因素，如水力特性、地貌特点、防洪、供水、水土保持，及维持水源地环境的多样性、物种的多样性及其水源地生态系统平衡等，以逐渐恢复自然状态。

1 饮用水源保护常用方法

北京怀柔饮用水源保护区重点建设三大生态工程，怀柔区位于北京上风上水的地区，承担保证北京供水、阻挡西北风沙侵袭的重要职能。京津风沙源治理工程，实施爆破造林、封山育林、飞播造林、农田林网、人工造林、退耕还林；百公里生态谷绿化工程，以发展生态涵养区，建设宜居城市为指导，以兴绿富民为目标，完成爆破造林、大苗造林、中幼龄林抚育；绿色通道工程，以道路绿化林荫化为目标，按照“多林种多树种多色彩多植物多层次三季有花四季常青，气势宏伟”的绿化原则实施绿色通道工程。生态工程造林，大面积增加了饮用水源保护区的植被覆盖率，减小沙土流失面积，控制涵养水源，防风固沙，也维持了水源地的生态平衡和特种多样性。

环境生态修复工程在饮用水源保护区中的应用也很广泛，恢复受损的水源自然资源和环境承载能力，包括富营养化水体、水质恶化、生态遭到破坏的水体修复。

近十几年来，我国在水污染已经非常严重，几乎所有的江湖河海和局部地下水已或多或少遭受氮磷污染，湖泊、水库富营养化、酸化严重，特别是我国东部一些主要湖泊，包括五大淡水湖，已经达到严重富营养化程度，而且湖泊水质污染和富营养化的程度和范围仍呈明显加重的趋势，尤其是作为饮用水源地的湖泊、水库水质下降，藻类疯长，水华频繁发生，且80%的水华都有毒，富营养化湖泊蓝藻大规模爆发已成为湖泊水污染的难题，尤其是近年来的太湖、滇池蓝藻爆发。由于富营养化所产生的水华藻类，通常在水面堆集，不但散发鱼腥臭味，而且堵塞自来水管道，严重威胁着城市供水安全，同时，影响景观和旅游业、养殖业等。治理水体富营养化主要包括外源污染物和内源污染物的控制两方面。内源污染的治理方面已实践过包括疏竣、引流冲污、吸附沉淀和化学灭杀等多种理化方法，也采用了包括生物膜反应器降解、投放微生物群制剂、移植高等水生植物、放养滤食性鱼类等众多生物方式。上述方法单一或联合采用，宁波桥墩水库则是采用明矾浆机械喷洒应急除藻和增放滤食性鱼类调控水质物化与生物措施综合治理水体的富营养化。

受损水体修复的生态工程技术方法是利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解，从而使水体得到净化的技术，这种技术处理效果好，大量监测与试验数据表明，各种污染物的去除率都可达较高的水平，与常规的环境技术相比，所需投入相对较低，运行成本低廉，所需的微生物具有来源广、繁殖快的特点，如能在一定条件下对其进行筛选、定向驯化、富集培养，可以对大多数有机物质实现生物降解处理，此外这种处理技术不向水体投放药剂，不形成二次污染。用生态方法治污，还可以与绿化环境及景观改善相结合，美化环境。

2 人工湿地和自然湿地

人工湿地处理系统，主要由沙粒、沙土、土壤石块等组成，这些基质一方面为微生物的生长提供了稳定的吸附表面，同时也为水生植物提供了载体和营养物质，提供湿地化学反应的主要界面，当污水流经人工湿地时，基质通过一些物理和化学途径，如吸附，吸收、过滤、离子交换、络合反应来净化，除去污水中的N、P等营养物质。

自然湿地也是多种多样。例如黄河河口湿地总面积为24.25万hm2，以宁海为顶点，分为自然湿地和人工湿地。自然湿地总面积为18.58万hm2，主要分布在东部和北部地区，南起小岛河口、北至徒骇河口地区，湿地种类繁多，集中成片。人工湿地总面积为5.67万hm2，主要分布在中西部地区。但近二十几年来淡水湿地面积大幅减少，受人类开发等对湿地的占用、破坏和近来黄河来水来沙的不断减少及河流的渠化等影响，黄河河口的天然湿地面积急剧萎缩，由于得不到足够的淡水资源供给，大面积的天然湿地退化为盐碱地。

湿地生态系统自然生产，能够蓄积来自水陆两相的营养物质，具有较高的肥力，我国有面积广大的湿地，为人类提供食品、工农业原料等，湿地具有很高的生物生产力，一个地区的湿地丧失对该区域或另一地方的经济会产生重要影响。生物多样性，湿地生物多样性是所有湿地生物种类、种内遗传变异和他们生存环境的总称，由于湿地生态系统所处的独特的水文、土壤、气候等环境条件形成的独特的生态位，为丰富多彩的动植物群落提供了复杂而完备的特殊生存环境。湿地在蓄水、调节河川径流、补给地下水和维持区域水平衡中发挥着重要作用，我国降水的季节分配和年度分配不均匀，通过天然和人工湿地的调节，贮存来自降雨、河流过多的水量，从而避免发生洪水灾害，保证工农业生产有稳定的水源供给。人工湿地还可以为地下蓄水层补充水源，有助于减缓水流速度，有利于毒物和杂质的沉淀和排除。湿地的蒸腾作用可保持当地的湿度和降水量。

3 结语

随着科学技术和发展，生态工程发展的前景甚为可观，无论是运用于农业、林业、工业还是水资源，尤其是其具有的可持续发展战略意义，生态工程从最优化控制走向适应性控制，强调物质、能量、信息、人力、货币的综合，竞争、共生和自生能力的综合，在系统内部形成完备的生命周期的功能组合，疏通物流、能流、货币流，实现良性循环，将区域内一些基本平行、相互不联系的生态系统耦合，构成生态复合体，产业生态系统，逐步实现有害废物在区域平台的系统内全回收、转化、利用和向系统外的零排放，从而推动人类社会可持续发展。

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