浅谈人工湿地在南水北调治污工程中的应用

张晓瑾 韩 晓 曾 骥

浅谈人工湿地在南水北调治污工程中的应用

张晓瑾 韩 晓 曾 骥

1 前言

为保证南水北调东线工程顺利实施，确保调水水质，国务院出台了《南水北调东线工程治污规划实施意见》,提出把节水、治污、生态环境保护与调水工程建设有机结合起来，统筹兼顾，明确责任，确保南水北调东线第一期工程输水目标的实现。南四湖、东平湖是南水北调东线工程山东境内的主要调蓄湖泊，由于污染源面广量大，使得南四湖、东平湖水质较差。规划中提出，东线第一期工程输水干线达到地表水Ⅲ类水质标准，同时南四湖、东平湖是污染治理的重点区域。在入湖河口建设湿地处理系统，可以形成入湖污染物的生物强化处理系统，为南水北调东线工程调水水质目标的实现提供重要保障。南四湖湿地水质净化工程也被国家纳入东线工程治污总体规划，计划投资5.75亿元，力争到2010年将所有被破坏的38万亩湿地全部恢复原貌。

2 人工湿地及作用

人工湿地是20世纪70年代蓬勃兴起的一种处理污水的方式，主要是利用湿地中基质、水生植物和微生物之间的相互作用，通过一系列物理、化学以及生物的途径净化污水。自德国1974年首次建造人工湿地以来，该工艺已在欧洲得到推广应用，在美国和加拿大等国也得到迅速发展。湿地系统可用于生活污水、工业废水的处理。此外，湿地系统还被广泛应用于改善生态环境。湿地是界于陆地和水体之间的过渡客体，属于半陆地、半水生的生态系统，是人类最重要的生存环境之一。它具有独特的生态结构和社会功能，对于保护生物多样性，改善自然环境具有重要作用。由于人类的不合理开发，自然资源受到很大程度的破坏，生态安全受到严重威胁。在特殊时期和环境下，研究和建立人工湿地生态系统是对自然湿地生态系统的适度补充，也是对其功能的恢复性建设，并能起到保障生态安全的作用。

3 新薛河入湖口人工湿地设计及建设

在南四湖流域治污工作建设了新薛河入湖口人工湿地示范工程，用于处理新薛河入湖河水。人工湿地工程设计和建设内容包括以下几部分:

（1）湿地单元。人工湿地包括表面流人工湿地和潜流式人工湿地。确定湿地单元的尺寸，串联或并联运行方式，以水力负荷为限制性计算工程参数，根据污染负荷进行出水水质核算。

（2）水位的控制。为保证河水均匀流经各湿地单元,在各湿地单元围堰处设置混凝土管,连接布水渠和下一级湿地单元。

（3）植物的选择。根据因地制宜、经济效益、生物多样性和景观协调的原则选择湿地植物,根据地形、处理效果等因素，可以选择芦竹、芦苇、莲藕、菱角、芡实、菹草、金鱼藻、苦草或其他植物。

（4）配水集水系统。为受污染河水均匀分在人工湿地生态系统，分别在人工湿地的进水、出水处设置布水渠和出水渠。

此外，新薛河入湖口人工湿地示范工程还包括其他工程构筑物，例如用于抬高河水水位、预处理的橡胶坝，用于去除水中的悬浮物以及初步去除氮、磷、部分有机物的生态滞留塘。

4 人工湿地效果分析

新薛河入湖口人工湿地示范工程经过一段时间的运行，在水质净化、生态效益和经济效益方面都取得了良好的效果。

（1）水质净化方面。在进水COD和氨氮分别为39.2mg/L和2.0mg/L的情况下,出水 COD和氨氮浓度分别为18.5mg/L和0.9mg/L,达到了地表水Ⅲ类水质标准,保证了入湖河水水质。

（2）生态效益和经济效益方面。工程在注重水质净化效果的同时,充分考虑到生态效益和经济效益。工程实施后的第二年,湿地植物种类由原先的16科25种提高到24科47种,Shannon-Wiener指数达到1.619,远高于工程实施前的0.060,湿地系统的物种多样性明显提高。利用现有地形地貌特征,在湿地内种植了芦竹、芦苇、菱、莲藕和香蒲等本土经济植物,使得当地农民每年的收入由工程建成前种植大豆和小麦时的12750元/hm2增加到22500元/hm2,初步显示了工程突出的经济效益。

人工湿地工程可以有效削减入湖污染负荷，改善入湖河水水质，同时恢复湖滨带湿地系统的生态功能，是有效治理南水北调工程中流域污染的重要措施，对于保证南水北调东线工程调水水质保障目标的顺利实现具有重要的意义

山东省水文局 250100）