历城区小型湿地建设探讨

2013-04-09郭厚峰屈传新

山东水利 2013年11期

关键词：历城区水位人工

崔蕾，郭厚峰，屈传新

（1.历城区水务局，山东济南 250100；2.临沂水文水资源勘测局，山东临沂 276000）

历城区小型湿地建设探讨

崔蕾1，郭厚峰1，屈传新2

（1.历城区水务局，山东济南 250100；2.临沂水文水资源勘测局，山东临沂 276000）

结合历城区南部山区河道的污染现状及分布情况，分析建设小型人工湿地的优点及制约因素，对南部山区小型人工湿地的建设管理进行探讨，以期为山区低浓度污水生态化处理提供参考。

历城区；人工湿地；污水处理

历城区南部山区主要河流为锦绣川、锦阳川、锦云川、泉泸河，河道主要污染类型为生活污染，污染源分布范围广，河水污染浓度低，难以低成本地实现污水集中处理，目前仅锦绣川河道尾端建有污水处理厂。人工湿地可利用物理、化学、生物作用对污水进行处理，具有建造和运行费用低、可进行有效可靠的废水处理、提高生态景观效益等优点，在近年来污水处理中有着广泛的应用。

1 建设小型湿地的优点

1.1 节省占地及投资

人工湿地是指参照自然湿地进行建造，人为地将石、砂、土壤等一种或几种介质按一定比例构成基质，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。大中型人工湿地的建设需征占大量土地，进行大量土石方开挖，历城区可在污染源终端或污水入河口附近选取较宽阔地点进行小型人工湿地建设，利用天然的卵石及砂砾料作为基质，利用河道、水库、塘坝调节湿地流量，从而避免大量的征地及土石方开挖，充分利用当地资源，大大节省了占地和投资。

1.2 可进行有效可靠的废水处理

人工湿地利用植物根系及填料表面生长的生物膜的净化作用、填料床体的截留及植物对营养物质的吸收作用，实现对水体的净化。人工湿地可以根据上游来水水质及下游排放要求,确定处理工艺及形式,如表面流人工湿地或潜流人工湿地,通过计算确定湿地表面积、水利停留时间、水利负荷等参数，通过对污染浓度及当地的气候等因素的分析，选取不同类型的湿地植物，在理论上确保了污水有效处理。历城区南部山区的污染源主要呈点状分布，可在村落、学校、城镇中心等人口聚集区域的污水入河排放口附近进行小型湿地建，避免了污染的扩散，在形式上可保证污水的有效处理。

1.3 生态效益

人工湿地可以极大地发挥不同生物的净化能力，通过物理、化学、生物等作用，使水中的有机物、氮、磷、重金属和一些有毒有害物质沉淀、降解或进入生物循环链条，实现污水的低成本生态处理。此外，水生植物还具有改善局部气候、净化空气等作用。

1.4 景观效益

在实现水质净化的同时，人工湿地可以根据地形条件布设栈道、小桥、亭台轩榭，实现人工设施与自然景观的有机结合。冬季，可以选取常绿植物丰富色彩，实现人工湿地的持续美感。在植物的选择上，人工湿地植物以高低错落为宜，如芦苇与睡莲组合，可以实现高处的动态与低处的静态相结合，形成对比与呼应。人工湿地还可以通过乔木、灌木、水生植物对空间进行有序分割，通过重现或对比等手段，实现节奏感和韵律感，带给人们视觉冲击。

2 项目建设的制约因素

2.1 水文因素

南部山区小型人工湿地选址河道附近进行建设，汛期河道水位上升，水流流速加快，对湿地的物理、化学性质造成影响。首先，洪水将影响污水在湿地的停留时间，如湿地体积较小，洪水来势过快，水在人工湿地内的停留时间过短，快速的水流破坏植物生长，将降低污水的处理效果。其次，水位升高，部分人工湿地植物将被淹没，但如果淹没时间过长，将只有生命力强的植物继续生存，人工湿地将不能正常运行。

2.2 季节影响

北方冬季寒冷的气候条件是影响人工湿地运行的重要因素。历城区南部山区冬季寒冷，冰冻线较深，随着温度降低，湿地形成冻土层，湿地的地上部分，植物休眠或枯萎，甚至死亡，湿地的地下部分，处理污水的微生物活性下降，污水处理效率降低。如不采取一定的措施，水质净化的效率会降低，而且湿地生物的生存也将受到威胁。

2.3 小型人工湿地建设管理不完善

小型人工湿地受规模及资金限制，与大中型人工湿地相比，设计水平低、施工力量弱、运行管理人员和设施缺乏，工程投入使用后难以实现预期效益。小型人工湿地设计成果水平不高，一些资质较高的设计单位对小型人工湿地不感兴趣，一些资质较低的设计单位不深入现场，没有因地制宜选取人工湿地的工艺及植物。人工湿地需要有经验的施工队伍，严格按照规范及图纸施工，部分小型人工湿地的施工队伍缺乏相关经验，将小型生态系统建设看作一般土石方工程进行施工，施工质量难以保证。

3 建管措施

3.1 优化设计

设计人员需对人工湿地建设地点进行细致的勘察，严格计算水力停留时间、表面有机负荷、表面水力负荷、水力坡度等参数；根据冬季常年观测气温推求冰冻深度并制定冬季保温方案；根据暴雨频率推求湿地淹没深度及淹没历时；为节省占地和投资，充分利用当地卵石、砂砾等资源及水利条件；根据地形及气候等因素合理选取植物进行搭配，尤其是耐低温植物的选择，使设计方案切实做到因地制宜。

3.2 低温管理

为确保南部山区人工湿地在冬季低温的条件下正常运行，可采取植物覆盖、冰层覆盖、地膜覆盖等措施，对人工湿地进行保温。人工湿地可以利用麦秆、玉米秸秆或湿地内收割的植物等对湿地进行覆盖，但覆盖物分解后容易导致二次污染，需对腐烂覆盖物进行收集处理。人工湿地可将湿地内水位上升至冰冻面后形成一层冰层，然后使水位下降一段距离，在冰面下方与水面上方形成一层天然的空气隔离层，起到保温作用，此方法易受气温变化影响。人工湿地还可利用地膜覆盖进行保温，南部山区小型人工湿地的建设用地面积较小，地膜易于覆盖，为避免地膜形成污染，低温期过后，需将地膜收集去除。

3.3 水位调节

人工湿地运行中需根据洪水、干旱、植物生长等情况，进行水位调节。人工湿地应选取临近水源且受洪水影响较小的区域进行建设，干旱时，需引进水源保持湿地水位，洪水来临时，对进水口来水进行导流，避免湿地遭到洪水过度冲刷。人工湿地栽种植物后即须充水，防止杂草大量生长，为促进植物根系发育，初期应进行降低水位，以利植物根系生长，待植物根系向深部发展后，水位可适当回升。

3.4 植物管理

人工湿地的植物要根据植物的抗冻能力、耐污能力、景观效果等因素进行选择，并进行日常维护。植物系统建立初期，要根据气候条件做好防冻、防晒等措施，保证成活率。植物成活后要降低水位，促使植物根系向下生长。植物正常生长后，需连续提供污水，并根据植物的生长情况，进行缺苗补种、杂草清除、适时收割，以及控制病虫害等管理。

3.5 防止堵塞

为防止湿地基质被堵塞，需定期清淤、间歇运行。当湿地运行一段时间后，需定期清除湿地床底部的沉积物。湿地间歇运行可使基质保证一定的好氧状态，避免胞外聚合物的过度积累，防止基质堵塞。一旦发生堵塞，可更换部分填料，恢复湿地的渗透能力。

3.6 创新建管模式

人工湿地一般由政府单个部门为主体实施，如市政管理部门、园林部门、水利部门等，部门之间很少进行协调建设，导致湿地的建设在实用和美观方面没有达到和谐统一，部分人工湿地建后疏于管理，致使湿地成为死水。历城区南部山区小型人工湿地的建设可采取多部门共建共管的模式。建设资金由各部门分别筹集，设计任务按部门进行分工，工程完工后，由群众管理员进行日常维护管理，相关部门对管理员进行必要的技术指导和资金支持，充分发挥农民群众在水利工程建设与管理中的主动性。