辽河招苏台河河口水环境综合治理措施分析

尹 铭 李思辰 曲 磊

（辽宁省水利水电科学研究院 辽宁沈阳 110003）

辽河招苏台河河口水环境综合治理措施分析

尹 铭 李思辰 曲 磊

（辽宁省水利水电科学研究院 辽宁沈阳 110003）

近年来，由于大量人为因素，辽河已经成为中国江河中污染最重的河流之一，辽河水无法存活生物，无法用于灌溉，更无法供人畜饮用。这种情况也受辽河上游各个汇入支流的水质影响，招苏台河作为辽河的一级支流，其污染问题同样影响着辽河干流的水质。本文针对解决招苏台河水质，恢复河口生态环境的问题采取的一系列举措做了初步分析。

水环境 人工湿地 辽河 综合治理

1 工程概况

招苏台河发源于吉林省梨树县大黑山西赫里峰，是辽河干流左侧的一级支流，流经吉林省四平市，从昌图县西北部的付家镇张家桥村（或者说是曲家店乡两家子村）进入该县，由通江口乡沙坨子汇入辽河，干流长213km，流域面积4583km2。其中昌图县境内流域面积3004.1km2，河道蜿蜒曲折，曲折系数1.72。主槽多呈矩形，平均宽度65m，深2.5 m左右，河相系数2.42～4.33，河道比降：二道河子汇流口以上为1／2800，汇流口以下为1／4200。流域西邻东辽河干流，北、东邻东辽河流域，南邻亮子河。本次招苏台河入辽河口河道与水环境综合整治工程区位于辽宁省昌图县通江口乡沙坨子村附近，招苏台河河道左岸为昌图县，右岸为法库县，工程区附近有乡、村级公路通往工程区，交通条件较好。工程区地势相对平坦，略有起伏。拟建湿地总面积126亩，湿地范围主要以种植水生植物和草本植物为主。

2 存在的主要问题

近年来，吉林省四平市排放的大量工业和生活污水直接流入招苏台河，可以说，如果招苏台河污染问题无法及时彻底解决的话，来自吉林的上游的“毒染”就将“浩浩荡荡”地汇入辽河，那么包括沈阳在内的许多城市饮水将遇到危机。如今，由于这次事故产生的历史遗留问题依然危害着招苏台河、辽河及周边居民的用水问题。这种污染是长期的，延续累积的。所以解决水质问题势在必行。

河口地区本应该是生物群落繁衍栖息的场所，但河道内农业占地严重，且水质条件不良（劣V类），损害了辽河生态系统的结构和功能，破坏了河口生态系统。

河道水量不平衡，枯水期存在大量的裸地，在风蚀作用下容易演变为城市的沙尘源，给周边地区的空气质量和生态环境形成威胁。

3 水环境综合治理措施

3.1设计原则

（1）功能科学化

本着实用为主的原则，首先着眼于河滩地湿地的实际使用功能，科学合理的进行设计，做到

行洪安全畅通优先，河滩湿地生态恢复作为本设计需要解决的主要问题。

（2）景观生态化

在植物选择上，遵循优先乡土湿地植物品种的原则，使其具有最佳适应性和抗逆性，生长发育良好、病虫害少。其次，水土保持能力强，生物防护性能好。运用植物的季相变化，形成长期稳定的生态效果和较好的植物景观。

在总体设计上，风格力求简洁、大方。在细部处理上，注意湿地植物生长习性，花期、花色以及植物栽植的合理搭配，根据周边的不同规划环境创造出各具特色又配置合理的植物景观。

（3）经济实用化

在景观设计中，以经济实用为原则，尽量降低造价和后期绿化管护费用。选择湿地植物时，尽量选择易于施工、便于养护的品种，达到在充分表达设计意图和景观效果的前提下，减少投资的目的。

3.2工程布置

本次工程的主要任务是在招苏台河入辽河口上游280m处修建一座拦河建筑物—钢坝闸，雍高河道水位，并辅以修建生态堰、滩地平整等工程措施，控制湿地水位，使河水从两侧滩地溢流，形成一定范围浅水区域。为保证水生植物生长，部分沙质河滩采取换土和覆土措施，形成人工湿地。湿地植被类型包括水生型、沼生型和湿生型，主要选择一些控污型植物，如千屈菜、香蒲等，用湿地自身的净化功能来减轻支流来污。同时，对闸址上下游河岸陡坎进行防护，以保护河流岸线的稳定及闸的安全。

招苏台河是重度污染的辽河一级支流，在流域采取源头污染治理和垃圾处理等综合治污措施基础上，河口湿地作为拦截支流污染进入干流的最后一道防线，在其河口构建人工湿地具有改善水质、调蓄水量、美化景观等多重功能。

人工湿地是在自然湿地降解污水的基础上发展起来的污水处理生态工程技术，是一种由人工建造和监督控制的，与沼泽地类似的地面，利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化。

人工湿地技术是为处理污水而人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料（如砾石等）混合组成填料床，使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动，并在床体表面种植具有性能好，成活率高，抗水性强，生长周期长，美观及具有经济价值的水生植物（如芦苇，蒲草等）形成一个独特的动植物生态体系。

人工湿地污水处理系统是一种较好的废水处理方式，它充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益，因此具有较高的环境、经济及社会效益，比较适合于处理水量不大、水质变化不很大、管理水平不很高的农村中、小城镇的污水处理。

本次招苏台河入辽河口人工湿地建设的任务是在招苏台河口上游左岸滩地形成具有水质净化作用的人工河口湿地，以净化招苏台河上游来污，使该支流排入辽河的水质达到预期标准。

3.3进水水质及净化效果

3.3.1 进水水质

收集招苏台河口断面2011年1月至11月期间的监测数据，每月监测一次，具体监测指标详见表1。

表1 招苏台河口断面监测结果统计表

从表1可以看出，CODCr、氨氮、BOD5指标均超过Ⅲ类水体标准，CODCr超标倍数在0.05-0.7之间，仅6月CODCr浓度超过30mg/L，氨氮超标倍数在0.21-0.92之间，氨氮浓度均小于2mg/L，BOD5超标倍数在0.25-1.25之间，除6月和9月以外，BOD5浓度均小于8mg/L。

因此，依据招苏台河口断面的监测结果，并兼顾工程实施的具体情况，确定进水水质为CODCr≤30mg/L、氨氮≤2mg/L、BOD5≤8mg/L。

3.3.2 水质净化效果

水质净化效果见表2。

表2 表面流湿地净化效果

3.4表流湿地设计

（1）单元功能

河水从表面流人工湿地系统表面流过，土壤表层水中的微生物充分降解污水中的有机物质。表层土壤中的植物根系在与河水接触，充分吸收污水中营养物质的同时，也起到了交换、吸附和截留污染物质的作用，达到最终设计出水水质。水生植物对污染物的去除起着重要作用，除了自身吸收一部分营养物质之外，还为湿地系统提供大量的DO和为微生物提供栖息地。

生态堰充当跌水坡的作用，水流经过时能自然跌水，对河水进行曝气，提高水中DO的质量浓度，结合植物的作用对污染物进行厌氧与好氧降解，促进污染物的去除。

（2）设计参数

湿地处理规模为40000 m3/d，湿地设计负荷选用25 kg BOD5/h m2·d，需湿地面积6.6hm2，湿地每日降解160 kg BOD5。

（3）湿地布置

河水从招苏台河钢坝闸前流向处理区，在招苏台河与辽河交汇处左岸滩地上，绝对高程在71.8-72.2m常水位区间内，根据不同水生植物品种对水深的要求进行合理有序栽植。湿地面积6.6公顷，长宽比约3:1。水生植物以香蒲、菖蒲为主，主要优点为韧性好，对水流阻力小。

在表现形式上，采用大片组团式栽植方式，如香蒲、菖蒲、茭白、千屈菜等都是各成一片，形状上仿佛“叶子”的造型漂浮在河面上。清风微拂，形成一片片“碧波绿浪”的动态景观。

结合生态堰、钢坝闸等节点位置，设计上更加丰富水生植物品种，突出开花品种，如：千屈菜、泽泻、红蓼等，用以烘托硬质景观的同时，更加完美的展示生态自然景观。

在湿地范围内，左侧河道大堤采用植物进行护坡，种植的植物有卧茎景天、杞柳和紫穗槐。

3.5湿地植物选择

3.5.1 湿地植物选择原则

（1）适应能力强，或为本土优势品种。

（2）根系发达，生物量大，营养生长与生殖生长并存。

（3）具有较强的抗病虫害及耐寒能力。

（4）植物在生长过程中根系能从污水中吸收营养物质加以利用，同时吸附和富集重金属和一些有毒有害物质。

（5）植物要具有将光合作用产生的氧气通过气道输送至根区，在植物根区的还原态介质中形成氧化态微环境的能力，为根区的好氧、兼性和厌氧微生物提供各自适宜的小生境。

（6）湿地植物具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。

3.5.2 湿地植物种植表

植物种植种类及数量见表3。

3.5.3 洪水对湿地植物的影响

本工程表流湿地水深在0.3-0.5米之间，选择的水生植物最适宜水深为30cm，如淹水深度超过60cm，对水生植物的正常生长均有抑制作用，淹水深度60cm以上超过一周，水生植物容

易死亡。洪水造成的泥沙淤积对表面流湿地系统对系统表面稍作清理、平整，整个系统就能够恢复正常运行，因此如水生植物长时间受淹，应进行排涝措施，并在行洪过后及时修复系统，对死亡植株清除并重新进行栽植。

表3 植物种植种类及数量

4 效益分析

4.1生态效益

湿地生态系统的功能主要包括有机质的合成与生产、生物多样性的产生与维持、调节气候、营养物质贮存与循环、土壤肥力的更新与维持、环境净化与有害有毒物质的降解、植物花粉的传播与种子的扩散、有害生物的控制、减轻自然灾害等许多方面。

湿地是蓄水防洪除涝的天然“海绵”，可以在暴雨和河流涨水期储存过量的降水，从而避免发生洪涝灾害，并且保证工农业生产有稳定的水源供给。湿地为动植物提供独特的生境栖息地，适于各类生物的生存、繁衍，形成物种多样性。

4.2社会效益

湿地可为居民提供休闲娱乐场所，丰富居民的业余生活。湿地丰富的水体空间，水面多样的浮水和挺水植物，以及鸟类和鱼类，都充满大自然的灵韵，使人心静神宁。随着现代城市的快速发展，越来越多的居民渴望回归自然，湿地以其自身独特的特点正好满足了居民这种心理需求，成为众多城市居民的休闲娱乐场所。

4.3环境效益

湿地可以降解污染物，净化水质，预计每年COD削减总量为120吨，减轻入辽河的水质污染。受污染地表水劣Ⅴ类经处理后可达到Ⅲ～Ⅳ类，有时可以达到饮用水源水质标准；适用面广，除处理城镇生活污水外，也能广泛应用于农业、畜牧业、食品、矿山等工农业废水的处理。另外随着辽河水质改善，水体景观价值提高，使城市环境优美、整洁，创造良好的投资环境，大大促进经济发展，产生巨大的间接经济效益。

5 结语

人工湿地作为一种生态工程技术，在应用的过程中经常作为出水生态修饰之用，主要用于城市污水或生活污水的处理。随着研究的深入和工艺的改进，人工湿地系统独特的净化效果不断为人们所认识，目前已发展成为较完备和独特的污水处理技术，并在世界范围内被广泛采用。同时，湿地处理污水技术也还有许多问题有待解决。

水是生命之源，人类的生产，生活都不可能离开水。所以保护好现有水资源，努力恢复被我们破坏的河流生态系统应该是当今水利事业的重要工作。招苏台河水环境综合治理工程不仅是固河利民的水利工程，更迈出了水利工程与环境工程相结合从而达到改善生态环境的第一步。今后的水利工程不仅应是利民、惠民的工程，更应该是造福子孙后代的可持续工程。

1 吴振斌. 复合垂直流人工湿地[M]. 北京: 科学出版社. 2008.2.

2 张虎成. 人工湿地生态系统污水净化研究进展[J]. 环境污染治理技术与设备, 2004,5(2):11-15.

3 隋艳杰, 王国生, 钟玉书等. 芦苇湿地系统对化肥废水净化的研究[J]. 现代农业科技, 2007,(5):9-11.

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.07.017

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B

1672-2469(2014)07-0053-04

尹铭（1985年—），男，助理工程师。