水源地生态保护措施研究

赵首创，庄新军

(费县许家崖水库管理中心，山东 费县 273400)

0 引言

饮用水水源是社会经济发展及人民生产生活的基础性资源，水源保护工作一直备受重视[1]。生态环境主管部门确立了以饮用水水源取水口为核心，向周边扩散的分级保护管理策略[2]。为保障饮用水水源地环境质量达标，应在服从城市总体规划的前提下，立足区域现状，结合自然地形条件，因地制宜地对水源地周边进行修复与保护。因此，有必要分析梳理适用于水源地的生态保护措施。

1 水源地概况

许家崖水库水源地生态保护工程位于临沂市费县，共划分为水源地一级保护区、二级保护区以及准保护区。其中，一级保护区面积0.394 km2，二级保护区面积14.21 km2，准保护区面积461.45 km2。项目工程范围见图1。

图1 许家崖水库饮用水水源地位置及范围图

2 生态修复与保护措施

许家崖水库水源地生态保护措施总体布局是拟在保护区内实施水源涵养林种植和植草修复，涵养水源并作为地表径流入河的缓冲带；水库滨岸带种植水生植物，恢复生态系统，降解污染物净化水质；主要入库河流进行生态护岸整治，生态与防洪排水相结合，恢复改善河道生态环境；在河流入水库位置建设人工湿地，作为入库前的水质保障措施。

2.1 水源涵养林及植草修复

在保护区内种植水源涵养林、修复植草，可以坚固土壤，减少水土流失量。结合费县当地的自然条件和地理环境，水源涵养林建设采用耐贫瘠、耐干旱的速生本地树种，如松树、柳树等。水源涵养林种植面积为240000 m2。

水源保护区靠近库岸带以植草修复为主，植草植被选用本地生长的地被物种，保证植草的成活率及适应性，植草面积为180000 m2。

2.2 人工湿地工程

人工湿地是利用“基质-水生植物-微生物”生态系统协同净化水环境，去除营养盐分和有机物。通过对人工湿地主要类型及特征的分析对比，结合本项目特点，初步选择三种典型的人工湿地污水处理系统进行工艺比选，见表1。结合周边的生态环境，推荐采用表流湿地作为本工程的处理工艺。

表1 人工湿地污水深度处理方案综合比较

2.2.1 湿地设计

根据相关规范，结合工程国内外研究结果，表流湿地植物对几种主要污染物削减情况估算见表2。

表2 主要污染物负荷估算标准

根据现有地形及湿地植物对污染物的去除能力计算湿地面积按式(1)计算：

(1)

式中：Q为污水流量，m3/d；C0为进水污染物浓度，mg/L或g/m3；d为污染物去除效率，d=15%～25%；N为植物对污染物去除能力，g/(m2·d)。按照表流湿地污染物去除率为15%～25%，计算各湿地面积。

2.2.2 生态护坡及竖向设计

表流湿地护岸自水体至坡顶依次设计为沉水植物—浮水植物—挺水植物—乔、灌、草缓冲带。岸坡坡比为1∶2，断面成梯级复式断面，敞水区水深设计范围为1.2 m～1.5 m，植被区水深设计范围为0.3 m～0.9 m。常水位以下种植金鱼藻等沉水植物和睡莲等浮水植物，间断成片随机布置。沿岸加种菖蒲、芦苇、等挺水植物，坡顶种植乔、灌、草缓冲带。人工湿地竖向设计见图2。

图2 人工湿地竖向设计示意图

2.2.3 植物设计

根据水生植物生长条件，在表流湿地中营造微地形，使其适合水生植物生长、冬季存活，构建水生植物与湿生植物群落，中部设置无挺水植物的深水区，以保证湿地内有足够大的开放水面，从而提高湿地系统的复氧能力和观赏层次效果。通过挺水植物、浮水植物、沉水植物，各种高低错落搭配，在满足提升水质的前提下，营造优美的湿地系统，为游人打造赏心悦目的视觉享受。表流人工湿地主要的种植植物为芦苇、菖蒲、鸢尾、睡莲、金鱼草等。

2.3 生态护岸工程

生态护岸是指恢复后的自然护岸，它可以充分保证护岸与河道之间的水分交换和调节功能，同时具有一定抗洪强度。本工程设计对新庄河入库段上游、泄洪道和格宾网进行生态护岸整治，整治长度8.2 km。

2.3.1 河道护岸方式

针对本工程特点，就格宾网护坡、三维植被网护坡和传统的护坡型式比选分析后，根据各种河岸生态修复技术的优缺点，结合河道不同断面边坡的实际情况，大部分河岸现在为自然土堤，增强河道防洪抗洪能力和恢复河道生态功能，设计推荐采用三维植被网护坡，并在靠近主河床的下部1 m范围内，为防止洪水冲刷，进行插柳护坡。

2.3.2 河道生态护岸工程量

新庄河入库段上游河道生态护岸工程量为3.3 km，溢洪道生态护岸工程(0.8 km)，格宾网生态护岸工程(20处，4.1 km)，生态护岸共计8.2 km。

2.4 生态清淤整治工程

项目区内新庄河主河槽淤积情况严重，淤泥释放污染物质影响入库河流水质。设计对新庄河进行清淤，清除底泥，减少污染物，保障入库水质。

挖掘机清淤方案实施条件为河床土质较硬能够满足机械进场作业。由于只修筑和清除一道砂石挡水坝，一次性连续进行排水作业，不用补水，完全可以控制在较短的工期内完成清淤任务。而且清淤彻底，水质改善相对明显。只是作业时淤泥全部暴露在外，可能还会受到风吹日晒，淤泥的臭味对附近的环境影响比较不利。

吸泥船清淤方案实施无其他条件限制。清淤作业在水面上进行，难以控制在较短的工期内完成清淤任务，总体工期可能较长，总体工程费用也会比较高。且清淤效果不是很彻底，水质改善较小。清淤运输作业时仍有较大范围的淤泥暴露，淤泥的臭味对附近的环境影响较小。现就干水清淤方案和蓄水清淤方案比选，见表3。

表3 清淤方案的比较

由于开发区河道宽度及水位较小，本方案采用挖掘机清淤的方式进行河道清淤，清淤量305100 m3。

2.5 构建水生植物修复系统工程

本工程设计在许家崖水库入库河流附近库滨带构建原位生态净化系统，对水库水体进行深度净化。工程设计主要根据水域水深和水质的差异，有区别的构建不同类型的水生植物群落，形成水下森林系统，重构和强化由水生植物、鱼类、底栖动物、微生物等构成的水体自净功能系统，在净化上游来水的同时，恢复水域自然的水体景色。整个水生态系统建设主要为水生植被恢复。

3 结语

水源地生态保护措施较多，在选择中需综合考虑工程的适用性，各措施的实施方式及各种水生植物的优缺点。饮用水水源地通过生态保护和环境治理，水源地周围的环境及生态得到有效的保护与恢复，生态系统越来越稳定和健康。随着植被覆盖率的提高，区域水土保持效果明显，小气候得到了改善，生态多样性不断增加，水源地周边抵御外界自然风险的能力得到了加强。