卫河邯郸段生态演替式水体修复技术

刘亚峰

（漳卫南运河邯郸河务局河北邯郸056001）

【摘要】针对卫河邯郸段水质现状及水资源利用存在的问题，从水资源系统与生态系统互动协调的角度出发，提出了该河段生态演替式水体修复技术模式。选取金滩镇顺道店典型试验区，选取利用氧化塘、生物膜、浮岛、人工湿地、水生植物、水生动物净化水体等修复技术方案，论证了卫河邯郸段生态演替式水体修复模式的合理性。

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关键词 水体污染；生态演替式；水体修复

EcologicalSuccession-typeWaterRestorationTechnologyinHandanReachofWeiRiver

LiuYa-feng

(HandanManagementBureauofSouthZhangweiCanalHandanHebei056001)

【Abstract】AimingattheexistingproblemsofthewaterqualityandwaterresourcesutilizationofHandanreachofWeiRiver,ecologicalsuccession-typewaterrestorationtechnologywasdiscussedfromthewatersystemandecologicalsystempointofview.Asatypicalexperimental,thetechnologiesofoxidationpond,biofilm,floatingisland,artificialwetland,aquaticandaquaticplantwereusedinJintanTown.Thetestresultsshowthatecologicalsuccession-typewaterrestorationtechnologyinHandanReachofWeiRiverisReasonable.

【Keywords】Waterpollution;Ecologicalsuccession-type;Waterrestoration

面对日趋严峻的水资源情势，世界各国均把污水截流、废水达标排放和控制排污总量作为河道整治的首要措施。海河水利委员会及卫河沿岸各级政府不断加大污水治理力度，控制进入河道的污染物，实施截污工程，对河流水质改善起到了巨大的作用。但由于历史的原因，众多规模较小的排污口无法纳入到截污工程之中，零散分布的点源污染和大范围的农业面源污染往往直接入河，未经处理的污水顺河排向下游，造成下游水体污染、臭气弥漫，严重影响了周边环境以及当地居民的正常生产和生活。由于点源污染、面源污染在漳卫南水系极为严重，仅仅靠控源来治理河水污染是不够的，因此，强化水体的自净能力，对河道污水进行原位或异位处理，成为河道污水修复的重要措施之一。

1.水质现状及水资源利用存在的问题

1.1水质现状。

近年来，由于卫河邯郸段上游入境水量的减少和沿途污水大量汇入，致使该河段水体感官性状极差，水体呈黄褐色并伴有恶臭。该河段设有留固和龙王庙两个监测点，检测结果表明，水质类别均为大于Ⅴ类。其主要污染物质为氨氮、CODMn、CODCr、BOD5、挥发酚等，超标倍数分别为5.2、2.7、2.8、1.0、1.4。河段内水体已经完全丧失了其使用功能。

1.2水资源利用存在的问题。

邯郸市多年平均卫河水利用量为1336万m3，多年平均利用率仅为1.71%。卫河水资源利用率低的原因很多，但其来水水质差、不能直接大量应用于工农业生产是其主要原因之一。卫河水质的严重污染不仅直接影响了沿河两岸经济的发展，而且对周围的生态环境造成了不利影响，因此，改善卫河水质，是改善卫河流域生态环境和提高卫河水资源利用率，实现卫河流域经济可持续发展的关键。

2.修复及利用工程模式

针对卫河水质现状及水资源利用存在的问题，综合考虑国内外水体修复技术及实践，提出卫河邯郸段水体修复工程模式。

2.1生态演替式水体修复。

生态演替式水体修复技术是利用培育的植物、动物或培养接种的微生物的生命活动，对水体污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化的技术，同时可将绿化环境及景观改善结合起来，创造人与自然融合的优美环境。结合本河段特点，利用卫河防洪堤内外废弃河道和堤内分布低洼滩地，如顺道店废弃河段、金滩镇废弃河段等建立生态演替式水体修复工程，对河道水体进行逐级修复。

2.2沟渠湿地控制面源污染。

卫河邯郸段处于平原地区，农业是该地区的主要经济命脉，农药、化肥和养殖业形成的面源污染是该地区的主要污染源之一，汛期径流将其直接带入河道，造成河水污染。为此，在防洪堤外1Km范围内建立排水沟网，沟内种植植物，形成沟渠湿地，将汛期径流滞蓄在沟渠湿地内，进行初步净化，然后集中排入河道或引入堤内的生态演替式水体修复工程。

2.3邯郸市生态水网蓄水利用。

为提高邯郸市对卫河水资源的利用率，可通过提水泵站，在非灌溉季节向邯郸东部生态水网蓄水。主要工程有：（1）军留泵站，向东风渠供水；（2）岔河咀泵站，向小引河供水；（3）路庄泵站，向民有干渠供水。为保证邯郸市生态水网水质及生态环境，在引水渠首建造2～3Km长的生态演替式水体修复工程，水体经修复后再引入生态水网。

3.生态演替式水体修复技术

由于卫河水体污染严重，卫河水利用的关键是水体的修复净化，因此，本文针对生态演替式水体修复工程技术进行进一步研究。

3.1修复目标。

（1）针对卫河下游河道水质污染现状，综合考虑处理工艺的有效性、长效性、经济性和生态兼容性等，将各种处理技术合理结合，充分发挥各种技术的优越性，对河道污染水体进行处理，力求持续发挥和强化河流自身的净化能力，减少能源消耗和二次污染，同时与亲水景观建设结合，使处理工艺亲切自然，更富人性化。

（2）通过水体修复，消除争氧物质，稳定水体的高溶氧状态，快速培植优势好氧微生物，打造生态基础，并通过水生动、植物定向培养、建立起人工生态，通过人工生态向自然生态演替，恢复水体生物多样性，并充分利用自然系统的循环再生、自我修复等特点，实现水生态系统的良性循环。

3.2技术要素。

卫河邯郸段生态演替式水体修复技术包括氧化塘技术、生物膜对水体的净化作用、浮岛的净化作用、水生植物净化景观化应用、水生动物净化水体、人工湿地等。在本工程应用中，根据水体污染程度，水体环境资源现状等考虑选用不同的技术组合，以呈现生态效益和经济效益的双赢。

（1）氧化塘。

典型区氧化塘设置厌氧塘和兼性塘。厌氧塘内依靠厌氧菌的代谢功能，使有机底物得到降解。兼性塘从上到下分为三层：上层好氧区、中层兼性区、塘底厌氧区。

（2）生物膜。

生物膜技术通过在固定支架上设置生物填料，为参与污染物净化的微生物、原生动物、小型浮游动物等提供附着生长条件，使大量参与污染物净化的生物在此生长。由于其固着生长而不易被大型水生动物和鱼类吞食，使单位体积的水体中生物数量成几何级数增加，可强化河湖水体的净化能力。

（3）浮岛。

本工程的浮岛是一种像筏子的人工浮体，在上边栽培一些美人蕉之类的植物，漂浮在水面。人工浮岛的水质净化针对富营养化的水质，利用生态工程学原理，降解、吸收水中的COD、氮、磷等。

（4）水生植物。

水生植物技术将生态系统结构与功能应用于水质净化，充分利用自然净化与水生植物系统中各类水生生物间功能上相辅相成的协同作用来净化水质，在水体中适当布置既有观赏价值又有净化功能的浮水植物和挺水植物，使水体不仅具有自然风貌的景观，而且增强水体的生物净化功能。

（5）水生动物。

本项目水域面积大，存在许多有害昆虫如蚊、蝇的滋生场所，水中投鱼可摄食蚊子及其它昆虫幼虫，避免水域对周围环境造成的危害。此外，水体中投放适当的水生动物可以有效的去除水体中富余营养物质，控制藻类生长，同时分泌促絮凝物质，使湖水中悬浮物质絮凝，促使水体变清。

（6）人工湿地。

在人工设计和监督管理下，人工水面湿地去污效果优于自然湿地系统，项目综合采用人工水面湿地技术和潜流湿地利用技术。水面湿地系统的污染水体在湿地的表面流动，水位较浅，通过生长在植物水下部分的茎、竿上的生物膜来去除污水中的大部分有机污染物。潜流湿地系统的污水在湿地床内部流动，利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留的作用来净化污水，水位较深，具有保温性能好，处理效果受气候影响小，卫生条件较好的特点。

4.应用实例

4.1项目区选择。

经现场勘查，选择大名县金滩镇顺道店村附近的废弃河段。试验河段位于卫河右岸防洪堤内侧，长2.6Km，宽60～150m。

4.2生态处理系统工程布置。

处理系统由12个池段组成，工程逐级布置如下：

（1）1号池为厌氧塘兼做沉淀池。设计水深4m，由泵站出水池底孔进水，其末端为表流陡坎出水，曝气复氧，进入2号池。

（2）2号、3号池均为兼性氧化塘。设计水深1.5m，2号池通过底流出水进入3号池，3号池表流出水曝气后进入4号池。

（3）4号池为人工浮床塘（下设生物膜）。设计水深1.5m，以浮床为介质，种植美人蕉水生植物，并在浮床底部进行生物挂膜，表流出水后进入5号池。

（4）5号池为植物塘。本塘塘面较宽，设计水深1.5m，以睡莲等浮水植物为主，出水后进入6号池。

（5）6号池也为植物塘。设计水深1.0m，以水葱等挺水植物为主，底流出水后进入7号池。

（6）7号池为鱼塘。设计水深2.4m，出水后进入8号池。

（7）8号池、9号池为表流湿地，设计水深1.0m，主要种植芦苇等，底流出水后进入10号池。

（8）10号池为潜流湿地，设计水深0.3m，共分成72个单元，由中间双线渠供水，由两侧集水渠出水后进入11号池。

（9）11号池仍为表流湿地，种植挺水植物，出水后进入12号蓄水池。

4.3经济分析。

本工程日处理水量8.4万m3，考虑到水位变化等因素影响，取0.7的折扣系数，经济运行期按10年计，则经济运行期内可处理水量21462万m3。经投资测算，单方水处理价格为0.19元/m3，明显低于污水处理厂的污水处理成本。因此，采用生态演替式水体修复技术来处理河流污水，在经济上是合理的。

5.结论

生态演替式水体修复技术是一项世界上正在兴起的突破性的一种水体修复技术。本文从水资源系统与生态系统互动协调的角度出发，提出了卫河邯郸段生态演替式水体修复技术模式。结合典型区项目试验，优化选用了不同的技术组合，论证了卫河邯郸段生态演替式水体修复模式的合理性。

［文章编号］1006-7619（2014）09-18-626