飲用水源保護區生態工程綜述

李 璇

（四川大學 建筑與環境學院，四川 成都 610064）

由于城市生活污水、工業廢水以及農村生活污水的排放，江河湖泊等飲用水源正在受到污染，過渡開墾和造成植被破壞，水土流失嚴重，生態工程“整體、協調、循環、再生”等思想迅速適應了水源保護可持續發展的需要及尊重自然同環境相協調。因此無論國內外，生態工程都被更為廣泛地應用到飲用水源的保護中。如中國太湖水域局部飲用水源藍藻污染治理工程、丹江口市南水北調水源保護區生態工程造林、麗水生態工程建設、丹麥格雷姆斯湖防治富營養化的生態工程、萊茵河生態工程技術等。

飲用水源保護區保護水質的生態工程技術多種多樣，主要有快速慢速滲透土地處理、生態工程造林、生態修復和濕地生態工程等。綜合考慮各種因素，如水力特性、地貌特點、防洪、供水、水土保持，及維持水源地環境的多樣性、物種的多樣性及其水源地生態系統平衡等，以逐漸恢復自然狀態。

1 飲用水源保護常用方法

北京懷柔飲用水源保護區重點建設三大生態工程，懷柔區位于北京上風上水的地區，承擔保證北京供水、阻擋西北風沙侵襲的重要職能。京津風沙源治理工程，實施爆破造林、封山育林、飛播造林、農田林網、人工造林、退耕還林；百公里生態谷綠化工程，以發展生態涵養區，建設宜居城市為指導，以興綠富民為目標，完成爆破造林、大苗造林、中幼齡林撫育；綠色通道工程，以道路綠化林蔭化為目標，按照“多林種多樹種多色彩多植物多層次三季有花四季常青，氣勢宏偉”的綠化原則實施綠色通道工程。生態工程造林，大面積增加了飲用水源保護區的植被覆蓋率，減小沙土流失面積，控制涵養水源，防風固沙，也維持了水源地的生態平衡和特種多樣性。

環境生態修復工程在飲用水源保護區中的應用也很廣泛，恢復受損的水源自然資源和環境承載能力，包括富營養化水體、水質惡化、生態遭到破壞的水體修復。

近十幾年來，我國在水污染已經非常嚴重，幾乎所有的江湖河海和局部地下水已或多或少遭受氮磷污染，湖泊、水庫富營養化、酸化嚴重，特別是我國東部一些主要湖泊，包括五大淡水湖，已經達到嚴重富營養化程度，而且湖泊水質污染和富營養化的程度和范圍仍呈明顯加重的趨勢，尤其是作為飲用水源地的湖泊、水庫水質下降，藻類瘋長，水華頻繁發生，且80%的水華都有毒，富營養化湖泊藍藻大規模爆發已成為湖泊水污染的難題，尤其是近年來的太湖、滇池藍藻爆發。由于富營養化所產生的水華藻類，通常在水面堆集，不但散發魚腥臭味，而且堵塞自來水管道，嚴重威脅著城市供水安全，同時，影響景觀和旅游業、養殖業等。治理水體富營養化主要包括外源污染物和內源污染物的控制兩方面。內源污染的治理方面已實踐過包括疏竣、引流沖污、吸附沉淀和化學滅殺等多種理化方法，也采用了包括生物膜反應器降解、投放微生物群制劑、移植高等水生植物、放養濾食性魚類等眾多生物方式。上述方法單一或聯合采用，寧波橋墩水庫則是采用明礬漿機械噴灑應急除藻和增放濾食性魚類調控水質物化與生物措施綜合治理水體的富營養化。

受損水體修復的生態工程技術方法是利用培育的植物或培養、接種的微生物的生命活動，對水中污染物進行轉移、轉化及降解，從而使水體得到凈化的技術，這種技術處理效果好，大量監測與試驗數據表明，各種污染物的去除率都可達較高的水平，與常規的環境技術相比，所需投入相對較低，運行成本低廉，所需的微生物具有來源廣、繁殖快的特點，如能在一定條件下對其進行篩選、定向馴化、富集培養，可以對大多數有機物質實現生物降解處理，此外這種處理技術不向水體投放藥劑，不形成二次污染。用生態方法治污，還可以與綠化環境及景觀改善相結合，美化環境。

2 人工濕地和自然濕地

人工濕地處理系統，主要由沙粒、沙土、土壤石塊等組成，這些基質一方面為微生物的生長提供了穩定的吸附表面，同時也為水生植物提供了載體和營養物質，提供濕地化學反應的主要界面，當污水流經人工濕地時，基質通過一些物理和化學途徑，如吸附，吸收、過濾、離子交換、絡合反應來凈化，除去污水中的N、P等營養物質。

自然濕地也是多種多樣。例如黃河河口濕地總面積為24.25萬hm2，以寧海為頂點，分為自然濕地和人工濕地。自然濕地總面積為18.58萬hm2，主要分布在東部和北部地區，南起小島河口、北至徒駭河口地區，濕地種類繁多，集中成片。人工濕地總面積為5.67萬hm2，主要分布在中西部地區。但近二十幾年來淡水濕地面積大幅減少，受人類開發等對濕地的占用、破壞和近來黃河來水來沙的不斷減少及河流的渠化等影響，黃河河口的天然濕地面積急劇萎縮，由于得不到足夠的淡水資源供給，大面積的天然濕地退化為鹽堿地。

濕地生態系統自然生產，能夠蓄積來自水陸兩相的營養物質，具有較高的肥力，我國有面積廣大的濕地，為人類提供食品、工農業原料等，濕地具有很高的生物生產力，一個地區的濕地喪失對該區域或另一地方的經濟會產生重要影響。生物多樣性，濕地生物多樣性是所有濕地生物種類、種內遺傳變異和他們生存環境的總稱，由于濕地生態系統所處的獨特的水文、土壤、氣候等環境條件形成的獨特的生態位，為豐富多彩的動植物群落提供了復雜而完備的特殊生存環境。濕地在蓄水、調節河川徑流、補給地下水和維持區域水平衡中發揮著重要作用，我國降水的季節分配和年度分配不均勻，通過天然和人工濕地的調節，貯存來自降雨、河流過多的水量，從而避免發生洪水災害，保證工農業生產有穩定的水源供給。人工濕地還可以為地下蓄水層補充水源，有助于減緩水流速度，有利于毒物和雜質的沉淀和排除。濕地的蒸騰作用可保持當地的濕度和降水量。

3 結語

隨著科學技術和發展，生態工程發展的前景甚為可觀，無論是運用于農業、林業、工業還是水資源，尤其是其具有的可持續發展戰略意義，生態工程從最優化控制走向適應性控制，強調物質、能量、信息、人力、貨幣的綜合，競爭、共生和自生能力的綜合，在系統內部形成完備的生命周期的功能組合，疏通物流、能流、貨幣流，實現良性循環，將區域內一些基本平行、相互不聯系的生態系統耦合，構成生態復合體，產業生態系統，逐步實現有害廢物在區域平臺的系統內全回收、轉化、利用和向系統外的零排放，從而推動人類社會可持續發展。

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