貴州草海鴨子塘入湖河口濕地修復工程

張蕓（國家林業和草原局林產工業規劃設計院，北京100010）

草海位于云貴高原烏蒙山區的威寧彝族回族苗族自治縣縣城西南側，湖區面積23.25 km2，水域面積20.98 km2，平均水深2 ～3 m。草海濕地由水域、沼澤、草甸以及豐富的水生動植物種類和較高生產力的水生生物群落組成，是一個完整的高原濕地生態系統，是我國亞熱帶高原濕地生態系統的典型代表。在我國為數不多的亞熱帶高原濕地生態系統中，其特殊的濕地生態系統服務功能使草海成為黔西北乃至云貴高原的“高原之腎”和云貴高原的水汽儲藏庫，也是我國特有高原鶴類、國家Ⅰ級保護動物——黑頸鶴(Grus nigricollis)及其它珍稀禽類的重要越冬地。1985 年，由貴州省人民政府批準建立草海省級自然保護區；1992 年，經國務院批準晉升為國家級自然保護區，并成為我國第一批生物圈保護區網絡成員，是我國重要的保護濕地之一。

草海濕地生態修復是國務院督辦整改的典型案例。近年來受人口、環境壓力影響，濕地退化加劇、污染問題突出、生物多樣性遭受嚴重破壞，生態環境日益惡化，加強草海濕地生態環境治理工作刻不容緩。2012 年1 月，國務院專門批示，要求貴州加強草海等湖泊環境保護和綜合防治工作。2015 年9月編制完成《貴州草海高原喀斯特湖泊生態保護與綜合治理規劃》，并于2015 年11 月經國家發改委正式批準通過。草海濕地是區域生態及經濟可持續發展的物質基礎和重要保障(徐婷, 2015)，草海鴨子塘入湖河口濕地修復工程是草海濕地保護的重要舉措。

1 鴨子塘濕地環境現狀

草海鴨子塘入湖河口濕地修復工程為草海濕地保護修復系列工程之一，位于草海國家級自然保護區實驗區內，東部為入湖口區域。大中河為入湖口區域匯入草海最大的河道之一，大中河匯入草海注水量達總注水量的1/5，大中河河道流域的生態環境及水質狀況對草海保護區的生態環境保護及治理至關重要。由于草海緊鄰威寧縣城，周邊人口多，活動頻繁，人口與環境的矛盾一直沒有得到妥善解決，生態環境惡化，出現了城進湖退、人進鳥退的現象，濕地生境遭到破壞。

1.1 農田侵占濕地，濕地面積驟減

大中河周邊耕地多為農民承包地，主要種植蔬菜和土豆。鴨子塘區域的濕地被侵占，造成入河口濕地面積大量縮減，濕地承載的生態功能也隨之消失。

1.2 生活污水及面源污染導致水質惡化

草海鴨子塘社區部分區域靠近鄉鎮居民區，建筑散亂，存在生活垃圾傾倒、農藥等農業面源污染現象。項目區大中河流域農業墾殖密度高，耕地所施用的化肥、農藥部分順流而下進入大中河，造成了嚴重的面源污染，致使流域水體大部分總氮嚴重超標，水質呈惡化趨勢。

1.3 農田侵占林地，造成水土流失

草海鴨子塘南部為山區，境內主要有大中河通過，項目區二標段南部、北部土丘有部分林地開墾為農田，這兩處土丘植被覆蓋率（20%左右）較低，水土流失情況嚴重，是大中河雨季含沙量大的主要原因。下游不遠處即為草海國家級自然保護區濕地保護工程，上游的植被恢復和生態塘的建設是確保濕地保護工程正常運轉的有力舉措。

1.4 溝渠堤岸硬化，破壞自然生態鏈

草海鴨子塘的大中河溝渠堤岸硬化，致使河流與周邊流域生態環境割裂，難以形成濕地生境。自然河道存在大量的植物和微生物，具有降解污染有機物的作用。混凝土砌筑的溝渠底部及堤岸破壞了自然河流的生態鏈，不利于濕地恢復。

2 濕地修復工程目標

通過開展草海濕地保護工程、濕地恢復工程和濕地宣教工程，采取生態塘建設、濕地植被恢復、水土保持林營造等措施，達到恢復濕地，增大水禽棲息地，提高生物多樣性，打造水林結合的復合生態系統的目的。開展草海濕地保護的宣教工作，提高周邊居民的保護意識，共同參與保護濕地、保護草海的行動，使區域生態系統進入良性循環。

圖1 鴨子塘入湖河口濕地修復工程平面布局圖Fig.1 The plane layout of Duck pond estuarine wetland restoration project

3 鴨子塘濕地生境恢復策略

3.1 合理的生境恢復措施

采用兼性生態塘作為恢復濕地生境的主要措施( 圖1)。這是在氧化塘的基礎上做出改進的一種兼性氧化塘，由多個塘串聯或并聯組成，并種植挺水植物、沉水植物和浮水植物等水生植物，起到生化降污、蓄水、改善生態、擴大草海生態容量等作用，并利用不同水生植物對污染物的干預，實現對水質的改善。

同時，采取類似表流濕地的前端濕地，既能起到表流濕地處理水質、平衡水流的作用，又不需像傳統的表流濕地那樣進行太多的人工設施和干預，做到與湖面的自然過渡和銜接。在入草海湖河口區域，構建一系列不同地形高程的前端濕地，在前端濕地塑造一系列緩坡，形成水系連通、整體相對平整、局部高程有起伏的地形。

圖2 生態塘雙層池底設計示意圖Fig.2 Schematic diagram of double floor design of ecological pond

3.2 科學的生態塘工程設計

草海具有降水季節分配不均、降水量變幅大的氣候特點。降雨主要在5—10 月，其他月份降雨很少，且雨季與旱季降水量相差較大，據資料記載日最大降雨量達201 mm。生態塘的容量既要考慮枯水期斷水或水流量很小導致濕地干枯的情況，又要考慮汛期暴雨的沖擊。

3.2.1 利用既有設施，維持永久容積 利用河道下游現有水閘設施，維持項目區生態塘的基本水位。在常水位容積確定之后，需要計算暴雨事件對生態塘以及下游河道的影響，使生態塘具有一定的雨水調蓄能力。設計徑流流量采用50 年一遇、降雨歷時30 min 的暴雨事件來計算，根據貴州畢節地區暴雨強度公式計算降雨強度為173.5 L/(s·hm2)。下游的河道為生態護岸，流量不得超過1.6 m/s，設計河道過水面積約14 m2，可得到下游的設計流量為22.4 m3/s。計算得到的調節容積為52 272 m3，有效深度為0.41 m。第2 個主塘與第1 個主塘連接處為生態護岸，連接處流量不得超過1.6 m/s，計算得到有效深度約0.32 m。根據計算結果設置駁岸高于0.41 m。

3.2.2 設計雙層池底，確保枯水期濕地狀態 將生態塘的池底設計為雙層階梯式(圖2)。降水量少時，水儲存于池底第1 階梯，盡可能確保枯水期生態塘保持濕地狀態，減少生態塘蒸發面積；水量充足時，生態塘水位漫過池底第1 階梯，漲至第2 階梯，形成更大的水面。通過雙層階梯式池底的設計，盡可能達到汛期與枯水期水量的平衡，適應雨季濕地進水量的變化，發揮對來水的貯存和調蓄作用。

3.2.3 汛期水量驗證，控制淹沒范圍 對汛期水量進行驗證核算，把淹沒范圍控制在可接受的范圍內。根據計算，項目區大中河溝道主河道的匯水面積為11.86 km2，50 年一遇的設計洪水流量76.263 m3/s。河道設計寬度10 ～12 m，河道深度0.8 ～1.5 m，河道水深1.5 ～1.8 m。大中河遇有超過設計標準的洪水時，根據防洪溝保護區的重要性，允許洪水溢出護岸漫溢，水面擴展后，水流速度將會減緩，過水時間很短，淹沒區域水深很淺（一般不超過30 cm），造成的損害不大，只要采取的措施得當，泄洪造成的淹沒損失可以忽略。

3.2.4 搭配鄉土植物，融入自然環境 生態塘設計須采取近自然的形式，盡可能與高原濕地現有的垛田肌理相融合。同時，合理設置溢流堰保證生態塘水量的均衡和水體自流，順地勢形成多階梯、多層級的生態塘。同時，生態塘駁岸全部設計為生態駁岸，采用回歸大自然的軟質植草斜坡(唐金忠,2016)。采用植物、石、土等自然材料，把水質改善等功能要求與景觀功效結合起來，并選用鄉土植物，達到與本底環境的融合。采用“岸生植物+濕生植物+沉水植物+挺水植物”的配置方式，通過水生植物的種植延伸到水中，形成回歸大自然型式的水生存環境(唐金忠, 2016)。在陸地選擇岸生植物進行喬灌草搭配，在河岸及沼澤區域種植濕生植物，在水深30 ～60 cm 的區域種植沉水植物，在水深0 ～30 cm 的區域種植挺水植物，達到生物降污的功能，恢復濕地生境。

通過選擇合理的生境恢復措施及生態塘工程的科學設計，達到改善水質，阻緩汛期下泄水量、攔截泥沙等多重目的，并開展融入本底生態環境的植被恢復和濕地生境營造，達到自然性與功能性的結合，最終達到恢復濕地的功能。

4 結語

鴨子塘入湖河口河道流域的生態環境及水質狀況對草海保護區的生態環境保護及治理至關重要，項目實施對其余34 個入湖河口濕地恢復的示范意義重大。本項目把擴大濕地面積作為濕地恢復的重點，科學修復濕地的生態功能，把污染治理與濕地恢復結合起來，為濕地生境恢復策略提供新思路。