河流濕地的生態修復及水質保護工程實踐
——以淇河濕地生態治理工程為例

陳俊杰

（中節能鐵漢生態環境股份有限公司 廣東深圳 518000）

引言

自“十八大”以來，濕地保護已成為我國生態文明建設的重要內容，濕地生態系統及水環境的健康程度，也將嚴重影響區域生態安全、飲用水安全及可持續發展。通過污染源治理、自然岸線恢復、河湖水系連通、植被恢復、生態移民等手段，逐步恢復濕地生態功能，維持濕地生態系統健康，增強濕地碳匯功能，也是與國家“碳達峰、碳中和”政策相一致的。

本文以河南淇河濕地的生態修復與水質保護工程實踐為例，研究濕地生態修復與水質保護工程的組合技術，以期為城市河流濕地系統的生態修復和環境保護工作提供借鑒。

1 濕地概況及面臨問題

1.1 濕地概況

淇河位于河南省鶴壁市，是鶴壁市的母親河、生命河。隨著經濟的快速發展和城市化進程加快，出現了經濟發展與生態保護不協調的現象。淇河濕地屬河流型濕地，生態環境十分脆弱，過度的人為干擾、區域面源污染加重、濕地資源的不合理開發利用、有害生物入侵等，導致了濕地系統的嚴重破壞。

淇河濕地位于淇河的中下游河段，濕地范圍內現有：永久性河流濕地95.22hm2、洪泛平原濕地169.51hm2、地熱濕地1.20hm2、水產養殖場濕地4.83hm2。濕地補水水源主要包括：淇河天然徑流、區域自然降水、支流匯水與自然泉水等。現狀河道生態流量為0.5m3/s，自然泉水流量約1.01m3/s，年均補水3800 萬m3，汛期淇河流量可達80～300m3/s，水位達到108m～110m。

1.2 濕地面臨的問題

淇河濕地屬洪泛區河流濕地，主要分布在淇河兩岸灘地，受季節性和汛期影響較大，生態系統十分脆弱。根據現場調查，濕地面臨的主要問題如下：

1.2.1 生態系統破壞嚴重

項目區周邊人口密集，受人類開發活動、濕地水源補給條件不穩定、濕地水位波動幅度大等綜合因素影響，淇河濕地面臨生態功能退化、生物多樣性減少、自凈能力下降等問題。部分河岸灘涂被開墾，破壞了淇河的自然生態環境，也擠占了濕地空間；也有部分河灘被改造成魚塘，破壞了濕地整體結構，甚至在夏季局部會發生水體富營養化現象，致使淇河濕地生態環境受到嚴重影響。

1.2.2 潛在的面源污染

淇河流域范圍內歷史遺留坡地礦山較多，部分地表裸露，水土流失嚴重。再加上濕地沿線村莊較多，農藥、化肥、生活垃圾、家禽家畜糞便等形成面源污染，隨地表徑流匯入淇河，也對濕地系統水質造成嚴重影響。

1.2.3 生態用水缺乏保障

淇河承擔著鶴壁市工農業生產和城鎮居民生活用水的功能，對濕地自然生態用水量有一定削減。特別是上游段，由于距離盤石頭水庫較近，區間徑流少，河道比降陡，河道難以蓄水，水生境較差，難以達到河道濕地正常生態需水量。

1.2.4 旅游開發管理粗放

近年來城市近郊生態休閑旅游發展勢頭強勁，每逢節假日及周末，濕地旅游的人數較多，游客主要集中在淇河沿線的河岸、灘涂、溫泉、濕地等景點區域，由于濕地整體規劃、策劃和開發水平不高，配套基礎設施也比較落后，旅游組織管理粗放，游客環保意識不強，致使濕地受到巨大影響。

2 濕地生態修復工程措施

隨著生態修復實踐的開展和理念的更迭，水體生態修復從單一目標線性治理，走向社會、經濟、生態的多目標綜合協同治理。生態修復工程作為水系建設的長效管理措施，具有風險大、周期長、投資高、影響深遠的特點[1]。

根據國家相關規定及項目實際情況，對淇河濕地系統進行生態修復。工程涵蓋：濕地生態保育區、宣教與生態休閑區、管理服務區等項目，主要工程內容包括：水系修復40hm2、退耕還灘36.6hm2、植被恢復65.2hm2、濕地緩沖帶恢復10hm2、底泥疏浚32 萬m3、林木栽植96 萬株。建設濕地保護管理站、救護站等建筑物面積1.3 萬m2；購置生態監測、環境評估與保護設施、儀器與設備等。

2.1 濕地底泥生態疏浚

外源污染物進入濕地后沉積在底泥中，當溫度升高后，底泥中的營養物質逐步釋放出來，導致水體內藻類繁殖，水質惡化，甚至出現水體富營養化的“水華”現象。底泥生態疏浚是工程、環境、生態、濕地相結合的生態修復技術，其目的是通過底泥的生態疏浚去除底泥所含的污染物，清除內源污染，減少底泥污染物向水體的釋放量，并為濕地水生生態系統的恢復創造有利條件。

疏浚時應根據底泥分布狀況、基面標高、土壤水運動特點、污染物釋放特征、沉水植物種屬類型、生物學特性等綜合分析，采取恰當的疏浚方式和疏浚設備。

2.2 生態緩沖塘凈化工程

對濕地沿線區域山嶺和坡地進行生態修復，減少水土流失，采取喬木、灌木、草皮相結合的立體綠化模式，形成生態隔離帶，利用荒廢的池塘或坑地構建生態緩沖塘。生態緩沖塘是針對山坡地表徑流及農田面源污染設立的生態凈化工程，利用緩沖塘攔截暴雨徑流，通過物理、化學以及生物過程使地表徑流中污染物得到凈化，降低水體中的化學農藥、氮、磷、顆粒物的含量[2]。融入了生物降解自然法則，大大節省投資成本，生態效應顯著。其工藝流程見圖1。

圖1 生態緩沖塘凈化工藝圖

2.3 人工濕地凈化工程

淇河濕地沿線分布著大量村莊，農村污水處理設施尚未健全，無組織排放的生活廢水、生活垃圾、農作物秸稈、農田退水等在雨季隨地表徑流流入淇河濕地，會引起水體富營養化和泥沙淤積。對濕地保護區范圍內的村莊進行環境綜合整治，針對村莊地表徑流和農田退水形成的微污染河水進行深度處理，對于削減濕地系統來水污染負荷具有重大意義。

利用河灘地、洼地、綠化用地等建立人工濕地水質凈化工程，利用碎石濾料、水生動植物和微生物構成獨特的生態系統，通過物理、化學和生物協同作用實現水質凈化、功能提升和生態提質[3]。植物選擇上，優先考慮水質凈化功能強的本地水生植物，如蘆葦、香蒲、荷、蓮等，增強濕地生態系統水質凈化能力。其工藝流程見圖2。

圖2 濕地凈化工藝圖

2.4 巖石開采場生態修復工程

淇河流域范圍內歷史遺留廢棄巖石開采場較多，開采后沒有及時恢復，面臨植被破壞嚴重、水土流失、生物多樣性下降及景觀異質化嚴重等問題。在治理過程中，要結合當地的地形景觀、土地資源價值、做好功能定位及項目策劃，在獨特的自然景觀基礎上加入人為景觀因素，改造成城市生態公園等具有教育意義的旅游景點[4]。通過礦山修復工程的實施，將采礦區的采坑和堆積的棄渣（尾礦）進行平整和無害化處理，并進行土壤改良、抗逆植被恢復，減輕水土流失、改善生態環境，減少因水土流失造成的農田及濕地水質污染。

3 人工濕地水質凈化工程實踐

3.1 污染源分析

淇河濕地主要的污染源來自于地表徑流及次級河道支流。由于農村污染源具有分散性，污水收集管網尚未健全，濕地沿線的村莊生活污水、生活垃圾、農田面源污染等都會隨暴雨地表徑流進入濕地，對濕地水質造成嚴重的污染。選取濕地附近某村莊進行人工濕地水質凈化工程的實踐。

某村位于淇河左岸，生態濕地保護區東北角，排水系統基本上采用的是合流制排水。排水系統的建設缺少科學、合理的規劃，雨水通過現狀2 個DN800 混凝土管排入濕地。初期雨水攜帶的泥沙、有機腐殖質等COD 及N、P 含量高，造成入河污染負荷高，濕地周邊易發生水體富營養化。

3.2 處理規模及水質控制目標

人工濕地凈化工程處理對象主要為無組織排放的生活污水及雨水地表徑流。農村生活污水排放量較少，并具有時段性特點，以餐廚生活污水為主，主要含有有機物及N、P 等營養物質。設計處理規模根據村莊人口數量、可利用土地面積、濕地耐沖擊負荷能力及受納水體水質目標要求等因素，綜合考慮確定處理規模為500m3/d 設計。設計出水水質達到《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）地表水Ⅳ類水質標準，人工濕地處理后再經濱水植物凈化后進入淇河濕地。

3.3 濕地凈化工程工藝設計

人工濕地凈化工程采用“強化預處理+人工濕地”組合處理工藝。預處理采用“調節沉淀池+兼氧池”工藝結構，調節沉淀池對來水進行水質水量的調節，兼氧池池底布設曝氣設備，實行間隔曝氣，充分發揮兼氧微生物污水凈化作用。人工濕地采用“三級水平潛流濕地+植物砂濾池”結構，布置在某村交通路以南，淇河以北的狹長灘地內，工程總占地2300m2，其中預處理單元占地800m2，人工濕地單元占地1500m2。

3.3.1 工藝流程圖

濕地凈化工程根據水流方向采用的主要工藝流程為：污水→格柵→調節沉淀池→兼氧池→配水渠→三級植物碎石床→砂濾池→出水。其工藝流程見圖3。

圖3 工藝流程圖

3.3.2 設計參數

設計水量：500m3/d，總水力負荷q＝0.09m3/m2·d，調節沉淀池水力調節時間30h，兼氧池水力停留時間12h，兩者均采用鋼筋混凝土結構。濕地平均坡度1%～1.5%，碎石床厚度h＝1500mm，碎石料粒徑60mm～80mm，石英砂粒徑5mm～10mm，碎石床孔隙率約0.65～0.75。

3.3.3 主要建筑物

（1）調節沉淀池與兼氧池采用合體建設：總尺寸：B×L×H=20×40×2.0m，有效水深：H=1.2m～1.5m。兼氧池池底采用穿孔管均勻曝氣。

（2）植物碎石床：采取三級植物碎石床結構形式的水平潛流人工濕地，有效水深1.0m～1.3m，濕地平均坡度：1.1%，布水方式采用配水渠穿孔墻均勻布水。濾料采用礫石、碎石、陶粒、礦渣等組合填料。

（3）植物砂濾池：有效水深1.2m，濕地平均坡度1.5%，砂石厚度1.5m。布水采用垂直潛流運行方式，布水方式：PVC 穿孔管布水，平行布水，上部進水，下部出水。

3.3.4 濕地防滲措施

人工濕地建設時應進行防滲處理，防滲措施根據當地土壤性質和工程地質情況，并結合施工條件、經濟等多因素確定。本工程植物碎石床以及砂濾池底部均采用“二布一膜”土工膜防滲，上部設200mm 厚粘土保護層，確保防滲層滲透系數不大于10-6m/s。

3.4 濕地植物布置

水生植物具有強大的凈水功能，根系可以吸附有機污染物，向水體中輸送氧氣，根系分泌物還可以增強微生物活性，加快污水凈化能力。布置的主要濕地植物品種有：蘆葦、香蒲、千屈菜、鳶尾、水蔥、再力花、水生美人蕉等，既能凈化水體又能美化周圍環境。后期應從水生植物日常及季節維護、魚類群落結構調整等角度進行維護和管理，冬季及時收割枯死倒伏水生植物，修剪弱枝弱株，增強通風透光，保證植物生長質量，形成具備長效凈化能力的濕地生態系統[5]。

4 濕地保護配套工程

4.1 濕地監測工程

生態修復是一項長效工程，后期應加強生態系統的動態監測，開展生態風險評估與適應性管理，為生態系統長期觀測提供基礎數據，也是后期績效評價、成效評估的關鍵。設立淇河濕地生態監測中心，加強濕地的科研監測工作，培養和引進專業人才，建立科研管理體制，開展相應基礎性的科研，建立完備的科研監測體系，為濕地的有效管理提供科學依據，促進濕地的持續健康發展。

項目建設濕地生態監測中心1 處、生態定位監測站2 處，設置生態定位監測點6 處、鳥類觀測點8 處、鳥類監測樣線3 條、植物調查樣方12 個。濕地生態監測中心建筑面積200m2，與科普宣教中心合并建設；每個生態定位監測站建筑面積80m2，與保護管理站合并建設。生態監測點、鳥類監測點分布于項目區各分區內。購置相應的生態定位、水文、氣象等科研監測設備。

濕地生態監測中心主要職責是：負責監測濕地內動植物種類及種群數量監測、棲息生境等，包括監測數據的整理、分析，制作動態變化圖等，掌握項目區內主要生態指標動態變化，為管理部門及時做出科學決策提供依據。

4.2 濕地保護管理中心工程

組建“河南鶴壁淇河生態濕地保護區管理中心”，負責淇河生態濕地保護區具體建設、保護、修復和管理工作。管理中心設在項目區的管理服務區，建筑面積1000m2，下設濕地保護部、科普宣教部和綜合辦公室等部門，并下設2 個保護管理站，開展濕地保護工作。同時，在淇河兩岸各設1 條陸地巡護線，巡航線總長15km。加大濕地保護區的巡護管理頻次，及時發現和阻止破壞濕地的違法行為，并對濕地保護區旅游活動進行引導和管理。

4.3 現代化信息管理工程

為了更好地管理淇河生態濕地，分析濕地生境變化規律，為管理決策提供科學的依據，擬建立淇河濕地現代化信息管理系統，主要包括濕地生態監測子系統、濕地生態信息管理子系統和濕地生態決策支持子系統。結合現代監控信息化系統，與遙感、地理信息系統（GIS）等技術相結合，充分發揮地理信息可視化技術特點，實現自動監視、自動監測、自動展示、自動報警，有效提升濕地管理現代化和決策科學化水平，為保護區管理人員、科研人員及觀光旅游等提供直觀數據成套系統[6]。

結語

本項目通過底泥生態疏浚、植物生態緩沖塘、人工濕地污水凈化工程、廢棄巖石開采場生態修復等系統化的環境治理及生態修復措施，有利于保護濕地水質安全、恢復濕地生態系統、營造良好的水禽棲息生境、維持生物多樣性。

項目建成后還有利于保障市民身體健康，為市民提供有趣的休閑娛樂場所，增加市民了解濕地科學價值的天然博物館，為游客提供特殊風韻的生態旅游景點。另外，還要處理好城市發展與濕地生態保護的功能銜接，達到城市建設與濕地生態保護長效協同發展的目標。