淺談濟南市臘山分洪工程水生態(tài)保護措施

郭英姿 郝海霞 丁姝梅

1.濟南市水利工程服務中心 山東 濟南 250112

2.濱州市城鄉(xiāng)水務發(fā)展服務中心 山東 濱州 256600

由于我國初期未重視水生態(tài)保護，存在水資源管理機制不完善、缺少系統(tǒng)性水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、未建立水污染預防機制、缺乏污水處理再利用措施等問題，致使水環(huán)境惡化，水體重金屬含量超標等問題，現(xiàn)我國七大河湖江域及地下水均已受到不同程度污染，部分河流出現(xiàn)斷流現(xiàn)象，地表水含氮含磷有機化合物及重金屬五中劇增、河湖生物鏈受損。河湖是構(gòu)成城市景觀的重要部分，受河湖污染影響，城市臨河區(qū)域空氣質(zhì)量變差，蚊蠅滋生，有害菌大量繁殖，嚴重影響市民日常生活與城市美觀。為進一步提高市民生活質(zhì)量，改善城市生態(tài)環(huán)境，尋求河湖水生態(tài)修復辦法，解決污染問題已成為促進城市發(fā)展與改善城市景觀雙重壓力下的重要舉措。近年來，為修復河湖水生態(tài)，我國采取了構(gòu)建流域水生態(tài)完整性評價方法、加大水資源與水生態(tài)環(huán)境的司法保護力度、架設(shè)河長制水生態(tài)環(huán)境修復監(jiān)控管理平臺、污水凈化重復利用等多項措施[1-3]，有效提升河湖水質(zhì)，改善水生態(tài)環(huán)境。本文介紹了2017年以來濟南市臘山分洪工程采取的水生態(tài)保護措施以及水生態(tài)保護成效，旨在進一步完善濟南市臘山分洪工程水生態(tài)保護機制，并為其他河湖水生態(tài)保護工作提供參考。

1 濟南市臘山分洪工程基本情況

1.1 工程概況

山東省濟南市市區(qū)地勢東西方向狹長，地勢南高北低，坡度較大，降雨集中在7至9月主汛期，約占全年降水量的70%，時有局部性強降雨，造成市區(qū)內(nèi)低洼地區(qū)內(nèi)澇積水、道路行洪，影響市內(nèi)交通出行，威脅市民人身財產(chǎn)安全。為減少強降雨對城市區(qū)域的影響，攔截南部山區(qū)洪水，增加排水出路，實施截流分導，成為濟南市減輕洪水災害的主要舉措。

臘山分洪工程位于濟南市區(qū)西郊，東起興濟河京滬鐵路橋，西至北店子入黃口，途經(jīng)槐蔭、市中、長清三區(qū)，全長7.85km，分洪流域面積159.5km2。臘山分洪工程主要作用是攔截濟南市區(qū)西南部興濟河、大澗溝、陡溝的山區(qū)洪水進入玉符河，再入黃河，實現(xiàn)高水高排，截流分導，減輕市區(qū)洪水威脅及小清河干流洪水壓力，是一項跨流域分洪工程。臘山分洪工程分洪流域面積占小清河洪園橋以上流域面積441.6 km2的36%，是小清河市區(qū)段達到百年一遇防洪標準的必要條件，達到設(shè)計防洪標準時分洪流量為604m3/秒。2007年11月臘山分洪工程開工建設(shè)，2012年5月底試運行并于汛期初步發(fā)揮效益，2013年6月正式投入使用，當年汛期即發(fā)揮效益。同時臘山分洪工程也可通過分洪閘、臘山閘為興濟河和臘山河進行生態(tài)補水，有效改善濟南市市區(qū)河道水環(huán)境狀況，為保護小清河、興濟河、臘山河河道水生態(tài)環(huán)境，提升臘山分洪工程河道水質(zhì)勢在必行。

1.2 水生態(tài)保護存在困難

臘山分洪工程水體流動性差。臘山分洪工程作為濟南防汛工程，分洪閘門日常關(guān)閉，遇遇小清河黃臺橋水位達到21.50m或臘山樞紐閘前水位達到32.5m并繼續(xù)上漲等區(qū)域降水量大，市區(qū)行洪壓力大時開啟閘門，以減輕市區(qū)洪水壓力。汛期期間，受降雨及防汛調(diào)度影響，臘山分洪工程河道水位增高，流量加大，沖刷河道底泥及河面生活垃圾，河道污染物減少，河道水質(zhì)提升。非汛期期間，降雨減少，閘門關(guān)閉，其他河道來水減少，臘山分洪工程河道水量相對穩(wěn)定，流動性減弱，易造成泥沙沉積、污染物堆積、水體富營養(yǎng)化等問題。

臘山分洪工程污水管網(wǎng)、雨洪溝雨污分流不徹底。遇強降雨，易發(fā)生污水管線污水冒溢、排水溝內(nèi)生活垃圾沖入河道情況，污染臘山分洪工程水體，河道水體自凈能力有限，造成底泥黑污、水質(zhì)渾濁，河道內(nèi)水生物死亡，水體自凈能力進一步降低，形成惡性循環(huán)。

臘山分洪工程易受人類活動影響。臘山分洪工程位于濟南市市區(qū)，周邊居民及游玩市民較多，因部分市民缺乏節(jié)水護水意識，存在亂扔垃圾、電魚、網(wǎng)魚等不良行為，造成河道污染，河道生物數(shù)量驟減等問題。

2 水生態(tài)保護措施及成效

2.1 建立科學水生植物體系

大量研究證明，水生植物可以吸收水體污染物質(zhì)，提升水體自凈能力，改善河道水質(zhì)，科學搭配水生植物進行種植能夠鞏固水體凈化效果。臘山分洪工程在保護原有水生植物的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同區(qū)段水文環(huán)境，建立由挺水植物、浮水植物、沉水植物構(gòu)成的天然水質(zhì)凈化機制。

臘山分洪工程內(nèi)種植挺水植物蘆葦、水蔥、蒲草、白蓮藕。蘆葦適應性能力強，種植成活率高，根系發(fā)達，有保水固堤作用；水蔥、蒲草耐低溫性強，可露地越冬；白蓮藕為常見水生經(jīng)濟作物且年產(chǎn)量較高。挺水植物通過發(fā)達根系吸收河道底泥污染物作為自身營養(yǎng)物質(zhì)，可降低河道底泥中氨氮、磷酸鹽及重金屬物質(zhì)含量，根系分泌物為微生物的生長提供養(yǎng)分。

臘山分洪工程內(nèi)種植浮水植物睡蓮、浮萍。睡蓮根部區(qū)域?qū)︺U、汞、苯酚等有毒重金屬物質(zhì)吸收能力較強，5到8月期間開花，具有較強觀賞性，葉片浮于水面，夏季可遮蔽陽光，降低水體溫度；浮萍生長迅速，可大量吸收水中氮、磷，減輕水體富營養(yǎng)化，具有增加水體溶解氧、穩(wěn)定pH、以及生物量積累作用，間接提高水體自凈能力，且用于處理水體富營養(yǎng)化的浮萍含有大量營養(yǎng)物質(zhì)，可用于制作飼料，具備一定經(jīng)濟價值[4]。浮水植物能夠遮蔽日光，平衡水溫，為夏季魚蝦類提供陰涼環(huán)境，抑制水中浮游藻類生長，有利于河道藍藻治理。

臘山分洪工程內(nèi)種植沉水植物金魚藻、菹草。金魚藻吸氮能力極強，能夠與浮游植物競爭營養(yǎng)元素，壓制浮游植物生長，同時能夠降低水溫，有利于魚、蝦類抵抗夏季高溫；菹草冬季正常生長, 產(chǎn)生溶解氧為水域中魚、蝦提供冬季結(jié)冰期氧氣保障，且菹草可食用，常用作魚類飼料，可為河道內(nèi)魚、蝦提供食物。沉水植物在水底形成致密網(wǎng)狀系統(tǒng)，有發(fā)達的通氣組織，為魚、蝦類產(chǎn)卵繁殖、棲息等活動提供場所，并能抑制底泥有機物釋放。

臘山分洪工程用科學的水生植物體系營造自然景觀，打造水體自凈體系，并為魚、蝦、微生物等原生態(tài)生物提供了良好的生存環(huán)境。

2.2 科學控制水生植物生長

水生植物雖然能夠凈化水體，提升水質(zhì)，但因臘山分洪工程水體流動性低，富營養(yǎng)化嚴重，若無人為控制，水生植物易生長、繁殖過度，甚至影響河道行洪、生態(tài)功能。挺水植物莖稈叢生，影響河水流動速度，降低河道行洪能力，易導致汛期水位抬高，造成安全隱患。浮水植物夏季大量生長，可在短時間內(nèi)覆蓋河道水面，遮蔽陽光，造成水體缺氧、少光，致使沉水植物、魚蝦類大量死亡。沉水生物腐敗時釋放大量的有機質(zhì)，易導致COD上升，造成水體渾濁發(fā)臭[5]。

為維護河道水質(zhì)，有效保護水生態(tài)環(huán)境，臘山分洪工程采取了多種方式科學控制水生植物生長。一是投放草魚、鰱魚、鳙魚魚苗，草魚為草食性魚類，喜食水草、藻類、浮萍，鰱魚及鳙魚為濾食性魚類，主要以浮游植物為食，可大量攝食藍藻，投放魚苗能夠提升水生態(tài)系統(tǒng)完整性，以生態(tài)環(huán)保的方式抑制水生植物生長。二是根據(jù)季節(jié)、水溫、水質(zhì)等因素，及時打撈衰敗期水生植物，控制性打撈瘋長期水生植物，及時清理體內(nèi)富集氮磷及重金屬物質(zhì)的水生植物，通過人工干涉將水生植物數(shù)量維持在合理范圍內(nèi)，最大限度發(fā)揮水生植物對水體的凈化作用。三是拋撒石灰改變河道底泥及水體酸堿度，適當抑制菹草的大面積泛濫。

臘山分洪工程通過控制水生植物生長，有效減少河道內(nèi)富營養(yǎng)物質(zhì)，避免周期性水生植物腐解造成的水體黑臭現(xiàn)象，高效發(fā)揮水生植物保水、凈水作用。

2.3 投放微生物制劑

根據(jù)臘山分洪工程不同河段水環(huán)境，分階段投放微生物制劑，保證微生物在水體內(nèi)的高活性及可持續(xù)性。利用微生物新陳代謝作用富集并轉(zhuǎn)變水體中的有害物質(zhì)，消耗水體中的有機物、氨氮等物質(zhì)，降低河道富營養(yǎng)化，抑制藻類爆發(fā)式增長[6]，其次，微生物固著河道底泥，通過氧化、還原、水解作用將有機污染物降解為二氧化碳、水及其他無害物質(zhì)，減少底泥污染物向上覆水的釋放，增強河道凈化能力。

2.4 強化污染源管控

為減少雨污混流對臘山分洪工程的影響，加強河道巡查，密切跟蹤臘山分洪工程排水口，建立排污口檔案，針對巡查發(fā)現(xiàn)排污問題及時制止整改。通過日常保潔，及時清理河面、岸坡垃圾，通過制止投放污染物等違法違規(guī)行為，減少污染源。

2.5 開展水法宣傳

“世界水日”“中國水周”及汛期期間面向河道周邊居民及游玩市民開展水法宣傳，宣傳節(jié)水護水意識，提高周圍環(huán)境保護意識，減少市民向河道投放垃圾等不良行為，減少污染源。

3 水生態(tài)保護成效

3.1 水生生物多樣性提高

臘山分洪工程濕潤環(huán)境適宜搖蚊幼蟲、水蚯蚓、蜻蜓等喜水蟲類，科學引入水生植物為魚蝦微生物等水生動物創(chuàng)造生存、繁殖條件，優(yōu)良水質(zhì)及豐富水生生物吸引白鷺、野鴨等以魚蝦昆蟲為主要食物的水鳥，投放入河道的微生物分解動物、植物的遺體，產(chǎn)生二氧化碳、水和無機鹽，供水生植物重新利用。臘山分洪工程用生態(tài)治理方式形成生態(tài)閉環(huán)，水生生物多樣性逐步提高。

3.2 水質(zhì)提升

根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標準，2017年7月臘山分洪工程水質(zhì)未達到IV類地表水標準，2021年9月臘山分洪工程水體化學需氧量、氨氮、總磷、總氮及PH值已達Ⅲ類地表水標準，河道水質(zhì)總體有大幅度提高。

根據(jù)表1表2數(shù)據(jù)對比，與2017年7月水質(zhì)情況對比，2021年9月臘山分洪工程河道有機污染物大幅度減少，水體氨氮含量及磷含量降低，水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象得到有效改善，河道水質(zhì)更適宜水生生物生長。

表1 2017年7月臘山分洪工程水質(zhì)檢測結(jié)果

表2 2021年9月臘山分洪工程水質(zhì)檢測結(jié)果

3.3 提高河道觀賞性

臘山分洪工程解決了河道水體黑臭、夏季藍藻集中性爆發(fā)等多項水生態(tài)環(huán)境問題，保持河道水質(zhì)清澈，種植多樣觀賞性植物，吸引親水動物，提升河道觀賞性，沿河居民認同度增加，初步打造風清水美河道景觀帶。

4 建議

4.1 建立水生態(tài)監(jiān)測體系

構(gòu)建水生態(tài)檢測體系，對水生生物、水質(zhì)、水文等指標進行定期觀測。水生生物觀測指標應包括水生植物、魚蝦蚌螺、浮游動物、水中產(chǎn)卵蟲類等種類、數(shù)量；水質(zhì)指標應包括水體透明度、顏色、味道、化學需氧量、氨氮、總磷、總氮、PH值等；水文指標應包括水位、水量、水面面積等。

水生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的建立可實時了解水體狀況，根據(jù)水體狀況選擇更科學有效的水環(huán)境保護措施，同時可及時反饋水生態(tài)修復提升效果，為水生態(tài)保護系統(tǒng)化、精細化提供數(shù)據(jù)支持。

4.2 定期進行清淤整治工作

臘山分洪工程底泥主要來源于上游河道泥沙、污水管網(wǎng)及雨洪溝排入河道有機質(zhì)垃圾、水生植物腐敗物，汛期期間，河道流動性強，底泥污染物質(zhì)受水流沖擊流向下游河道，非汛期期間，河道流動性減弱，底泥迅速沉積，水生植物凈化、微生物分解能力有限，易造成底泥黑臭、水體污濁，影響河道景觀，影響周圍居民生活。為進一步提升臘山分洪工程河道水質(zhì)，提升臘山分洪工程水生態(tài)環(huán)境，建議根據(jù)臘山分洪工程不同河段水文情況，采取排干清淤、水下清淤等措施定期清除何地淤泥，并采用垃圾篩分、底泥調(diào)理、濃縮沉降、資源化利用等方式對底泥進行處理。

5 結(jié)語

濟南市臘山分洪工程采取生物治理為主，人工干涉為輔的水生態(tài)保護措施，增加河道物種多樣性，完善水體生態(tài)結(jié)構(gòu)，提升水體自凈能力，打造和諧生態(tài)景觀。臘山分洪工程會進一步改善水生態(tài)保護措施，采用更科學、環(huán)保方式，繼續(xù)提升水體水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。