遼河招蘇臺河河口水環境綜合治理措施分析

尹 銘 李思辰 曲 磊

（遼寧省水利水電科學研究院 遼寧沈陽 110003）

遼河招蘇臺河河口水環境綜合治理措施分析

尹 銘 李思辰 曲 磊

（遼寧省水利水電科學研究院 遼寧沈陽 110003）

近年來，由于大量人為因素，遼河已經成為中國江河中污染最重的河流之一，遼河水無法存活生物，無法用于灌溉，更無法供人畜飲用。這種情況也受遼河上游各個匯入支流的水質影響，招蘇臺河作為遼河的一級支流，其污染問題同樣影響著遼河干流的水質。本文針對解決招蘇臺河水質，恢復河口生態環境的問題采取的一系列舉措做了初步分析。

水環境 人工濕地 遼河 綜合治理

1 工程概況

招蘇臺河發源于吉林省梨樹縣大黑山西赫里峰，是遼河干流左側的一級支流，流經吉林省四平市，從昌圖縣西北部的付家鎮張家橋村（或者說是曲家店鄉兩家子村）進入該縣，由通江口鄉沙坨子匯入遼河，干流長213km，流域面積4583km2。其中昌圖縣境內流域面積3004.1km2，河道蜿蜒曲折，曲折系數1.72。主槽多呈矩形，平均寬度65m，深2.5 m左右，河相系數2.42～4.33，河道比降：二道河子匯流口以上為1／2800，匯流口以下為1／4200。流域西鄰東遼河干流，北、東鄰東遼河流域，南鄰亮子河。本次招蘇臺河入遼河口河道與水環境綜合整治工程區位于遼寧省昌圖縣通江口鄉沙坨子村附近，招蘇臺河河道左岸為昌圖縣，右岸為法庫縣，工程區附近有鄉、村級公路通往工程區，交通條件較好。工程區地勢相對平坦，略有起伏。擬建濕地總面積126畝，濕地范圍主要以種植水生植物和草本植物為主。

2 存在的主要問題

近年來，吉林省四平市排放的大量工業和生活污水直接流入招蘇臺河，可以說，如果招蘇臺河污染問題無法及時徹底解決的話，來自吉林的上游的“毒染”就將“浩浩蕩蕩”地匯入遼河，那么包括沈陽在內的許多城市飲水將遇到危機。如今，由于這次事故產生的歷史遺留問題依然危害著招蘇臺河、遼河及周邊居民的用水問題。這種污染是長期的，延續累積的。所以解決水質問題勢在必行。

河口地區本應該是生物群落繁衍棲息的場所，但河道內農業占地嚴重，且水質條件不良（劣V類），損害了遼河生態系統的結構和功能，破壞了河口生態系統。

河道水量不平衡，枯水期存在大量的裸地，在風蝕作用下容易演變為城市的沙塵源，給周邊地區的空氣質量和生態環境形成威脅。

3 水環境綜合治理措施

3.1設計原則

（1）功能科學化

本著實用為主的原則，首先著眼于河灘地濕地的實際使用功能，科學合理的進行設計，做到

行洪安全暢通優先，河灘濕地生態恢復作為本設計需要解決的主要問題。

（2）景觀生態化

在植物選擇上，遵循優先鄉土濕地植物品種的原則，使其具有最佳適應性和抗逆性，生長發育良好、病蟲害少。其次，水土保持能力強，生物防護性能好。運用植物的季相變化，形成長期穩定的生態效果和較好的植物景觀。

在總體設計上，風格力求簡潔、大方。在細部處理上，注意濕地植物生長習性，花期、花色以及植物栽植的合理搭配，根據周邊的不同規劃環境創造出各具特色又配置合理的植物景觀。

（3）經濟實用化

在景觀設計中，以經濟實用為原則，盡量降低造價和后期綠化管護費用。選擇濕地植物時，盡量選擇易于施工、便于養護的品種，達到在充分表達設計意圖和景觀效果的前提下，減少投資的目的。

3.2工程布置

本次工程的主要任務是在招蘇臺河入遼河口上游280m處修建一座攔河建筑物—鋼壩閘，雍高河道水位，并輔以修建生態堰、灘地平整等工程措施，控制濕地水位，使河水從兩側灘地溢流，形成一定范圍淺水區域。為保證水生植物生長，部分沙質河灘采取換土和覆土措施，形成人工濕地。濕地植被類型包括水生型、沼生型和濕生型，主要選擇一些控污型植物，如千屈菜、香蒲等，用濕地自身的凈化功能來減輕支流來污。同時，對閘址上下游河岸陡坎進行防護，以保護河流岸線的穩定及閘的安全。

招蘇臺河是重度污染的遼河一級支流，在流域采取源頭污染治理和垃圾處理等綜合治污措施基礎上，河口濕地作為攔截支流污染進入干流的最后一道防線，在其河口構建人工濕地具有改善水質、調蓄水量、美化景觀等多重功能。

人工濕地是在自然濕地降解污水的基礎上發展起來的污水處理生態工程技術，是一種由人工建造和監督控制的，與沼澤地類似的地面，利用自然生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用來實現對污水的凈化。

人工濕地技術是為處理污水而人為地在有一定長寬比和底面坡度的洼地上用土壤和填料（如礫石等）混合組成填料床，使污水在床體的填料縫隙中流動或在床體表面流動，并在床體表面種植具有性能好，成活率高，抗水性強，生長周期長，美觀及具有經濟價值的水生植物（如蘆葦，蒲草等）形成一個獨特的動植物生態體系。

人工濕地污水處理系統是一種較好的廢水處理方式，它充分發揮資源的生產潛力，防止環境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益，因此具有較高的環境、經濟及社會效益，比較適合于處理水量不大、水質變化不很大、管理水平不很高的農村中、小城鎮的污水處理。

本次招蘇臺河入遼河口人工濕地建設的任務是在招蘇臺河口上游左岸灘地形成具有水質凈化作用的人工河口濕地，以凈化招蘇臺河上游來污，使該支流排入遼河的水質達到預期標準。

3.3進水水質及凈化效果

3.3.1 進水水質

收集招蘇臺河口斷面2011年1月至11月期間的監測數據，每月監測一次，具體監測指標詳見表1。

表1 招蘇臺河口斷面監測結果統計表

從表1可以看出，CODCr、氨氮、BOD5指標均超過Ⅲ類水體標準，CODCr超標倍數在0.05-0.7之間，僅6月CODCr濃度超過30mg/L，氨氮超標倍數在0.21-0.92之間，氨氮濃度均小于2mg/L，BOD5超標倍數在0.25-1.25之間，除6月和9月以外，BOD5濃度均小于8mg/L。

因此，依據招蘇臺河口斷面的監測結果，并兼顧工程實施的具體情況，確定進水水質為CODCr≤30mg/L、氨氮≤2mg/L、BOD5≤8mg/L。

3.3.2 水質凈化效果

水質凈化效果見表2。

表2 表面流濕地凈化效果

3.4表流濕地設計

（1）單元功能

河水從表面流人工濕地系統表面流過，土壤表層水中的微生物充分降解污水中的有機物質。表層土壤中的植物根系在與河水接觸，充分吸收污水中營養物質的同時，也起到了交換、吸附和截留污染物質的作用，達到最終設計出水水質。水生植物對污染物的去除起著重要作用，除了自身吸收一部分營養物質之外，還為濕地系統提供大量的DO和為微生物提供棲息地。

生態堰充當跌水坡的作用，水流經過時能自然跌水，對河水進行曝氣，提高水中DO的質量濃度，結合植物的作用對污染物進行厭氧與好氧降解，促進污染物的去除。

（2）設計參數

濕地處理規模為40000 m3/d，濕地設計負荷選用25 kg BOD5/h m2·d，需濕地面積6.6hm2，濕地每日降解160 kg BOD5。

（3）濕地布置

河水從招蘇臺河鋼壩閘前流向處理區，在招蘇臺河與遼河交匯處左岸灘地上，絕對高程在71.8-72.2m常水位區間內，根據不同水生植物品種對水深的要求進行合理有序栽植。濕地面積6.6公頃，長寬比約3:1。水生植物以香蒲、菖蒲為主，主要優點為韌性好，對水流阻力小。

在表現形式上，采用大片組團式栽植方式，如香蒲、菖蒲、茭白、千屈菜等都是各成一片，形狀上仿佛“葉子”的造型漂浮在河面上。清風微拂，形成一片片“碧波綠浪”的動態景觀。

結合生態堰、鋼壩閘等節點位置，設計上更加豐富水生植物品種，突出開花品種，如：千屈菜、澤瀉、紅蓼等，用以烘托硬質景觀的同時，更加完美的展示生態自然景觀。

在濕地范圍內，左側河道大堤采用植物進行護坡，種植的植物有臥莖景天、杞柳和紫穗槐。

3.5濕地植物選擇

3.5.1 濕地植物選擇原則

（1）適應能力強，或為本土優勢品種。

（2）根系發達，生物量大，營養生長與生殖生長并存。

（3）具有較強的抗病蟲害及耐寒能力。

（4）植物在生長過程中根系能從污水中吸收營養物質加以利用，同時吸附和富集重金屬和一些有毒有害物質。

（5）植物要具有將光合作用產生的氧氣通過氣道輸送至根區，在植物根區的還原態介質中形成氧化態微環境的能力，為根區的好氧、兼性和厭氧微生物提供各自適宜的小生境。

（6）濕地植物具有一定的經濟效益、文化價值、景觀效益和綜合利用價值。

3.5.2 濕地植物種植表

植物種植種類及數量見表3。

3.5.3 洪水對濕地植物的影響

本工程表流濕地水深在0.3-0.5米之間，選擇的水生植物最適宜水深為30cm，如淹水深度超過60cm，對水生植物的正常生長均有抑制作用，淹水深度60cm以上超過一周，水生植物容

易死亡。洪水造成的泥沙淤積對表面流濕地系統對系統表面稍作清理、平整，整個系統就能夠恢復正常運行，因此如水生植物長時間受淹，應進行排澇措施，并在行洪過后及時修復系統，對死亡植株清除并重新進行栽植。

表3 植物種植種類及數量

4 效益分析

4.1生態效益

濕地生態系統的功能主要包括有機質的合成與生產、生物多樣性的產生與維持、調節氣候、營養物質貯存與循環、土壤肥力的更新與維持、環境凈化與有害有毒物質的降解、植物花粉的傳播與種子的擴散、有害生物的控制、減輕自然災害等許多方面。

濕地是蓄水防洪除澇的天然“海綿”，可以在暴雨和河流漲水期儲存過量的降水，從而避免發生洪澇災害，并且保證工農業生產有穩定的水源供給。濕地為動植物提供獨特的生境棲息地，適于各類生物的生存、繁衍，形成物種多樣性。

4.2社會效益

濕地可為居民提供休閑娛樂場所，豐富居民的業余生活。濕地豐富的水體空間，水面多樣的浮水和挺水植物，以及鳥類和魚類，都充滿大自然的靈韻，使人心靜神寧。隨著現代城市的快速發展，越來越多的居民渴望回歸自然，濕地以其自身獨特的特點正好滿足了居民這種心理需求，成為眾多城市居民的休閑娛樂場所。

4.3環境效益

濕地可以降解污染物，凈化水質，預計每年COD削減總量為120噸，減輕入遼河的水質污染。受污染地表水劣Ⅴ類經處理后可達到Ⅲ～Ⅳ類，有時可以達到飲用水源水質標準；適用面廣，除處理城鎮生活污水外，也能廣泛應用于農業、畜牧業、食品、礦山等工農業廢水的處理。另外隨著遼河水質改善，水體景觀價值提高，使城市環境優美、整潔，創造良好的投資環境，大大促進經濟發展，產生巨大的間接經濟效益。

5 結語

人工濕地作為一種生態工程技術，在應用的過程中經常作為出水生態修飾之用，主要用于城市污水或生活污水的處理。隨著研究的深入和工藝的改進，人工濕地系統獨特的凈化效果不斷為人們所認識，目前已發展成為較完備和獨特的污水處理技術，并在世界范圍內被廣泛采用。同時，濕地處理污水技術也還有許多問題有待解決。

水是生命之源，人類的生產，生活都不可能離開水。所以保護好現有水資源，努力恢復被我們破壞的河流生態系統應該是當今水利事業的重要工作。招蘇臺河水環境綜合治理工程不僅是固河利民的水利工程，更邁出了水利工程與環境工程相結合從而達到改善生態環境的第一步。今后的水利工程不僅應是利民、惠民的工程，更應該是造福子孫后代的可持續工程。

1 吳振斌. 復合垂直流人工濕地[M]. 北京: 科學出版社. 2008.2.

2 張虎成. 人工濕地生態系統污水凈化研究進展[J]. 環境污染治理技術與設備, 2004,5(2):11-15.

3 隋艷杰, 王國生, 鐘玉書等. 蘆葦濕地系統對化肥廢水凈化的研究[J]. 現代農業科技, 2007,(5):9-11.

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.07.017

TV213.9

B

1672-2469(2014)07-0053-04

尹銘（1985年—），男，助理工程師。