左云縣十里河生態濕地修復與保護工程案例探析

徐小樂，張盛才，陳 軍

(武漢中科水生環境工程股份有限公司，湖北 武漢 430071)

1 引言

濕地是地球上一種重要的生態系統，有“地球之腎”的美譽，具備多種環境功能和效益[1～3]。隨著我國經濟社會的快速發展，近年來濕地生態系統遭受人類活動嚴重破壞，濕地退化及其生物多樣性喪失日益嚴重，同時對干旱地區的發展前景產生了不利的影響，因此恢復和保護濕地已成為世界許多國家進行環境保護的重點之一[4～6]。

以山西省左云縣十里河生態濕地公園為研究區，通過分析區域現狀以及濕地受威脅狀況，綜合考慮濕地功能特征，以濕地資源有效保護為根本出發點，運用生態保護規劃的理論和方法，保護和恢復研究區濕地，使濕地公園充分發揮濕地的多種功能和效益，為該生態濕地公園濕地保護與恢復提供科學依據。

2 研究區域流域概況

2.1 十里河治理情況

十里河作為左云縣的主要河流之一，并由西向東穿城而過。十里河在左云縣境內全長43 km，流域面積931.6 km2，河床寬約150～400 m，平水期水面寬2～6 m，水深0.2～0.5 m，年平均流量為0.064～1.03 m3/s，天旱時有間歇性干涸。

長期以來，由于歷年左云縣城市污水排入河道，沿岸傾倒生活、建筑垃圾，造成十里河水體污染嚴重，嚴重影響了周邊居民正常的生活和生產。局部山體因修建新109國道挖山取土受到破壞，事后未進行環境恢復，造成水土流失嚴重。十里河河道南側堤壩于20世紀70年代修建的漿砌石堤防，現已年久失修破損嚴重，已不能滿足正常行洪排澇功能；河道北側為歷年河水沖刷形成的陡坎，沒有建設堤壩或護坡等防護設施，崩塌嚴重，造成嚴重的水土流失。

2007年開始實施左云縣十里河縣城段綜合治理工程，對縣城段6 km的河道進行水利疏通和園林綠化，形成了以生態防護林帶、花溪景觀帶和南岸風景林帶為主的多層次生物群落，成為十里河生態公園的重要組成部分。2009年為徹底改善十里河水質，左云縣實施了十里河流域(左云段)水污染防治工程，通過縣城污水處理廠提質改造和管網完善、工業點源治理、中水調蓄、河道清淤和生態修復等一系列工程措施，新增濕地133 hm2，使十里河左云段水質有了明顯改善。

2.2 十里河濕地狀況

通過近年來左云縣生態建設力度的不斷增強，十里河濕地規模不斷擴大，截至目前，從左云縣十里河水庫始，到舊高山上約20 km，形成了平均寬約4 km，總面積80 km2十里河濕地生態區，是截至2015年大同地區面積最大、生長最茂盛、喬灌林最多的濕地生態區。十里河濕地生態區內北面是楊樹豐產林，混交沙棘、醋柳、野玫瑰，臥柳等灌木。南面是十里河床，河床喬灌木為自然生植，主要有楊、柳、沙棘、野玫瑰、松樹等喬灌木混交，層次分明。2012年2月，十里河國家濕地公園被列為山西省十七大濕地公園之一(圖1)。

十里河上游主要水源為污水廠外排尾水，污水處理廠的尾水水量為4000 m3/d，枯水期時上游排水、生活污水、少量的滲流河水約500 m3/d，雨天時初期雨水最多約1500 m3/d。枯水期河道已被沖刷處一條寬度不超過2 m，深度不超過50 cm的溝渠。通過對左云縣污水處理廠下游的十里河河水進行采樣、檢測，對十里河來水指標進行分析，確定該部分污水的水質，設計的進水水質如表1。

表1 設計的進水水質主要指標

分析數據可以得知該區段水體水質劣于《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)中的Ⅴ類標準，尤其總氮及氨氮嚴重超標。

圖1 十里河橋處十里河現狀

3 濕地存在的問題與修復治理目標

3.1 濕地存在的問題

(1)蓄水能力不足，調節凈化功能有待增強：受左云縣降雨量較小和上游十里河水庫的影響，濕地內河流水面較小，平水期水面寬2～6 m，旱天時有間歇性干涸，使十里河濕地水分調節功能和凈化功能難以充分發揮?？h城生活污水處理廠的尾水排入河道后快速下泄，濕地水質凈化功能難以得到充分發揮，十里河左云出境斷面水質不能穩定達標，同時造成水資源的巨大浪費。

(2)缺乏隔離防護措施，受外界干擾嚴重：十里河南、北兩岸沙棘林生長茂盛，綿延不斷，形成了兩道天然防護網，有效隔絕外界對濕地生態的干擾，但是沿觀光路與各村丁字口處的沙棘林帶受到人為破壞，周邊行人和牲畜可以隨意進入濕地，使濕地生態受到外界環境的干擾。

(3)排洪溝水土流失嚴重，大量泥沙進入濕地：曹家村西側有一條排洪溝通入十里河河道，渠道未經護坡處理，暴雨時節大量洪水攜帶泥沙進入河道，使河道底泥淤積嚴重，且因河床較高，影響十里河行洪安全，同時導致濕地的整體水容量減少，停留時間降低，濕地凈化功能受限。

(4)局部植被稀疏：濕地內局部地區植被稀疏，影響濕地整體生態功能。

3.2 修復治理目標

全面加強十里河濕地及其生物多樣性保護，基本遏制人為因素導致的天然濕地數量下降，力爭使退化的濕地得到不同程度的恢復，維護十里河濕地生態系統的生態特征和基本功能，最大限度地保持和發揮濕地生態系統的各種功能、效益，保證濕地資源的可持續利用，促進經濟發展，改善生態環境。

(1)通過濕地修復工程建設，使十里河上游來水的污染物得到有效削減，使濕地修復工程出水水質得到改善。

(2)通過在橫穿河道的道路兩旁修建防護隔離網，使之與沙棘天然防護林帶有效結合，保護十里河濕地生態系統免受外界環境的干擾破壞。

(3)通過植被稀疏地區補種，使退化的濕地得到有效的恢復，提高十里河濕地質量。

4 濕地修復與恢復的措施工程

結合上述環境問題的分析，制定修復和保護方案。采取濕地修復工程、植被恢復工程、隔離防護工程3個主要子工程。

4.1 濕地修復工程

為充分利用十里河河道水資源，在十里河濕地保護區內10 km長的河流范圍內選取四處對河道進行生態修復工程。選擇的四處地點分別為：十里河橋下游處、月亮灣、遠尚村、曹家村觀光路與河道交匯處。根據各選址的位置條件，選擇不同的工程措施，從而形成大小不一的水面，通過在水體坡岸及河底種植水生植物，構建自然型表面流濕地，增加水域面積，恢復其生態環境，同時依靠生態系統的凈化能力提升水質，為十里河生態濕地公園提供良好的補給用水，同時提升該區域的景觀效果。

4.1.1 十里河橋濕地生態修復工程

新建3萬m2的表面流人工濕地，沿現有河床表面下挖1m深，通過八級滲濾壩將濕地分為八級表面流濕地，四周邊墻及濕地床底表面均為夯實粘土層，設置八級滲濾壩，滲濾壩表層均為塊石堆體，第一級～第五級和第七級滲濾壩內部設置尺寸為B×H=4 m×0.3 m、長度與壩體保持一致，增強濕地的蓄水特性。根據表面流濕地水深的變化，選擇與之相適應的不同生活類型的濕地植物，布局成自然的植物景觀，即岸邊種植挺水植物，深水區種植沉水植物，形成大面積的開闊水域，以凈化水質和構建生物多樣性為主要目的。濕地植物配置：①西伯利亞鳶尾3373 m2，9株/ m2；②香蒲3079 m2，9株/ m2；③蘆葦3720 m2，9株/ m2；④菹草1690 m2，9株/ m2；⑤狐尾藻1690 m2，9株/ m2。

4.1.2 月亮灣濕地修復工程

月亮灣作為十里河濕地生態公園里的景觀亮點，一直吸引著大量游客駐足觀賞和休憩，但是由于水流量有限，枯水季節該區域內水域面積較小，無法形成良好的濕地景觀。因此在月亮灣景點棧橋下游41 m，河道最狹窄區域修建L×B×H=6 m×3 m×1 m的滲濾壩，迎水方向按1∶1.5的比例進行放坡，背水面按1∶10的比例進行放坡。迎水面表層采用500 mm厚度的大粒徑塊石堆砌，其余壩體采用小粒徑石頭進行堆砌。

通過滲濾壩的蓄水作用，使月亮灣景點的河道水位抬高1 m，從而形成寬闊的水面，為濕地景觀提供水體資源。由于水位抬高和水域面積增加，河道兩岸的坡岸被水體覆蓋，利用坡岸淺水區段種植挺水植物，從而凈化水質的同時提升濕地的景觀效果。濕地植物配置：①西伯利亞鳶尾30 m2，9株/m2；②香蒲21 m2，9株/m2；③蘆葦37 m2，9株/m2。

4.1.3 遠尚村濕地修復工程

在遠尚村觀光路與十里河交匯處修建一座攔水壩，形成大面積水域，同時在該處設置水質監測點，以實時監控水質變化。修建的擋水壩材質采用漿砌塊石，尺寸：L×B×H=14.65 m×1.2 m×2 m。

4.1.4 曹家村濕地修復工程

曹家村排洪溝穿過觀光路路面下涵洞匯入十里河，由于排洪溝上游長期有大量泥沙被沖刷至此處，枯水期排水溝內淤積大量泥沙，堵塞涵管。設計從入河口起沿渠往上清淤150 m，同時在入河口灘地淤積區域進行清淤工程，擴大水域面積，并種植濕地水生植物，凈化水質、提升景觀，同時有效地控制土質流失。濕地植物配置：①西伯利亞鳶尾30 m2，9株/m2；②香蒲21 m2，9株/m2；③蘆葦37 m2，9株/m2。

4.1.5 水生動物放養

通過以上一系列工程措施的實施，十里河濕地生態公園內水域面積大量增加，沿岸水生植被的大量種植，在改善水質和提升景觀效果的同時，也使園內的生態系統的得到修復與保護。為完善整個生態系統食物鏈，在各濕地景觀節點處大量水域內實施水生動物的投放。主要投放的水生動物品種為鯽魚，投放量按水域面積/m2投放一尾的比例進行投放，投放的規格為25 g/尾。投放區域主要為十里河橋濕地最后兩級濕地內，月亮灣濕地修復區域內以及遠尚村濕地修復區域內。投放面積分別為7500 m2，1500 m2和1000 m2，投放量分別為7500尾，1500尾和1000尾，共計10000尾。

4.2 植被恢復工程

在大面積植被缺失的土地上進行恢復補種，以遏制濕地的退化，補植樹種與周邊樹種保持協調統一，主要為楊樹、沙棘、松樹、楊柳樹。

根據左云地理及氣候的特點，選擇新疆楊、沙棘、松樹、楊柳樹為植被恢復樹種。相應樹種的面積和規格：①新疆楊1620畝，干徑大于等于2～3 cm，行距為5.0 m×5.0 m，初植密度27株/畝；②沙棘1012畝，高度大于等于60 cm，行距為5.0 m×5.0 m，初植密度27株/畝；③松樹120畝，干徑大于等于2～3 cm，行距為5.0 m×5.0 m，初植密度27株/畝；④楊柳樹322畝，干徑大于等于2～3 cm，行距為5.0 m×5.0 m，初植密度27株/畝。

4.3 隔離防護工程

為了保證工程實施段河道生態盡可能少受外界環境的干擾，充分利用現有河道兩側沙棘林天然防護帶，本次設計擬在前八里、北十里、段家村、遠尚村、曹家村、張家場村等6個與觀光路丁字口沿河側安裝圍網，每個路口隔離網順河岸延伸至岸邊沙棘林帶，隔離網位于沙棘林帶內側，隔離網總長12500 m，網片規格3 m×1.6 m，基礎采用混凝土，尺寸為500 mm×300 mm×300 mm。

5 濕地修復后效果

該項目于2015年10月完成水質改善工程施工。目前項目運行穩定，2018年06～08月連續3個月及2019年7～8月連續兩個月每周對十里河上游來水(十里河橋處)水質和濕地末端(曹家村處)最終出水進行檢測，統計進、出水平均水質數據如表2所示。

表2 工程完成后進、出水水質

從表2可以看出：十里河上游來水的主要水質指標(COD、NH3-N、TP)經過濕地保護和修復工程，均有一定的削減，使濕地修復工程出水水質得到改善。

6 結語

從工程的實際運行情況看，通過濕地修復工程建設，十里河上游來水的主要污染物得到有效削減，使濕地修復工程出水水質得到改善；隔離網的建設及植被稀疏地區補種，使退化的濕地得到有效的恢復。近年來，十里河濕地生物多樣性明顯增加，基本遏制了人為因素導致的天然濕地面積的減少，使左云縣十里河退化的濕地得到一定的恢復，保證了濕地資源的可持續利用，改善了生態環境。