河道設(shè)計論文：濕地對河道生態(tài)復(fù)原設(shè)計的影響范文

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作者：陳曉東單位：沈陽環(huán)境科學(xué)研究院

總體布置

結(jié)合汾河中下游流域的現(xiàn)場實際情況，沿汾河中下游地區(qū)以太原市為重點，兼顧晉中市、呂梁市、臨汾市和運城市，在較寬闊的河灘地建設(shè)人工濕地20處，總面積339.2hm2，共處理污水11.69萬m3/d（即1.35m3/s）。其中灘涂濕地8處，總面積212.33hm2；河槽濕地12處，總面積126.7hm2。

人工濕地在重點段（小店區(qū)）工程設(shè)計中的應(yīng)用

1設(shè)計水量水質(zhì)

（1）設(shè)計水量根據(jù)該區(qū)域可使用土地面積的實際情況，并考慮汾河的平均流量等因素，確定小店區(qū)工程的設(shè)計水量為50000m3/d。

（2）設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)根據(jù)汾河小店區(qū)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，結(jié)合汾河的水質(zhì)特點，確定工程設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)為：CODcr≤125mg/L，BOD5≤25mg/L，NH3-N≤35mg/L。

（3）設(shè)計出水水質(zhì)根據(jù)山西省水利廳和山西省環(huán)保局頒布的《山西省地表水域環(huán)境管理區(qū)域方案》，汾河中下游河段即南內(nèi)環(huán)橋以下河段，其水質(zhì)目標(biāo)為環(huán)監(jiān)二類，其中主要污染指標(biāo)COD優(yōu)于地表水Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，確定工程設(shè)計出水水質(zhì)為：COD≤40mg/L，BOD≤10mg/L，NH3-N≤10mg/L。

2工藝流程

工藝流程框圖見圖1。工藝流程簡述：汾河河水通過渠寬為B=2m，渠底坡度i=0.01的取水口自流進(jìn)入平流式沉砂池，經(jīng)1.5h的重力沉砂處理后進(jìn)入預(yù)處理提升泵站，河水經(jīng)300QW800-15-55型潛水排污泵提升進(jìn)入斜管式初沉池，經(jīng)1.0h的沉淀后自流進(jìn)入廊道式厭氧池，在HRT=2.0h的時間內(nèi)，采用水流推進(jìn)器使河水在厭氧池中緩慢流動，進(jìn)行厭氧處理；厭氧處理后的出水直接進(jìn)入預(yù)處理的核心設(shè)施，即浮動生化池，河水的有效水深控制在4.5m、浮動填料投加量為20%和氣水比為2∶1的情況下進(jìn)行高效的生化處理，活性污泥濃度控制在4500mg/L左右，處理后的出水經(jīng)斜管式二沉池進(jìn)行泥水分離，出水經(jīng)潛流濕地加壓泵站二次加壓進(jìn)入潛流濕地，河水經(jīng)潛流濕地和表流濕地系統(tǒng)進(jìn)一步處理后重新回到汾河。

3人工濕地在小店區(qū)工程設(shè)計中的應(yīng)用

3.1潛流濕地在工程設(shè)計中的應(yīng)用

潛流濕地系統(tǒng)采用復(fù)合型構(gòu)筑濕地，水力停留時間3d，表面有機負(fù)荷設(shè)計<0.012kg（/m2•d），設(shè)計水力負(fù)荷<0.4m3（/m2•d）。占地面積約18.6hm2。共分為62組，每組5個單元。依據(jù)地形地勢進(jìn)行設(shè)置，每個單元平面內(nèi)尺寸為30m×20m。各單元尺寸與結(jié)構(gòu)基本一致，各單元四周240mm磚墻護(hù)圍，單元深度1.3m。濕地由濕地防滲膜、濕地植物、集配水系統(tǒng)及導(dǎo)膜管構(gòu)成。自下而上各層的分布：防滲層、導(dǎo)淤層、填料層、種植層。

3.2表流濕地在工程設(shè)計中的應(yīng)用

每5個單元潛流濕地出水對應(yīng)一個表流濕地單元，每個表流濕地分3個梯度，每梯度下降50mm，進(jìn)一步通過植物根系吸收、表面流自凈等功能去除污染物，達(dá)到最終設(shè)計出水水質(zhì)。表流濕地設(shè)計分為62組，每組約0.9hm2，表流濕地總面積55.8hm2，表面有機負(fù)荷設(shè)計<0.001kg（/m2•d）。

3.3景觀表流濕地在工程設(shè)計中的應(yīng)用

在汾河小店橋北380m，南320m，寬約160m的左岸灘地設(shè)一景觀濕地，利用處理后的水形成較大的水面，水岸邊界地上種植如荷花、香蒲、蘆葦、菖蒲、澤瀉等水生植物。并設(shè)防腐木棧道，親水平臺、園路等親水設(shè)施。

工程設(shè)計中的注意事項

1實現(xiàn)濕地內(nèi)部配水均勻性

沿河岸輸水主干管采用鋼管，濕地內(nèi)所有配水管道均采用U-PVC給水管管材，耐壓等級為P≥0.4Mpa，垂直下方各45度角對稱穿孔，孔徑φ12mm，間距300~500mm不等。由配水主干管將污水引入各濕地單元，布水方式為穿孔管向填料層布水。

2填料選擇與級配的合理性

填料用量大，宜當(dāng)?shù)厝〔摹Ｔ谔?0km外的山有綠巖石，采用綠巖石經(jīng)破碎后篩分，按不同規(guī)格進(jìn)行濕地填料級配，防滲膜以上填料級配依次為：亞黏土100mm；80~120mm粒徑300mm厚；50~80mm粒徑100mm厚；30~50mm粒徑100mm厚；10~30mm粒徑100mm厚；粗砂層100mm厚。填料頂層為200mm厚種植土。

3濕地防滲措施的安全性

為防止污染地下水，工程采用防滲措施，首先在原土基礎(chǔ)上（整平后的設(shè)計底面）夯實，需達(dá)到壓強12t/m2，然后在濕地底部夯實黏土上及四周均鋪設(shè)一層高密度聚乙烯（HDPE）膜，本設(shè)計選用1200g/m2HDPE膜。

4濕地植物配置的多樣性

從北方濕地植物的生長狀況、環(huán)境適應(yīng)性、抗病蟲害能力以及群落配置、合理布局與景觀美學(xué)等方面選擇適宜的濕地植物種類。蘆葦、茭白、香蒲、草、澤瀉、鳳眼蓮等植物具有年生長期長，生物量大，對高溫惡劣環(huán)境適應(yīng)性強等特點，合理配置使?jié)竦刂参锓N類豐富。

5防止?jié)竦貎?nèi)部堵塞措施的相關(guān)性

對于填料層防堵的問題，需要考慮濕地處理系統(tǒng)各單元間的關(guān)聯(lián)性，可采取以下措施：一是工藝前端采用預(yù)處理工藝，降低污水的懸浮物含量，控制進(jìn)入濕地的COD；二是通過選擇合適的基質(zhì)粒徑及級配，控制孔隙率，基質(zhì)粒徑及級配的選擇應(yīng)在保證凈化效果和防止堵塞兩者之間選擇一個平衡點；三是在導(dǎo)淤層設(shè)置倒膜管，定期排放濕地內(nèi)脫落的生物膜，防止填料層淤堵。

結(jié)語

通過對該段流域?qū)嵤竦亟ㄔO(shè)工程，將形成由不同規(guī)模、錯落有致的濕地構(gòu)成的具有自我修復(fù)功能的濕地生態(tài)系統(tǒng)，削減入河污染負(fù)荷，增強水體自凈能力，同時發(fā)揮其水源涵養(yǎng)、調(diào)洪蓄洪、氣候調(diào)節(jié)、生物多樣性維持、景觀多樣性營建等多重作用，為野生動植物提供良好的生存環(huán)境。