安宁市车木河水库治理中表流湿地技术应用

赵祥华，殷晓松，金晓瑾，田 军

（云南省环境科学研究院，云南昆明650034）

安宁市车木河水库治理中表流湿地技术应用

赵祥华，殷晓松，金晓瑾，田 军

（云南省环境科学研究院，云南昆明650034）

表流湿地属于生态治污技术的一种，在污水处理厂尾水的深度净化和对微污染水体进行治理方面有广泛的应用前景。本文介绍了在安宁车木河水库上游两条河流末端应用表流湿地技术进行生态治污，并取得治污效益明显、生态功能恢复及景观改善显著的成功案例。

微污染河水；表流湿地；车木河水库；安宁

1 背景

车木河水库位于安宁市南部，是安宁市的城市饮用水水源地，供给安宁市市区含昆钢生活区生活用水，每月平均供水量约为60万t。根据 《云南省地表水水环境功能区划（复审）》 （2001年6月），车木河水库的主要功能为集中式生活饮用水水源地一级保护区，功能划分为Ⅱ类，水体保护目标为Ⅱ类水。车木河水库属金沙江水系螳螂川支系，流域内主要补水河流有两条，一条为双河，发源于晋宁县，径流面积159.35km2，多年平均产水量2814.3万m3，为常流河，补给水量约占总量的80%左右。另一条为招坝小河，补给水量约占总量的20%左右。近年来，双河及招坝小河受沿途农田面源及村落污水污染，水质稍有下降。为削减车木河入库污染物输入量，改善双河入库口及招坝小河入库口近岸水域水质，2008年在双河入库口实施了车木河水库湿地一期工程，2009年在招坝小河入库口建设了车木河水库湿地二期工程。两期工程将利用车木河入库口处的浅滩地或部分低洼地，建设表流人工湿地工程，一方面拦截了上游泥沙，削减了入库污染负荷，另一方面恢复了入库河口浅滩良性生态系统。

1.1 车木河水库简介

车木河水库始建于1958年8月，1959年5月完工，后经过多次配套加固扩建，特别是1996年～2001年该库最大的一次加固扩建工程，形成了由主坝、副坝、溢洪道、输水隧洞等配套设施组成的水利枢纽。水库正常水位为1948.0m，相应库容为3706.6万m3，50年一遇洪水位为1949.49 m，相应库容为4252.4万m3。水库年农业生产灌溉供水800万m3，工业生产供水473万m3，城市生活供水692万m3。

水库建成近50年来，对减轻下游洪水灾害、灌溉下游农田、提供安宁城市生活用水、保障工业生产用水等方面发挥了重要作用。

1.2 库区生态环境现状

由于该水库是安宁市的重要水源地，因此它的保护受到各级政府的高度重视。车木河水库水源保护区共有森林面积93.4km2，森林覆盖率为60%。主要树种有云南松、华山松、滇油杉、软枝杉、滇白杨、旱冬瓜、栎类等。因此总体上评价生态环境优良。

1.3 水库上游来水水质现状

根据安宁市环境监测站每年对车木河水库进行的水质监测结果，2002年为Ⅳ类水，2001、2003为Ⅲ类水。2004年和2005年年均值无超标项目，水质评价类别为Ⅱ类水。

2005年对车木河水库上游来水仅测了一个点，监测项目也不够，没有代表性。为全面查清上游来水情况，2007年对上游来水按照规范重新选择和增加监测点及监测项目进行测定。监测点位：车木河水库上游来水分别为晋宁双河和招坝小河，监测点位为双河通过温水村进村口及入库口，招坝小河通过鲁资村进村口及入库口。监测结果见表1。

由表1可见，两条河水在经过村庄后，氨氮、总氮、总磷、五日生化需氧量均有上升的趋势，说明河水受到了村落生活污染源的影响，特别是总氮、化学需氧量、五日生化需氧量均达不到Ⅱ类水质标准要求。

表1 2007年车木河水库上游来水水质监测结果 （mg／L）

2 车木河入库口湿地工程的意义

在车木河入库河口恢复和建设河口湿地，对车木河河水进行处理，改善河水水质，削减入库污染负荷，恢复河口区生态环境，对车木河水库的保护有重要意义。主要表现在：

（1）能增强车木河河口区环境净化功能，降低入库污染负荷，拦截泥砂、改善近岸水域水质。湿地系统的建设将有效净化车木河河水，去除有机物及N、P等营养物质，大大减少污染物的入库量，从而改善水环境质量，恢复近岸水域水体功能。

（2）修复已破坏的河口区鸟类、鱼类生境，实施良性生态系统重建，将大面积增加水生、湿生植物，增加绿地面积，建立合理、完善的库区生态群落结构，增加生物多样性，使车木河河口区生态系统步入良性循环。

（3）能改善河口区生态景观效果。项目的实施不仅改善水环境质量，还将通过河道垃圾的拦截打捞、场地的修整等使河口区生态景观效果大大改善，美化环境，愉悦心境。

3 湿地主要设计参数

3.1 设计处理规模

处理规模的确定一方面根据车木河水库来水量情况，另一方面也应考虑工程区占地面积大小、投资规模等综合确定。人工湿地水利表面负荷一般为0.1～1.5m3／m2·d，其中潜流湿地表面负荷相对较高，表层流湿地相对较低，而根据场地条件，建设多级人工潜流湿地投资大、管理难，故表面负荷不宜过大。一期湿地最大可利用土地面积为17.65hm2，按照水利表面负荷0.18 m3／m2·d计，最大可处理31771m3／d，因此确定一期人工湿地处理能力为平均30000m3／d。二期湿地最大可利用土地面积为1.43hm2，按照水利表面负荷0.18m3／m2·d计，最大可处理2572m3／d，因此确定二期人工湿地处理能力为平均2500m3／d。通过校核湿地可满足枯水、平水期水处理要求；丰水期流量较大时可进行初级沉淀处理，多余的则通过闸门溢流。

3.2 设计处理水质

处理出水水质目标主要根据处理水体现状水质情况、处理后接纳水体的功能要求及湿地可能达到的去除率综合确定。通过表1的分析，车木河水质属典型的微污染河水，处理出水按污染物去除率计算确定，并参考地表水质标准进行对比分析，详见表2。

表2 设计进出水水质 （mg／L）

3.3 工艺流程

车木河水库湿地工程均采用表流湿地工艺，其中一期采用了四级表流湿地、二期湿地中受面积的影响只采用了两级表流湿地，在预处理部分中，两期湿地都采用了拦污沉砂池＋植物氧化塘。工艺流程见图1。

拦污沉砂池的作用主要是拦截漂浮物，包括秸秆、菜叶、农用废弃塑料及沉淀泥沙。植物氧化塘净化段对污染物的去除主要通过三种途径：一是助凝沉淀的作用，漂浮植物分泌类似助凝剂的物质向水中释放，使悬浮、胶体态的污染物得以加速沉淀去除；二是漂浮植物对有机物及N、P营养物质的吸收作用；三是氧化塘内厌氧菌、兼性菌的微生物作用。分解大分子有机物，使水体得以均质化处理，有利于后续表流湿地的净化。

表层流湿地对污染物的净化接近于自然湿地，这是表层流湿地总体净化效率不高的一个原因。污染物的去除也主要通过物理、化学和生物的三重协同作用来完成。微生物对污染物的去除主要在好氧状态下完成，各级表层流湿地水深一般不超过0.35～0.5m，大气复氧快、水体光照充足，使好氧菌、根区生物膜得以快速增长，有利于污染物的去除，微生物的作用近似于好氧氧化塘作用机理；大面积、高生物量的水生植物大量吸收水体中的污染物，通过植物收获而去除；自然土基质也能通过拦截、化学反应去除一部分污染物。

3.4 植物配置

本项目种植乔木4种，挺水植物6种，陆生花卉植物2种，漂浮植物2种，沉水植物1种，所选物种见表3。

3.5 推荐物种及种植方式

乔木：垂柳沿湿地外围种植，一排，河道两侧各一排，株距4～5m。

滇朴在堆场周围种植，樱桃、桑葚种植少量，目的是果实可以吸引鸟类。

表3 湿地选用水生植物物种表

挺水植物：种植芦苇、茭草、菖蒲、香蒲、水葱、荷花；种植密度：0.5m×0.5m／丛，种植方式：整丛连根带土移植，株高1～1.5m。

陆生花卉植物：种植旱伞竹、美人蕉，已经驯化为水培植物，由于分蘖数量多，根系发达，生物量大，目前大量在湿地中应用。种植方式：整丛连根带土移植，株高1.0m以上。

漂浮植物：主要为水芹菜、睡莲，就近引种繁殖，盖度为60%。

沉水植物：金鱼藻，采用整株扦插法。

4 工程建成后水质分析

一期湿地于2008年12月竣工投入运行至今已经4年，二期湿地于2009年12月竣工投入运行至今已经3年。实际运行后的水质监测数据如表4、表5所示。

表4 车木河一期湿地实测水质 （mg／L）

表5 车木河二期湿地实测水质 （mg／L）

通过实测数据可以看出，经过湿地净化后，TN、TP均从Ⅲ类水质提升到Ⅱ类水质，达到了保护目标。特别在去除率方面，实测数值均比设计值要高。

5 环境效益

湿地具有很强的降解污染的功能。湿地植物、微生物等通过物理过滤、生物吸收以及化学合成、分解等，将车木河上游排入的面源污染吸收和转化，并能有效控制流域内农户由于使用农药、化肥不当等造成的面源污染，使流入水库的水体得到净化。通过湿地自然净化技术，能大大降低车木河污染物的入库量，整个项目的实施将显示出良好的环境效益。湿地植物带能使大量的低等水生生物得到繁殖，为鱼类和鸟类提供丰富的食物来源，增加了车木河水库区域生物多样性，有利于构建库区生态系统的良性循环。

两期湿地每年污染物削减量分别为COD 45.64t／a、BOD 531.52t／a、SS 312.72t／a、TN 8.73t／a、TP 0.17t／a。

6 结论

（1）车木河水库是安宁市的主要水源地，入湖河道是大部分农村面源污染物进入库区的主要通道，河口湿地工程在一定程度上起到削减污染负荷、修复库区生态系统和改善河口景观的作用。

（2）表流湿地设计时应因地制宜，结合当地地形条件、气候、水文特征进行。

（3）进行植物配置时，应对本地植物进行调查，尽量用乡土物种。

（4）湿地在运行期的管理很重要，特别是冬季应对植物进行收割，综合利用处置植物残体，比如堆肥还田、作为饲料等，否则会带来二次污染。

［1］王书文，刘德祥，孙铁珩.污水自然净化生态工程方法 ［M］.北京：化学工业出版社，2006.

Application of Surface Flow Wetland Technology in Treatment of Chemuhe Reservoir in Anning

ZHAO Xiang-hua，YIN Xiao-song，JIN Xiao-jin，TIAN Jun
（Yunnan Institute of Environmental Science，Kunming Yunnan 650034 China）

Surface wetland is one of the ecological technologies in pollution treatment.It is promising for being applied in in-depth purification of the effluent from the wastewater treatment plant，and treating the lightly polluted water.This paper introduces applying the surface flow wetland at the ends of the two inflowing rivers of Chemuhe Reservoir for treating the water pollution in an ecological way.This is a successful case of such a treatment technology with obvious profits and improved ecological function and landscape.

lightly polluted river；surface flow wetland；Chemuhe Reservoir；Anning

X171

：A

：1673－9655（2013）02－0045－04

2012－10－10