赵王河人工湿地构建方法初探

齐元田，汪宗华 ，张苏娟

（1.菏泽市水利局，山东 菏泽 274000；2.菏泽市洙赵新河流域工程管理处，山东 菏泽 274000）

人工湿地是自20世纪70年代发展起来的一种污水生态处理技术，是由人工建造和控制运行、与沼泽地类似的地面，将污水有控制地投配到经人工建造的湿地上，在污水沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤，人工介质，植物以及微生物的物理、化学、生物协同作用，对污水进行处理的一种技术。人工湿地是一个综合的生态系统，应用了生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境再次污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。

1 河道人工湿地

目前河道人工湿地在我国应用实例还不多，有关河道人工湿地的机理研究才刚刚起步，理论基础还很薄弱。如何有效利用现有河道改造成人工湿地，同时又不妨碍河道行洪要求；如何确保河道内水流有足够的停留时间进行水质净化；如何在汛期、非汛期保证河道内水流的稳定性；如何确保湿地内水生植物的正常繁衍：这些都是需要深入讨论的问题。

1.1 河道人工湿地的组成和净化机理

河道人工湿地主要由自然土壤基质、适宜的水生植物、微生物群3部分组成。自然土壤，一方面为微生物的生长提供稳定的依附表面，同时也为水生植物的生长提供载体和营养物质。当污水流经人工湿地时，土壤通过一些物理和化学途径，如：沉淀、过滤、吸收、离子交换等，来净化水中的N、P等营养物质。水生植物是人工湿地中最重要的一项，主要作用是吸收污染物质和促进微生物的生长。河道人工湿地中的微生物是极为丰富的，也是污水净化的主要执行者，通过微生物的分解和合成代谢作用，能有效去除水体中的有机污染物和营养物质，达到对水质的净化作用。

1.2 河道人工湿地的构建方法

因国家最严格土地管理制度的限制，进行大规模开挖、扩展河道宽度，形成大面积、区域性人工湿地非常困难，且投资巨大。而选择合适的河道，利用河道现状，对滩地进行适当整治，构建小规模的河道人工湿地，则有投资小、操作简单、运行费用低等优点。

河道人工湿地为保障汛期河道的行洪要求，只对二滩进行整治，种植各种水生植物。主河槽主要用于汛期行洪，河道滩地进行适当调整，构筑生态浮岛，既可增加水生植物的多样性，又可延长水流在河道内的停留时间，达到最大净化水质效果。在河道湿地出口的末端一般需要设置可调节水位的控制性闸或坝，根据季节、上游来水情况调整河道内水深，保证河道内水利的稳定性和植物的生长；同时还要加强运行管理，对河道内水生植物定期进行清理，确保正常繁衍。

2 赵王河湿地工程

2.1 概况

赵王河属于南四湖湖西水系洙赵新河流域重要支流，长期以来，随着城镇人口的增长和工农业的发展，水环境质量逐渐恶化。虽然近几年随着“一控双达标”和“再提高”工程的实施，赵王河污染加重的趋势得到了有效遏制，但现状水质仍为地表水Ⅴ类。鉴于赵王河流域水环境治理现状，建设赵王河人工湿地水质净化工程是实现《南水北调东线治污规划》对洙赵新河治污单元整治目标的必然要求。

2.2 构建人工湿地

赵王河人工湿地主要是利用京九铁路至上海路段6 km的赵王河河道及两侧滩地。该段赵王河河道底部较为平整，两侧滩地宽约220 m，湿地总占地面积120 hm2。考虑到现场地形条件，在满足行洪功能的前提下，尽量少开挖土方，保持土方平衡。基于技术稳定、经济可行、管理方便的原则，综合考虑水质净化与生态保护相协调、环境效益和经济效益并重、工程建设和产业结构调整相统一的原则，确定工程采用橡胶坝+生态滞留塘+表面流人工湿地+生态护坡的组合工艺。

通过在赵王河上海路附近建设橡胶坝，抬高河道内的水位，形成河道滞留塘。调整河道两侧的二滩滩地高程，种植芦苇、蒲草、芦竹、藕、莲等多种水生植物，并在原河道堤坝基础上建设生态护坡工程。湿地主河槽底部高程46.38 m，平均宽20 m，二滩高程47.8 m，橡胶坝全长150 m，位于湿地末端，正常挡水位48.0 m，主要用于赵王河被污染河水的截留导蓄，控制河道内水深，在河道内形成一定的容积，提高被污染河水在河道内的停留时间。在湿地内河堤两侧的生态护坡，长度为10.6 km，主要以植被恢复为主，有效利用植被根系的固土功能和控制面源污染功能。为增加湿地的布水均匀性，在河道二滩内修筑了大小不等的土筑岛和S型通水走廊，同时，在一定区域进行开挖形成小范围河道滞留塘，增加水流的停留时间，确保水质得到更充分净化。赵王河人工湿地设计污水日处理能力2.5万t。进入湿地内的水流净化后排入下游河道，经洙赵新河最终汇入南四湖。

2.3 植物种植

按照耐污性、生长适应能力、根系发达程度及经济价值和美观价值的原则，根据湿地内水深的不同，选择合适的水生植物。岸边水深0～0.5 m的浅水区种植芦竹、水芹、水葱；1.0 m水深内种植芦苇、香蒲、茭白；1.5 m水深内种植睡莲、莲、野菱；2.5 m水深内种植金鱼藻、黑藻、枯草。

2.4 净化效果

赵王河湿地主要接纳东明县、牡丹区南工业园区的达标废水及菏泽城区生活污水处理后排放的中水，湿地进出口安装了在线水质检测系统，实时对水质进行检测。水质处理规模每天可达 2.5万 t，进水水质 COD50 mg/L，氨氮 5 mg/L，出水水质COD20 mg/L，氨氮1 mg/L。湿地一次蓄水可达85万m3，水流进入湿地后停留32 d，净化后的水质达到地表水Ⅲ类水质后排入洙赵新河，可以用于农田灌溉或工业用水。通过湿地净化每年可削减COD 276.7 t，削减氨氮36.1 t。

2.5 社会效益

赵王河人工湿地工程以芦苇、蒲草、芦竹、藕、莲、金鱼藻等作为湿地植物，并进行优化配置，在围堰及道路两侧种植垂柳等景观植物，构建景观带，不仅为水禽提供丰富的食物来源，也为水禽提供了栖息繁殖所必须的安全空间，对于增加河流生物的多样性和生态系统的稳定性、调节当地气候具有重要意义，也成为菏泽市打造“生态菏泽、美丽菏泽”，坚持经济发展和环境协调发展的典范。

3 结语

在环境日益恶化的今天，菏泽市把生态文明建设放在突出地位，努力建设美丽家园，极大地促进了菏泽市经济、社会、环境的协调发展。赵王河人工湿地工程的建设方法亦可以为典型北方河流的湿地修复提供可靠的实践经验。