建设穿紫河生态湿地的探索和实践

2022-09-19

湿地是指天然或人工的、永久性或暂时性的沼泽地、泥炭地和水域, 蓄有静止或流动、淡水或咸水水体, 包括低潮时水深浅于6m的海水区。

1 穿紫河流域概况及湿地现状

穿紫河水系位于常德市江北城区, 由船码头以东穿紫桥河、姻缘桥河及三闾港三部分组成, 总长8.5km。穿紫河湿地由友谊闸、杨桥河、船码头、尼姑桥湿地组成, 总面积26.2ha。其中友谊闸湿地占地8ha, 杨桥河湿地8ha, 船码头湿地5.1ha, 尼姑桥湿地5.1ha。本次设计船码头、友谊闸采用人工湿地的方式, 尼姑桥、杨桥河采用天然湿地的方式。

2 穿紫河湿地设计需考虑因素

生态湿地应尽量利用现有的坑洼湖塘并适当修整改造。湿地设计需要考虑以下因素。

(1) 湿地的平面形状一般为矩形, 长宽比为 (3~4) ∶1, 也可尽量利用目前水体的现状形态。

(2) 堤顶需有足够的宽度, 以便割草机或其他维护设备及车辆通行。堤顶宽度一般最小为1.8m~2.4m, 允许机动车辆行驶的堤顶宽度不得小于3m。堤岸的外坡为1∶ (2~5) , 坡度为1∶3或更缓时割草机才能正常运行。堤内坡度为1∶ (2~3) 。

(3) 湿地的进口设计应尽量避免在湿地内产生短流、沟流、反混和死区, 使水流尽可能接近推流, 以增加进水在湿地内的平均停留时间。

(4) 进出口应尽量使湿地的横断面上配水或集水均匀。进出口之间的直线距离应尽可能大。

3 穿紫河湿地规划设计

3.1 人工湿地设计

人工构造湿地填料是人工湿地的重要组成部分, 选择合适的基质填料能大大提高湿地的污染物处理效果。本设计采用以砾石与自然生态活性填料相结合, 以提高对氮的去除效果。

本设计人工湿地面积为131000m2, 设计水力负荷q=0.58m3/m2.d。各种污染物的设计负荷

COD (g/m2.d) 为20.0;TN (g/m2.d) 为6.0;NH3-N (g/m2.d) 为5.0;TP (g/m2.d为0.8。

(1) 人工湿地填料的选择。

湿地内铺设沙砾石填料和自然生态活性填料, 填料粒径分为3级, 1mm~4mm, 4mm~8mm, 16mm~32mm, 填料层厚度为1.2m, 填料总体积157200m3。人工湿地内填料的数量 (单位为m3) :

1mm~4 m m细砂的数量为6 5 5 0 0;4mm~8mm碎石的数量为32750;16mm~32mm碎石为26200;自然生态活性填料 (1mm~4mm) 的数量为32750;合计为157200。

(2) 人工湿地植物的选择。

本次选择在湿地中种植适合常德气候的各种去污能力较强的水生湿地植物, 如芦苇、风车草、香根草、香蒲、美人蕉等。

3.2 天然湿地建设

天然湿地主要包括沉砂区和净化区两部分, 沉砂区主要功能为沉积初期雨水所携带的泥砂, 同时设置提砂装置, 定期清理。净化区的主要功能为初期雨水及部分生活污水的生态净化。

(1) 总体设计。

本次天然湿地的建设面积为131000m2, 穿紫河现状地势坡向河道, 可筑两道低坝将其一分为二, 分上下两级, 等同上下池串联运行, 上池面积约2.0hm2, 平均水深1m, 总容积2万m3, 种植芦苇、藨草、香蒲等去污能力强的挺水植物;下池面积约3.1hm2, 平均水深1m, 总容积3.1万m3, 种植沉水、浮叶植物, 兼具景观和生态恢复功能。上堤长约600m, 堤顶高程33.5m, 下堤长约700m, 堤顶高程33.0m。

(2) 湿地植物的选择。

(1) 选种原则。

天然湿地恢复植物的选择应依据如下原则。

能够适应0.5m~2.0m水深范围内的挺水植物。

选择根系发达, 向水平和垂直方向伸展的植物类型;选择易于采购的本地湿地物种。

(2) 选择种类。

挺水植物:莲、千屈菜、芦苇、菰、香蒲 (多种) 、菖蒲 (多种) 、藨草 (多种) 、泽泻 (多种) 、慈姑 (多种) 等;

浮叶植物:睡莲 (多种) 、荇菜、菱 (多种) 等;

沉水植物:眼子菜 (多种) 、黑藻、伊乐藻、狐尾藻、金鱼藻、苦草等;

湿地周边陆生植物:鸢尾、芒、香根草等。

(3) 湿地植物种植量统计。

在重建和恢复天然湿地时, 首要重视是所恢复物种的多样性和适应性, 基于生态学原理不提倡单一植物种类的栽培, 各物种的混合栽培能够让自然选择过程来决定优胜劣汰, 也最终会决定湿地生态系统的生物钟类结构。引种植物时必须注意各个植物种类的比例, 如果比例失调可能会引起某单一植物种类过分生长, 而抑制了其他植物的生存。植物配置数量 (单位为hm2) 分别为如下。

挺水植物为5.98;浮叶植物为0.44;沉水植物为0.51;岸边植物为1.03;合计为7.96。

3.3 湿地形态规划

设计采用复式断面, 由中间的自然湿地景观区、人工湿地景观区和两侧的休闲区组成。两侧休闲区是湿地与两岸的过渡区, 宽度100m~150m, 主要结合现状的实际地形进行控制, 形成自然的凹岸和曲流, 使河道湿地的形态更符合自然状态。

3.4 生态驳岸规划

生态驳岸是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工护岸, 驳岸的设计大致可分为刚性和柔性边缘两种, 按照岸线功能的要求与区段的设计意图而决定。刚性:直立式驳岸和台阶式驳岸 (含亲水平台) , 柔性:土石砌块驳岸 (含石笼) 和自然生态驳岸 (草坡或水生湿生植物群落) 。

4 结语

湿地系统是以人工建造和控制的、与自然湿地相类似的地面, 通过自然生态系统中的物理、化学和生物者协同作用以达到对污水的净化。湿地内种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物, 形成一个独特的动、植物生态系统, 对污水进行处理。以友谊闸、杨桥河与新河渠的交汇处、船码头、尼姑桥为代表的湿地水域将提升整个穿紫河系统的自净能力。

摘要：穿紫河湿地由友谊闸、杨桥河、船码头、尼姑桥湿地组成, 总面积26.2ha。从穿紫河湿地的规划设计满足河道的水利功能和河道湿地的形态规划以及湿地的生态驳岸规划角度提出了生态湿地的规划设计思路, 为建设河道生态湿地提供了有益的探索和实践。

关键词：穿紫河,生态湿地,湿地形态,生态驳岸