人工濕地在北京市海淀區(qū)的應用

人工濕地在北京市海淀區(qū)的應用

文昌位于北京市中心西北部的上游。它是首都重要的空氣補充和水源保護遺址。昌平區(qū)獨特的地理環(huán)境,上風上水的區(qū)位優(yōu)勢和良好的北部山區(qū)生態(tài)資源要素,決定了保護和改善昌平區(qū)生態(tài)環(huán)境,不僅是昌平經(jīng)濟和社會和諧發(fā)展的需要,也是首都經(jīng)濟和社會健康和諧發(fā)展的必然選擇。尤其在北京市空氣和水污染不斷加劇的今天,昌平的生態(tài)環(huán)境保護更顯重要,昌平地下水狀況、地表環(huán)境及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,直接關系著首都空氣和水資源質(zhì)量,對整個北京的氣候環(huán)境至關重要。植被稀疏、景觀破壞、地下水超采、地下水逐年下降、地表和地下水污染是昌平區(qū)生態(tài)環(huán)境的主要問題,保護和恢復地表生態(tài)、涵養(yǎng)水源刻不容緩。如何在土地緊缺的大環(huán)境下短時間內(nèi)恢復已惡性發(fā)展的需上百年自然形成的涵養(yǎng)凈化層,需要系統(tǒng)的科學方法。目前,在河道治理、流域管理、土地治理、園林綠化等方面存在著各自為政的局面,未能根據(jù)終極的生態(tài)目標進行協(xié)調(diào)與融合;而人工濕地的治理理念,能夠較為全面地解決裸露土地的治理問題,同時兼顧生態(tài)、景觀、水資源治理等各方面問題,是一種具有較高經(jīng)濟性和可行性的思路和方法。1自然環(huán)境優(yōu)越昌平區(qū)位于北京西北部,歷來有“京師之枕”的美稱。其背靠太行山和燕山交匯地,自然環(huán)境優(yōu)美,山前積熱地帶地下水質(zhì)清純,地上植被厚重,山前沖積扇平原地勢平坦,視野開闊,交通發(fā)達,山后青山綠水,樹木茂盛,是首都北京的后花園和重要的生態(tài)涵養(yǎng)帶。1.1地下水源的分布昌平區(qū)境內(nèi)擁有十三陵水庫等10座水庫,溫榆河及京密引水渠貫穿全區(qū),境內(nèi)水系是京杭大運河的源頭,數(shù)百年形成了穩(wěn)定植被。植被良好區(qū)域,地下土壤根系豐富,空隙發(fā)達,土壤入滲性能強,能很好地涵養(yǎng)水源,凈化雨水,增加地下水量,因此溫榆河以北的地下水源是北京市品質(zhì)最好的水源之一。同時,昌平每年約有5000萬m1.2城市地下水保水功能下降,使地表土壤侵蝕嚴重,發(fā)生了具有高度融合基昌平發(fā)達的河流水系沖積形成的山前沖擊扇平原地帶擁有豐富的地下沙土資源,在城市化高速發(fā)展的十多年間,昌平地區(qū)的地上植被遭到破壞,土壤涵養(yǎng)和保水能力大大降低,土壤入滲功能降低,減少了入滲水量,使城市地下水資源減少甚至枯竭,地下水位進一步下降。土壤養(yǎng)分易于被雨水淋溶損失,質(zhì)量衰退致使植物無法正常生長,形成大量的裸露地塊,部分地表形成了風沙源,加劇裸露地表的土壤侵蝕,使荒漠化進一步發(fā)展。同時,下游河道淤積,加上污水排放、面源污染等原因造成下游地區(qū)河道水污染,地下水資源污染嚴重。2濕地建設的概念和概念2.1污水、污泥凈化人工濕地是指由人工建造并控制其日常運行的類沼澤地面,通過對污水和污泥的流向和出入量進行控制,利用植物、土壤、人工介質(zhì)及微生物的物理、化學、生物協(xié)同作用,對污水、污泥進行凈化處理的技術2.2級、三級污水治理濕地的進水主要為遭到面源污染過的雨水、需初級處理的污泥或污水、二級處理后需精處理的污水。主要通過植物過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等方法來實施對污水的高效處理2.3表流濕地的污水來源人工濕地的建設是一個綜合性的系統(tǒng)工程,最終形成擁有良好內(nèi)部循環(huán)的完整的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng),在保障污水處理效果的同時兼顧了增加綠地面積、美化視覺景觀、優(yōu)化生態(tài)環(huán)境方面的訴求。在正確的植物選型、構造設計的前提下,人工濕地是最具經(jīng)濟性價比的治理措施之一,同時達到良好的社會效益。尤其適用于中小城市和鄉(xiāng)村等人員和資金條件有限、污水處理水平低的地方表流濕地采用類沼澤設計,污水從填料表層以較慢流速流過。優(yōu)點為投資較少,運行管理簡單,維護費用低。缺點是占地面積大,需要大量的土地供給;污水流速慢同時易受暴雨、洪水的沖擊,夏季易孳生蚊蟲。潛流濕地,污水從填料床底部水平通過。優(yōu)點為水力負荷及污染負荷較大,濕地水質(zhì)較好不易孳生蚊蟲。缺點是控制相對復雜,脫氮、磷的效果欠佳。垂直流濕地,污水從該類濕地表面縱向下滲至填料床底部。優(yōu)點為硝化能力強,缺點是有機物的處理能力欠佳且運行操作相對其他兩種濕地更為復雜根據(jù)國外對104座潛流系統(tǒng)和70座自由水面系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果表明,表流濕地和潛流濕地均可有效去除SS、BOD、N和P,可以達3類水域的水質(zhì)標準2.4生態(tài)凈化方面降水年內(nèi)分布不均,沙坑等裸露地塊治理成功與否與水資源息息相關,用水考慮雨水收集、中水回用、地表水匯集、地下水補充的綜合循環(huán)系統(tǒng),在生態(tài)修復中合理地選用合適的鄉(xiāng)土植物種,結合原地貌的情況,部分待治理地域可考慮人工濕地開發(fā),把裸露地塊的治理和區(qū)域污水處理綜合考慮,有利于調(diào)蓄雨水,凈化地表水,補充地下水資源,美化環(huán)境,恢復生態(tài)系統(tǒng)功能,同時減少處理污水用地。3在昌平市的實踐中3.1規(guī)劃廢水處理3.1.1雨水收集系統(tǒng)的建設建設集水池將城鎮(zhèn)污水、雨水進行集中收集,避免污水直接進入河道和生態(tài)系統(tǒng)。3.1.2預算編制通過二次沉砂池、生態(tài)滯留塘等簡易環(huán)節(jié)建設對污水進行初步處理,降低后續(xù)處理的難度和費用。3.1.3水處理的設計通過濕地植被及其周圍的微生物恢復,利用濕地的自然凈化功能進行水質(zhì)凈化。為了增強污水處理的效果,選取合適的水生植物和延長污水在系統(tǒng)內(nèi)的停留時間最為關鍵。首先,要充分利用在實踐中已證明的低成本、高效率、養(yǎng)護簡便的水生植物種類,例如挺水植物(蘆葦、水蔥、香蒲)、浮水植物(鳳眼蓮)、沉水植物(黑藻)為代表的水生植物3.1.4人工濕地的生產(chǎn)經(jīng)過逐級凈化后的水量,通過集中收集和分配,用于人工濕地的自持用水,并可通過調(diào)配對外輸出。水流在重力作用下由高到低流經(jīng)由特殊填料的濕地植物池。3.2環(huán)保涂料的建設3.2.1交流空間的營造根據(jù)已破壞土壤斷層的情況建設生態(tài)駁岸。濕地駁岸是內(nèi)外物質(zhì)和能量交流的過渡空間,同時具有擋土固坡、協(xié)調(diào)造景、提供親水空間的作用。為了維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、營造清靜自然的荒野景觀,采用生態(tài)駁岸。生態(tài)駁岸具備防護岸坡、水陸間水分調(diào)節(jié)、景觀構筑等多種功能。3.2.2環(huán)保涂料的類型配合人工濕地的建設,可選用的生態(tài)駁岸主要有仿木駁岸、拋石灘駁岸、卵石駁岸、魚巢駁岸等形式3.3生態(tài)環(huán)保理念設計環(huán)節(jié)力求多方參與,結合水務、市政綠化、園林景觀、旅游管理等各部門的規(guī)劃和需求,充分征求意見,合理統(tǒng)籌資金,進行綜合規(guī)劃和建設,避免各自為政。施工維護、養(yǎng)護環(huán)節(jié)注重全流程的生態(tài)環(huán)保理念。在施工工藝、材料選用、運營維護方式、能耗等方面全面執(zhí)行綠色工藝,避免治理過程本身造成的二次污染。3.4針對不同生態(tài)區(qū)的具體管理措施針對昌平裸露地域建設人工濕地,從岸坡往水面依次建設喬灌草結合的緩沖帶、濕生草地、挺水植物、沉水植物、浮水植物。3.4.1設計適宜當?shù)貧夂虻闹脖痪徠虑闆r采用生態(tài)護坡配合植物種植來穩(wěn)定岸坡。保持緩坡區(qū)原有的自然地貌狀態(tài),設計適宜當?shù)貧夂虻闹参锓N類,加快形成表層植被以避免水土流失。陡坡及沖刷較嚴重的彎道宜采用種植植被和天然石材、卵石、木材相結合的方法防護,利用天然石材、木材護底、坡面卵石和水生植物防護,或采用柳枝壓條促進恢復3.4.2淺水區(qū)針對北方氣候特點,可選用蘆葦、香蒲、菖蒲、菰草、茭白等具有良好景觀效果、經(jīng)濟效益、生態(tài)效益的挺水植物。3.4.3深水區(qū)4生態(tài)環(huán)保功能選取昌平區(qū)河流水系附近的沙坑等裸露地塊建設人工濕地公園,綜合運用污水處理、雨水集蓄、風景園林、水土保持學、恢復生態(tài)學等