浦口区三岔水库水源地水生态修复探究,水资源论文

浦口区三岔水库水源地水生态修复探究,水资源论文随着经济社会的快速发展，水体环境受人类活动影响显著，河流、湖泊、地下水都遭到不同程度的污染。据统计，我们国家超过75%的湖泊、90%的城市河流和50%的地下水都遭到不同程度的污染[1]。水体污染状况不仅使其失去了景观价值，还影响当地生态环境。三岔水库作为浦口区重要的农村集中式饮用水源地，随着经济的发展，水库生态资源遭到毁坏，水体受农业面源污染及周边生活污染影响，水质安全遭到威胁。因而，施行三岔水库水源地水生态修复，对净化水体，构成良好的水生态环境对保证当地群众饮水安全，提高区域寓居环境和原生态环境，建设水生态文明具有重要意义。1水库大概情况及存在问题1.1水库大概情况三岔水库位于南京市浦口区桥林街道，水库集水面积13.5km2,总库容778104m3,兴利库容610104m3,汛限库水位▽22.8m.三岔水库水源地当前已建成一座水厂，净水厂规模2.0104m3/d,实际供水能力3.3104m3/d,供水人口7.6万人。水库蓄水缺乏以知足三岔水厂供水，需通过6km长引驷干渠从驷马山河翻水补库。现在状况水质基本知足III类水体要求，但尚未到达规划的II类水质目的要求。1.2存在问题1〕水库污染物增加。水库周边以农田、耕地为主，农业污染物及流失的水土通过降雨径流进入三岔水库，农业太多使用化肥、农药导致农业面源污染加剧。另一方面，水库通过引驷干渠引水入库进行补充，引水线路较长，受沿线生活、农业点源污染。三岔水库污染主要是周边农业面源污染以及调水水质点源污染。2〕水库富营养化进程加快。由于沿库围垦、围圩养殖等开发使用，大大降低了水库水体对污染物的净化能力，污染加重，加剧了水库富营养化。另一方面，水库枯水季较长，库区周边水位下降，库底裸露，水草生物等腐烂，水体自净能力下降，进一步加剧水体污染。2水生态修复措施水生态修复技术是指利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化和降解，净化水质，改善、修复水生物生存环境[2].根据水库基本情况、污染来源、场地条件等因素，结合区域自然景观要求及生态环境基础条件，采用植物群落修复、生态护坡、生态浮床三大措施对水体进行修复与保卫。2.1浅滩区植物群落修复三岔水库西南侧浅滩，地形较为开阔，局部有小树丛，水库水位高时，浅滩会有少量积水，呈现天然湿地状态。利用原有地形地貌，在现有一定覆盖度的植被基础上，在水库西南部96600m2浅滩区域重建植物群落，修复水库生态系统，塑造富有野趣的自然湿地景观。1〕水下带植物群落恢复。挺水植物群落恢复区域主要位于库区水深小于1.5m的漫流湿地沿岸带，物种主要选择水生美人蕉、芦苇、鸢尾、梭鱼草、水葱、花叶芦竹、再力花等对水质有净化功能的挺水植物。浮水植物群落恢复位于挺水植物外侧，物种主要选择荷花。2〕消落带植物群落修复。水库消落带区域主要种植耐水湿乔木或喜湿润的乔木，主要选择墨西哥落羽杉、池杉、湿地松、枫杨、垂柳。3〕水上带植物群落修复。在高程23.0m以上区域，在周边地区的已有生长较好的林木中点缀碧桃、海棠、紫荆、紫叶李、红叶石楠等观花赏叶的小乔木，搭配植物品种，丰富植被景观。浅滩区构成水下带植物-消落带植物-水上带植物群落系列构成的水生植被带，使过滤库区面源、净化水质、提高生物多样性及改善水库自然生态景观等多种生态功能得到恢复。2.2土壤生物护坡土壤生物护坡采用边坡生物防护工程技术，利用有生命力的植物根、茎〔杆〕或完好的植物体作为构造的主要元素，按一定的方式、方向和序列，将它们扦插、种植或掩埋在边坡的不同位置，在植物生长经过中实现加固和稳定边坡，控制水土流失和生态修复.土壤生物工程不同于普通的植草种树之类的边坡生物防护工程技术，它具有生物量大、养护要求低、生境恢复快、施工简单、费用低廉、近似自然等特征。选择水库东侧岸线400m进行修复，采用灌丛垫的形式，将存活的灌木枝条覆盖整个坡岸外表，并加以固定，灌木枝条重新生根发芽，构成新的坡岸植被系统，同时起到稳定坡体和保卫坡面的作用。详细设计为灌丛垫坡顶种植竹柳；从坡顶至常水位的坡面上均匀铺植杞柳枝，单株枝条长1.5~2m,枝条铺植厚度控制在10cm,每隔0.8m压入较粗的木桩；常水位21.8m附近附近放置一排柴笼，d=30cm;柴笼下面抛石，并种植菖蒲、野茭白；向下种植苦草、菹草等沉水植物。见图1.2.3生态浮岛生态浮岛就是利用高等水生植物，以浮床作为载体，种植到富营养化水体的水面，通过植物根部的吸收和吸附作用，削减富集水体中的氮、磷及有机物质，进而到达净化水质的效果。在有限区域重建并恢复水生态系统，并通过收获植物的方式方法将其搬离水体，到达水质改善、水体变清的目的。通过生态浮岛设计解决水库近2m高水位落差情况下，水生植物的生长问题，发挥水生植物净化水质的作用。采用湿式浮床，即植物和水接触的浮床形式。根据气候、水质条件，培育成活率高、根系发达、根茎繁衍能力强的浮床植物，主要有千屈菜、旱伞草、鸢尾、美人蕉、菖蒲、梭鱼草，构成水面植物浮岛，利用植物及植物根系栖息的水生动物和微生物群落的综合作用，实现其净化水体、提高生物多样性及改善自然生态景观等生态功能[4].主要布置于入库口，用于点源污染消减和改善水库自然生态景观。3水生态修复工程内容3.1工程布局根据三岔水库流域情况，工程布局4个区域。针对流域汇水带来的的面源污染，建设水库西南侧浅滩区生态修复工程；针对引驷干渠引水带来的沿线点源污染，建设引驷干渠物理和生物隔离工程；针对引驷干渠引水入库不达标，建设入库口生态浮岛净化工程；针对库区水位落差引起的内源污染，建设入库口东侧土壤生态护坡试点工程。3.2植物的配置水生植物在水生态修复中的作用方式主要包括物理经过、吸收作用、协同作用和化感作用，整个生态修复经过与光照、温度和营养盐浓度等环境因素密切相关.水生植物在生活型上分为挺水、浮水〔包括漂浮和根生浮叶〕和沉水3类，它们在水生态系统中扮演着不可替代的重要角色，具有固化底质、降低水体营养盐和污染物浓度、抑制藻类生长、净化和稳定水质、为动物提供饵料和栖息场所〔繁衍和隐藏等〕、维持高的生物多样性、美化景观等重要功能，是构成一个能够自我维持的良性循环生态系统的重要一环.通过国内外植物净化研究分析，结合本地常见的水生植物种类,挺水植物主要选择了石菖蒲、再力花、芦竹、芦苇、千屈菜、水葱等，浮水植物有睡莲等。沉水植物选择了苦草、菹草等。陆生植物遵循适地适种原则，根据三岔水库的气候、土壤条件，结合当地植物种类及水库水位落差大的特性，采用存活能力强，并具有一定观赏价值的植物。同时，考虑植物群落演替规律，使得浅滩内一年四季均有植物覆盖，突显生态野趣景观。植物布置以乔木、灌木相结合进行绿化配置，点缀碧桃、海棠、紫荆、紫叶李、红叶石楠等观花赏叶的小乔木，尽力具体表现出植物的多样性，四季景色因时而异，野趣天成。3.3工程效益从区域生态功能出发，充分利用原有生态环境，以植被修复、重建及优化为主要手段，将水上带、消落带和水下带结合起来，进行库区生态修复，到达截留和净化污染物、保卫生物多样性、内涵修养水源、防止水土流失、生境景观优化的目的，加强水体的自净能力，提高生态系统的稳定性，使其具有较高的生态效益和环境效益。4结束语及建议4.1结束语水生态修复技术是指人为利用一定的植物、动物或微生物，在其生命活动时对水中污染物进行处理，进而净化水质，并改善及修复水生物生存环境，具有治污效果好、工程造价相对较低、运行成本低等优点.植物群落的恢复，水上通过林木或灌木林的林冠截留、枯枝落叶层的截持和林地土壤的调节来发挥内涵修养水源、改善水文状况、调节区域水分循环、防止土壤侵蚀，防治河流、湖泊和水库淤塞以及保卫可饮用水水源的作用.水下通过水生植物的吸附、降解，构成一个独特的植物、微生物生态系统对水体进行处理，改善水质。土壤生物护坡，利用植物根系在生长经过中抓地的特性，实现加固和稳定边坡，控制库区水土流失，覆盖裸露地表，防止水流冲刷岸坡，修复良好岸坡生态环境。生态浮岛通过植物根系吸收水体中污染物质〔主要是富营养化水体中的营养物质〕，附着在植物根系的微生物可以以降解水体中污染物.同时，利用浮岛漂浮于水面的特性，解决库区高水位落差的问题，进而实现水体修复的目的。本研究根据三岔水库库区的特点，提出了以上三大水生态修复措施，在系统运行一定时期之后，将使库区水质得到改善。但一般生态的修复措施见效期长，且需要后期的维护与养护。4.2建议1〕水库引水干渠采用明渠形式，沿线较长，且周边零星分布居民区，严重威胁到水源安全，对引水干渠进行生态修复的同时，应重点进行隔离保卫。2〕库区植物的恢复，乔灌木落叶和水生植物季节性残败，对水质净化及水体景观有影响，在秋冬季节，需加强管理，对再力花、芦苇等水生植物进行定期收割，飘入水中的乔灌木落叶也应及时捞除，维护库区水环境。3〕生态浮岛依靠于人工维护，人力财力消耗较大，应增设专门的管理维护人员，负责浮岛植物的养护与季节性更换，构成长期维护与养护。以下为参考文献：[1]林匡飞。近距离感悟：水生态修复[J].园林，2018〔8〕：8-11.[2]刘婷婷，水生态修复技术在河道