人工湿地在北京市海淀区的应用

人工湿地在北京市海淀区的应用

文昌位于北京市中心西北部的上游。它是首都重要的空气补充和水源保护遗址。昌平区独特的地理环境,上风上水的区位优势和良好的北部山区生态资源要素,决定了保护和改善昌平区生态环境,不仅是昌平经济和社会和谐发展的需要,也是首都经济和社会健康和谐发展的必然选择。尤其在北京市空气和水污染不断加剧的今天,昌平的生态环境保护更显重要,昌平地下水状况、地表环境及生态环境质量,直接关系着首都空气和水资源质量,对整个北京的气候环境至关重要。植被稀疏、景观破坏、地下水超采、地下水逐年下降、地表和地下水污染是昌平区生态环境的主要问题,保护和恢复地表生态、涵养水源刻不容缓。如何在土地紧缺的大环境下短时间内恢复已恶性发展的需上百年自然形成的涵养净化层,需要系统的科学方法。目前,在河道治理、流域管理、土地治理、园林绿化等方面存在着各自为政的局面,未能根据终极的生态目标进行协调与融合;而人工湿地的治理理念,能够较为全面地解决裸露土地的治理问题,同时兼顾生态、景观、水资源治理等各方面问题,是一种具有较高经济性和可行性的思路和方法。1自然环境优越昌平区位于北京西北部,历来有“京师之枕”的美称。其背靠太行山和燕山交汇地,自然环境优美,山前积热地带地下水质清纯,地上植被厚重,山前冲积扇平原地势平坦,视野开阔,交通发达,山后青山绿水,树木茂盛,是首都北京的后花园和重要的生态涵养带。1.1地下水源的分布昌平区境内拥有十三陵水库等10座水库,温榆河及京密引水渠贯穿全区,境内水系是京杭大运河的源头,数百年形成了稳定植被。植被良好区域,地下土壤根系丰富,空隙发达,土壤入渗性能强,能很好地涵养水源,净化雨水,增加地下水量,因此温榆河以北的地下水源是北京市品质最好的水源之一。同时,昌平每年约有5000万m1.2城市地下水保水功能下降,使地表土壤侵蚀严重,发生了具有高度融合基昌平发达的河流水系冲积形成的山前冲击扇平原地带拥有丰富的地下沙土资源,在城市化高速发展的十多年间,昌平地区的地上植被遭到破坏,土壤涵养和保水能力大大降低,土壤入渗功能降低,减少了入渗水量,使城市地下水资源减少甚至枯竭,地下水位进一步下降。土壤养分易于被雨水淋溶损失,质量衰退致使植物无法正常生长,形成大量的裸露地块,部分地表形成了风沙源,加剧裸露地表的土壤侵蚀,使荒漠化进一步发展。同时,下游河道淤积,加上污水排放、面源污染等原因造成下游地区河道水污染,地下水资源污染严重。2湿地建设的概念和概念2.1污水、污泥净化人工湿地是指由人工建造并控制其日常运行的类沼泽地面,通过对污水和污泥的流向和出入量进行控制,利用植物、土壤、人工介质及微生物的物理、化学、生物协同作用,对污水、污泥进行净化处理的技术2.2级、三级污水治理湿地的进水主要为遭到面源污染过的雨水、需初级处理的污泥或污水、二级处理后需精处理的污水。主要通过植物过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等方法来实施对污水的高效处理2.3表流湿地的污水来源人工湿地的建设是一个综合性的系统工程,最终形成拥有良好内部循环的完整的区域生态系统,在保障污水处理效果的同时兼顾了增加绿地面积、美化视觉景观、优化生态环境方面的诉求。在正确的植物选型、构造设计的前提下,人工湿地是最具经济性价比的治理措施之一,同时达到良好的社会效益。尤其适用于中小城市和乡村等人员和资金条件有限、污水处理水平低的地方表流湿地采用类沼泽设计,污水从填料表层以较慢流速流过。优点为投资较少,运行管理简单,维护费用低。缺点是占地面积大,需要大量的土地供给;污水流速慢同时易受暴雨、洪水的冲击,夏季易孳生蚊虫。潜流湿地,污水从填料床底部水平通过。优点为水力负荷及污染负荷较大,湿地水质较好不易孳生蚊虫。缺点是控制相对复杂,脱氮、磷的效果欠佳。垂直流湿地,污水从该类湿地表面纵向下渗至填料床底部。优点为硝化能力强,缺点是有机物的处理能力欠佳且运行操作相对其他两种湿地更为复杂根据国外对104座潜流系统和70座自由水面系统的运行数据统计结果表明,表流湿地和潜流湿地均可有效去除SS、BOD、N和P,可以达3类水域的水质标准2.4生态净化方面降水年内分布不均,沙坑等裸露地块治理成功与否与水资源息息相关,用水考虑雨水收集、中水回用、地表水汇集、地下水补充的综合循环系统,在生态修复中合理地选用合适的乡土植物种,结合原地貌的情况,部分待治理地域可考虑人工湿地开发,把裸露地块的治理和区域污水处理综合考虑,有利于调蓄雨水,净化地表水,补充地下水资源,美化环境,恢复生态系统功能,同时减少处理污水用地。3在昌平市的实践中3.1规划废水处理3.1.1雨水收集系统的建设建设集水池将城镇污水、雨水进行集中收集,避免污水直接进入河道和生态系统。3.1.2预算编制通过二次沉砂池、生态滞留塘等简易环节建设对污水进行初步处理,降低后续处理的难度和费用。3.1.3水处理的设计通过湿地植被及其周围的微生物恢复,利用湿地的自然净化功能进行水质净化。为了增强污水处理的效果,选取合适的水生植物和延长污水在系统内的停留时间最为关键。首先,要充分利用在实践中已证明的低成本、高效率、养护简便的水生植物种类,例如挺水植物(芦苇、水葱、香蒲)、浮水植物(凤眼莲)、沉水植物(黑藻)为代表的水生植物3.1.4人工湿地的生产经过逐级净化后的水量,通过集中收集和分配,用于人工湿地的自持用水,并可通过调配对外输出。水流在重力作用下由高到低流经由特殊填料的湿地植物池。3.2环保涂料的建设3.2.1交流空间的营造根据已破坏土壤断层的情况建设生态驳岸。湿地驳岸是内外物质和能量交流的过渡空间,同时具有挡土固坡、协调造景、提供亲水空间的作用。为了维持生态系统的稳定性、营造清静自然的荒野景观,采用生态驳岸。生态驳岸具备防护岸坡、水陆间水分调节、景观构筑等多种功能。3.2.2环保涂料的类型配合人工湿地的建设,可选用的生态驳岸主要有仿木驳岸、抛石滩驳岸、卵石驳岸、鱼巢驳岸等形式3.3生态环保理念设计环节力求多方参与,结合水务、市政绿化、园林景观、旅游管理等各部门的规划和需求,充分征求意见,合理统筹资金,进行综合规划和建设,避免各自为政。施工维护、养护环节注重全流程的生态环保理念。在施工工艺、材料选用、运营维护方式、能耗等方面全面执行绿色工艺,避免治理过程本身造成的二次污染。3.4针对不同生态区的具体管理措施针对昌平裸露地域建设人工湿地,从岸坡往水面依次建设乔灌草结合的缓冲带、湿生草地、挺水植物、沉水植物、浮水植物。3.4.1设计适宜当地气候的植被缓坡情况采用生态护坡配合植物种植来稳定岸坡。保持缓坡区原有的自然地貌状态,设计适宜当地气候的植物种类,加快形成表层植被以避免水土流失。陡坡及冲刷较严重的弯道宜采用种植植被和天然石材、卵石、木材相结合的方法防护,利用天然石材、木材护底、坡面卵石和水生植物防护,或采用柳枝压条促进恢复3.4.2浅水区针对北方气候特点,可选用芦苇、香蒲、菖蒲、菰草、茭白等具有良好景观效果、经济效益、生态效益的挺水植物。3.4.3深水区4生态环保功能选取昌平区河流水系附近的沙坑等裸露地块建设人工湿地公园,综合运用污水处理、雨水集蓄、风景园林、水土保持学、恢复生态学等