紅楓湖·百花湖入庫河流水環(huán)境狀況及生態(tài)修復(fù)措施

紅楓湖百花湖入庫河流水環(huán)境狀況及生態(tài)修復(fù)措施夏品華;李秋華【摘要】分析了紅楓湖水庫和百花湖水庫主要入湖河流的總氮和總磷含量以及入湖污染量，概述了目前紅楓湖水庫和百花湖水庫入湖河口生態(tài)修復(fù)措施，同時提出了開展生態(tài)措施的設(shè)想，為指導(dǎo)以后紅楓湖水庫和百花湖水庫的生態(tài)修復(fù)奠定基礎(chǔ).％TheconcentrationsoftotalnitrogenandtotalphosphorousandtheamountofpollutionattheinflowriverofHongfengandBaihuareservoirswereexpounded.ThemeasuresofecologicalrestorationattheestuaryofHongfengandBaihuaReservoirsweresummarized.Inthemeantime,ideasincarryingoutecologicalmeasureswereputforwardsoastoguidethefutureoftheecologicalrestorationatHongfengandBaihuareservoirs.【期刊名稱】《安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)》【年(卷)，期】2011(039)012【總頁數(shù)】3頁(P7344-7346)【關(guān)鍵詞】紅楓湖;百花湖;河口;生態(tài)修復(fù)【作者】夏品華;李秋華【作者單位】貴州師范大學(xué)，貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境保護重點實驗室,貴州貴陽,550001;貴州師范大學(xué)，貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境保護重點實驗室，貴州貴陽,550001【正文語種】中文【中圖分類】X523水庫富營養(yǎng)化的危害較大，不僅在經(jīng)濟上造成損失，而且危害人類健康。加強富營養(yǎng)化水體綜合防治的研究，遏制富營養(yǎng)化趨勢勢在必行［1-4］。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，國內(nèi)學(xué)者逐漸形成了〃減源-控污-截留-修復(fù)”的總體思路。生態(tài)修復(fù)主要對環(huán)境中污染物進行吸收或氧化降解從而降低或最終消除環(huán)境污染的受控或自發(fā)過程，主要包括生物修復(fù)和工程修復(fù)，而生物修復(fù)最具有應(yīng)用前景。生物修復(fù)包括水生植物修復(fù)、微生物修復(fù)、生態(tài)護岸修復(fù)、濱湖濕地重建修復(fù)、人工濕地修復(fù)等［5-8］。在我國，在水庫、湖泊水陸交界處和河口處建立濕地生態(tài)系統(tǒng)已被廣大學(xué)者所接受，環(huán)湖濕地是控制水體富營養(yǎng)化的有效方法［9-10］。國內(nèi)外通過濱湖濕地重建修復(fù)技術(shù)、人工濕地修復(fù)技術(shù)對阻止農(nóng)業(yè)面源污染來防治水體富營養(yǎng)化的研究較多，如美國的植被過濾帶(Vegetatedfiltertrips)，新西蘭的水邊休閑地(Retirementofriparianzones),英國的緩沖區(qū)(Bufferzones)，中國的多水塘和匈牙利的Kis-Palaton工程［11-12］。所有這些均根據(jù)水庫實際情況在水庫上游地段及水庫平坦地段和入庫河口建立人工濕地，發(fā)揮人工濕地的緩沖作用，通過濕地吸附一部分氮磷，降低氮、磷入庫量。筆者分析了紅楓湖、百花湖主要入庫河流的污染負荷，旨在揭示目前〃兩湖”入湖河流的污染現(xiàn)狀，為〃兩湖”入湖河口生態(tài)修復(fù)提供指導(dǎo)?！▋珊敝饕霂旌恿魉h(huán)境狀況1.1主要入庫河流水質(zhì)狀況紅楓湖的主要入庫河流包括后六河、麻線河、羊昌河和桃花園河，4條河流中，羊昌河污染最嚴重，總氮濃度平均達到9.08mg/L,總磷濃度平均高達0.47mg/L;麻線河污染最輕，但其總氮的濃度平均也達到5.5mg/L,總磷濃度平均高達0.06mg/L(圖1)。圖1紅楓水庫和百花水庫主要入庫河流水質(zhì)狀況Fig.1WaterqualitiesoftheinflowriversinHongfengandBaihuareservoirs〃兩湖”主要入庫河流污染總量每年入庫的污染總量中，總氮入庫總量達到5538t/年，總磷量高達212t/年。羊昌河每年入庫的總氮量達到3632t/年，總磷量高達188t/年，羊昌河污染量中，總氮占污染總量的65.6%，總磷占污染總量的88.7%;后六河污染最輕，但其入庫總氮量達到248t/年，總磷量高達3.2t/年，化學(xué)耗氧量達到41.5t/年（圖2）?！▋珊比牒涌诘貛鷳B(tài)修復(fù)技術(shù)措施從以上分析可以看出，〃兩湖”入湖河流污染相當嚴重，尤其是紅楓湖的羊昌河，入湖總氮和總磷濃度較高，入湖負荷量分別占入湖總量的65.6%和88.7%，有效地削減總氮和總磷的流入，是有效改善〃兩湖”水質(zhì)狀況的主要措施之一。由于〃兩湖”地處典型的喀斯特地貌區(qū)域，其對入湖河口地帶的生態(tài)修復(fù)也有不同。通過實地考察，結(jié)合〃兩湖”入湖河口的特征，對入湖河口地帶的生態(tài)修復(fù)主要表現(xiàn)在對入湖河口水質(zhì)改善的集成技術(shù)的應(yīng)用，對入湖河口平緩地帶濕地修復(fù)、改善水質(zhì)技術(shù)應(yīng)用和入湖河口生態(tài)護岸修復(fù)技術(shù)。圖2紅楓水庫和百花水庫主要入庫河流污染量Fig.2TheamountofpollutionattheinflowriversofHongfengandBaihuareservoirs〃兩湖”入湖河口水質(zhì)改善集成技術(shù)應(yīng)用〃兩湖”入湖河口庫灣較多，入庫河灣水流速度由快變緩，營養(yǎng)物質(zhì)容易聚集，易形成污染物集中的地帶，因而庫灣水質(zhì)較差，是水華容易形成地帶。入庫河灣水質(zhì)好壞將直接影響到庫區(qū)水質(zhì)，因此加強對入庫河灣水質(zhì)改善非常必要。在入庫湖灣采用水質(zhì)改善集成技術(shù)，結(jié)合河流的污染特點和水流特征，采用立體生態(tài)浮床位載體，綜合使用生態(tài)網(wǎng)膜技術(shù)，人工介質(zhì)技術(shù)，水生植物水質(zhì)改善技術(shù)和底棲動物吊養(yǎng)技術(shù)等，形成一個立體的水質(zhì)改善區(qū)域，綜合對入庫湖灣水質(zhì)進行改善。立體浮床系統(tǒng)，通過吸收消減水體中營養(yǎng)鹽，降低光強，同時利用水生高等植物本身的克藻效應(yīng)，減少水體中的藍藻水平，也為浮游動物提供生境，調(diào)控微生態(tài)系統(tǒng)，改善水質(zhì)，為以后的生物措施創(chuàng)造條件;通過底棲動物濾食浮游植物和懸浮物質(zhì);生態(tài)網(wǎng)膜，人工介質(zhì)均是利用網(wǎng)膜形成生物附著基，促進水體磷的沉降，形成微生態(tài)系統(tǒng)，降解水體中的有機污染物，達到降低水體氮、磷濃度和浮游植物群落結(jié)構(gòu)，促進水體中懸浮物的沉降，有效地控制水體富營養(yǎng)化趨勢。生態(tài)網(wǎng)膜生態(tài)工程成本低，見效快，也是目前富營養(yǎng)化水體水質(zhì)改善的常見技術(shù)［13-14］?！▋珊比牒涌跐竦匦迯?fù)技術(shù)應(yīng)用〃兩湖”入湖河口在平緩地帶廢棄的農(nóng)田較多，入湖河口有大量的農(nóng)業(yè)污染進入河流，直接影響入庫水質(zhì)。因此，充分利用入湖河口的平緩低洼地帶，采取人工濕地對水質(zhì)進行改善，一方面能夠充分利用廢棄的農(nóng)田，另一方面對入湖河口水質(zhì)進行改善。濕地水生植物對污染水體的治理與修復(fù)作用主要包括植物對氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的直接吸收利用和對有機污染物的促降作用，吸附和富集重金屬及一些有毒有害物質(zhì);植物根系和基質(zhì)在吸附懸浮物的同時，為微生物和其他水生生物提供棲息、繁衍場所，而且可美化景觀，大幅度減少水體中的過剩營養(yǎng)物，以控制水體中有機物、氮素和磷素等污染物質(zhì)的濃度，最終使水生態(tài)系統(tǒng)得到全面修復(fù)［15-17］。〃兩湖”入湖河口生態(tài)護岸修復(fù)技術(shù)應(yīng)用河岸帶是水陸相互作用的地帶，既有水流的作用又有生物環(huán)境的作用，還有人為作用。它是一個特殊的相對獨立的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，也是水生生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)交替控制不穩(wěn)定的特殊濕地生態(tài)系統(tǒng)。河岸帶植被的好壞是水庫能否健康運行的重要表征，在水庫生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。作為庫區(qū)水域與周邊環(huán)境系統(tǒng)之間的過渡地區(qū)，河岸帶經(jīng)常經(jīng)受來自陸地、水體和社會等方面的交叉干擾，一旦這種干擾強度超過了系統(tǒng)的忍受閾值，將導(dǎo)致河岸帶功能系統(tǒng)的紊亂或者破壞，進而對水庫功能的正常運行帶來嚴重的負面影響，且一般河岸帶生態(tài)系統(tǒng)中具有典型的濕地生態(tài)系統(tǒng)［18-19］。對〃兩湖”河岸帶的修復(fù)具有同樣重要意義，許曉鴻等提出了以當?shù)嘏Ｃ荨⒃缡旌?、剪股穎等草本植物為護坡植物，以河柳等灌木為迎水坡腳防浪林的植物護坡技術(shù)［20］。在河岸帶種植樹木或竹子，形成河岸防護林，洪水經(jīng)過河岸防護林區(qū)時，在防護林的攔截下，流速大大減慢，減少了水流對表土的沖擊，從而減少了土壤流失［21］。〃兩湖”入湖河口地帶生態(tài)修復(fù)規(guī)劃河道湖灣水生生態(tài)修復(fù)是貴陽市制定的科技攻關(guān)十大專項之一，通過對河道湖灣水生態(tài)修復(fù)，截留流域面源污染，吸收通過河道的總氮、總磷和COD，有效改善了入庫河流水質(zhì)。目前〃兩湖”入庫河流污染嚴重，根據(jù)入湖河口的地形和地貌特征采取不同的生態(tài)修復(fù)措施，發(fā)揮其綜合效益，有效地削減入湖氮、磷和降解有機物質(zhì)。〃兩湖”入湖河口地帶生態(tài)修復(fù)的目的針對目前〃兩湖”水體富營養(yǎng)化程度較高，并伴隨有水華發(fā)生，總磷成為關(guān)鍵的控制指標。通過在“兩湖”入湖河口水質(zhì)改善集成技術(shù)應(yīng)用、〃兩湖”入湖河口濕地修復(fù)技術(shù)應(yīng)用和〃兩湖”入湖河口生態(tài)護岸修復(fù)技術(shù)應(yīng)用，將有效控制入湖河口總磷、總氮和COD入湖量，尤其是總磷量，確保有效地抑制水體富營養(yǎng)化趨勢加劇?！▋珊比牒涌诘貛鷳B(tài)修復(fù)示范3.2.1入湖河口庫灣水質(zhì)改善集成技術(shù)示范。以〃兩湖”主要河流羊昌河、麻線河、后六河、桃花園、東門橋、長沖河、麥西河等河流的入湖河口開展水質(zhì)改善集成技術(shù)為示范，綜合應(yīng)用多種水質(zhì)改善技術(shù)，以生態(tài)浮床為載體，集成生態(tài)網(wǎng)膜、人工介質(zhì)、底棲動物和水生植物改善水質(zhì)等，通過集成技術(shù)的示范，有效地改善入湖河灣的水質(zhì)狀況，改變水體浮游植物群落結(jié)構(gòu)，達到抑制水體富營養(yǎng)化趨勢和控制入湖庫灣水華發(fā)生。示范區(qū)水質(zhì)的改善，為開展〃兩湖”入湖庫灣水質(zhì)改善集成技術(shù)奠定基礎(chǔ)，也推廣了入湖庫灣水質(zhì)改善集成技術(shù)在庫灣的綜合運用。〃兩湖”入湖河口濕地修復(fù)技術(shù)示范。針對流域內(nèi)的主要入湖庫灣，較多廢棄的農(nóng)田，可以考慮充分利用這些廢棄的農(nóng)田和平緩的坡地進行濕地修復(fù)，建立以恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)多樣性和有效改善入湖水質(zhì)為目標的濕地保護區(qū)域。該生態(tài)修復(fù)措施可以優(yōu)先考慮在平壩實施羊昌河濕地修復(fù)工程?？梢钥紤]在清鎮(zhèn)、平壩2地入湖庫灣主要河道口建設(shè)寬度50m以上的濕地植被帶。通過實地考察，羊昌河入湖、灣河口具有濕地生態(tài)修復(fù)的條件，可以考慮在羊昌河實施濕地生態(tài)修復(fù)工程?！▋珊比牒涌谏鷳B(tài)河岸帶修復(fù)技術(shù)示范。河岸帶生態(tài)修復(fù)是根據(jù)河岸帶水流條件、生態(tài)狀況和人文景觀要求等，按照一定的修復(fù)原則，采取適宜的修復(fù)措施，達到生態(tài)河岸帶的要求。〃兩湖”流域集雨面積較大，河岸帶較長，河口河岸帶的生態(tài)修復(fù)對有效防治水土流失和削減氮、磷的流入起到重要作用。在濕地生態(tài)修復(fù)的主要河道入水口，可以考慮到對其河岸帶的修復(fù)，其中包括河岸帶消落區(qū)的生態(tài)修復(fù)。對消落區(qū)的生態(tài)修復(fù)優(yōu)先考慮地勢較平緩的消落帶修復(fù)，在平緩的消落區(qū)修復(fù)成功后可以推廣到其他類型的生態(tài)修復(fù)。對河岸消落帶的修復(fù)可以優(yōu)先考慮紅楓湖主要河道河岸帶的消落區(qū)，由于在紅楓湖緩坡型的消落區(qū)較多，示范效果較好，有利于工程的推廣。4結(jié)語總之，在〃兩湖”入湖河口綜合實施入湖河口庫灣水質(zhì)改善集成技術(shù)、入湖河口濕地修復(fù)技術(shù)和〃兩湖”入湖河口生態(tài)河岸帶修復(fù)技術(shù)，入湖河口水質(zhì)將得到有效改善，將確保〃兩湖”富營養(yǎng)化趨勢得到有效控制，保障〃兩湖”的水環(huán)境。參考文獻[1]GULATIRD,DONKE.LakeintheNetherlandstheirorigin,eutrophicationandrestoration:state-of-the-artreview[J].Hydrobiologia,2002,478:73-106.[2]韓博平，李鐵，林旭鈿.廣東省大中型水庫富營養(yǎng)化現(xiàn)狀與防治對策研究[M].北京:科技出版社，2003.[3]韓博平，馮遠船，劉正文.廣東省大鏡山水庫生態(tài)學(xué)與水質(zhì)管理研究[M].廣州:廣東科技出版社，2006.[4]秦伯強.長江中下游淺水湖泊富營養(yǎng)化發(fā)生機制與控制途徑初探[J].湖泊科學(xué)，2002,14:197-201.[5]QIUDR,WUZB,LIUBY,etal.TherestorationofaquaticmacrophytesforimprovingwaterqualityinahypertrophicshallowlakeinHubeiProvinee,China[J].EeologicalEngineering,2001,18(2):147-156.[6]井文艷，胡秀琳，許志蘭，等.利用生物浮床技術(shù)進行水體修復(fù)研究與示范[J].中國環(huán)境科學(xué)，1997,17(1):53-57.[7]董哲仁，劉蓓，曾向輝.生態(tài)-生物方法水體修復(fù)技術(shù)[J].中國水利，2002(3):8-11.[8]金相燦，稻森悠平，樸俊大，等.湖泊和濕地水環(huán)境生態(tài)修復(fù)技術(shù)與管理指南[M].北京:科技出版社，2007.[9]周鈞.江蘇水生態(tài)修復(fù)中的新技術(shù)應(yīng)用[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2004(2):49-51.[10]趙群.南四湖水環(huán)境問題以及修復(fù)對策探討[J].環(huán)境科學(xué)動態(tài)，2005(1):29-31.[11]全為民，嚴力蛟.農(nóng)業(yè)面源污染對水體富營養(yǎng)化[J].生態(tài)學(xué)報，2002,22(3):291-299.[12]徐祖信.河流污染治理技術(shù)與實踐[M].北京:中國水利電力出版社，2003.[13]ASAEDAT,NIMALPRIYANTHADG,SAITOHS,etal.Anewtechniqueforcontrollingalgalbloomsinthewithdrawalzoneofreservoirsusingverticalcurtains[J].Ecological.Engineering,1996,7:95-104.[14]ASADAT,PHAMHS,NIMALPDG,etal.Controlofalgalbloomsinreservoirswithacurtain:anumericalanalysis[J].EcologicalEngineering,2001,16:395-404.[15]唐述虞，宋正達，史建文，等.金屬礦酸性廢水的濕地生態(tài)工程處理研究[J].中國環(huán)境科學(xué)，1993,13(5):356-360.[16]吳振斌，陳輝蓉，雷臘梅，等.人工濕地系統(tǒng)去除藻毒素研究[J].長江流域資源與環(huán)境，2000,9(2):242-247.[17]楊昌鳳，黃金全，宋文初，等.模擬人工濕地系統(tǒng)