河道设计论文：湿地对河道生态复原设计的影响范文

作者：陈晓东单位：沈阳环境科学研究院

总体布置

结合汾河中下游流域的现场实际情况，沿汾河中下游地区以太原市为重点，兼顾晋中市、吕梁市、临汾市和运城市，在较宽阔的河滩地建设人工湿地20处，总面积339.2hm2，共处理污水11.69万m3/d（即1.35m3/s）。其中滩涂湿地8处，总面积212.33hm2；河槽湿地12处，总面积126.7hm2。

人工湿地在重点段（小店区）工程设计中的应用

1设计水量水质

（1）设计水量根据该区域可使用土地面积的实际情况，并考虑汾河的平均流量等因素，确定小店区工程的设计水量为50000m3/d。

（2）设计进水水质根据汾河小店区水质监测结果，结合汾河的水质特点，确定工程设计进水水质为：CODcr≤125mg/L，BOD5≤25mg/L，NH3-N≤35mg/L。

（3）设计出水水质根据山西省水利厅和山西省环保局颁布的《山西省地表水域环境管理区域方案》，汾河中下游河段即南内环桥以下河段，其水质目标为环监二类，其中主要污染指标COD优于地表水Ⅴ类标准，确定工程设计出水水质为：COD≤40mg/L，BOD≤10mg/L，NH3-N≤10mg/L。

2工艺流程

工艺流程框图见图1。工艺流程简述：汾河河水通过渠宽为B=2m，渠底坡度i=0.01的取水口自流进入平流式沉砂池，经1.5h的重力沉砂处理后进入预处理提升泵站，河水经300QW800-15-55型潜水排污泵提升进入斜管式初沉池，经1.0h的沉淀后自流进入廊道式厌氧池，在HRT=2.0h的时间内，采用水流推进器使河水在厌氧池中缓慢流动，进行厌氧处理；厌氧处理后的出水直接进入预处理的核心设施，即浮动生化池，河水的有效水深控制在4.5m、浮动填料投加量为20%和气水比为2∶1的情况下进行高效的生化处理，活性污泥浓度控制在4500mg/L左右，处理后的出水经斜管式二沉池进行泥水分离，出水经潜流湿地加压泵站二次加压进入潜流湿地，河水经潜流湿地和表流湿地系统进一步处理后重新回到汾河。

3人工湿地在小店区工程设计中的应用

3.1潜流湿地在工程设计中的应用

潜流湿地系统采用复合型构筑湿地，水力停留时间3d，表面有机负荷设计<0.012kg（/m2•d），设计水力负荷<0.4m3（/m2•d）。占地面积约18.6hm2。共分为62组，每组5个单元。依据地形地势进行设置，每个单元平面内尺寸为30m×20m。各单元尺寸与结构基本一致，各单元四周240mm砖墙护围，单元深度1.3m。湿地由湿地防渗膜、湿地植物、集配水系统及导膜管构成。自下而上各层的分布：防渗层、导淤层、填料层、种植层。

3.2表流湿地在工程设计中的应用

每5个单元潜流湿地出水对应一个表流湿地单元，每个表流湿地分3个梯度，每梯度下降50mm，进一步通过植物根系吸收、表面流自净等功能去除污染物，达到最终设计出水水质。表流湿地设计分为62组，每组约0.9hm2，表流湿地总面积55.8hm2，表面有机负荷设计<0.001kg（/m2•d）。

3.3景观表流湿地在工程设计中的应用

在汾河小店桥北380m，南320m，宽约160m的左岸滩地设一景观湿地，利用处理后的水形成较大的水面，水岸边界地上种植如荷花、香蒲、芦苇、菖蒲、泽泻等水生植物。并设防腐木栈道，亲水平台、园路等亲水设施。

工程设计中的注意事项

1实现湿地内部配水均匀性

沿河岸输水主干管采用钢管，湿地内所有配水管道均采用U-PVC给水管管材，耐压等级为P≥0.4Mpa，垂直下方各45度角对称穿孔，孔径φ12mm，间距300~500mm不等。由配水主干管将污水引入各湿地单元，布水方式为穿孔管向填料层布水。

2填料选择与级配的合理性

填料用量大，宜当地取材。在太原50km外的山有绿岩石，采用绿岩石经破碎后筛分，按不同规格进行湿地填料级配，防渗膜以上填料级配依次为：亚黏土100mm；80~120mm粒径300mm厚；50~80mm粒径100mm厚；30~50mm粒径100mm厚；10~30mm粒径100mm厚；粗砂层100mm厚。填料顶层为200mm厚种植土。

3湿地防渗措施的安全性

为防止污染地下水，工程采用防渗措施，首先在原土基础上（整平后的设计底面）夯实，需达到压强12t/m2，然后在湿地底部夯实黏土上及四周均铺设一层高密度聚乙烯（HDPE）膜，本设计选用1200g/m2HDPE膜。

4湿地植物配置的多样性

从北方湿地植物的生长状况、环境适应性、抗病虫害能力以及群落配置、合理布局与景观美学等方面选择适宜的湿地植物种类。芦苇、茭白、香蒲、草、泽泻、凤眼莲等植物具有年生长期长，生物量大，对高温恶劣环境适应性强等特点，合理配置使湿地植物种类丰富。

5防止湿地内部堵塞措施的相关性

对于填料层防堵的问题，需要考虑湿地处理系统各单元间的关联性，可采取以下措施：一是工艺前端采用预处理工艺，降低污水的悬浮物含量，控制进入湿地的COD；二是通过选择合适的基质粒径及级配，控制孔隙率，基质粒径及级配的选择应在保证净化效果和防止堵塞两者之间选择一个平衡点；三是在导淤层设置倒膜管，定期排放湿地内脱落的生物膜，防止填料层淤堵。

结语

通过对该段流域实施湿地建设工程，将形成由不同规模、错落有致的湿地构成的具有自我修复功能的湿地生态系统，削减入河污染负荷，增强水体自净能力，同时发挥其水源涵养、调洪蓄洪、气候调节、生物多样性维持、景观多样性营建等多重作用，为野生动植物提供良好的生存环境。