史晓涛,邱征,张琼,卫邦齐

(安徽省交通航务工程有限公司,安徽 合肥 230000)

1 引言

近年来,随着城市建设的快速发展,城市河流流域内水土流失严重,使河道内细颗粒沉积物量增大,填充粗颗粒有机物间的天然缝隙,使底栖动物等生物生境丧失。同时城市河流原有水流条件单一,河道内缺乏一定的深水区、浅滩区等适应不同动植物生存的多样化生境。城市河流存在底质粒径组成单一,生境均一化、低质量等问题,造成河流对污水的净化能力急剧减弱,污水在未能由河流自身充分净化后就排入湖泊或渗入地下,对生态环境造成污染。因此,开展河流湿地修复是一项重要的环境保护手段。作为一项新的污水处理技术,人工湿地治理污水水质的主要机理是采用湿地系统中的生物、化学以及物理三个方面协同作用来起到净化效果,使水环境质量得以改善,从而达到对污水的生态化治理。相比于以往的废水治理工艺技术,人工湿地废水治理工艺具有较低的能耗、稳定的出水水质、较低的投资、较强的抗冲击负荷以及较低的运行费用等特点。在流域湿地开展生态修复,将污水治理与生态环境修复相结合,在高效治理污水的同时对环境进行美化,形成了生态景观带,既带来了环境效益又具有经济效益[1]。

2 工艺原理

多田活水链湿地生境重构施工关键技术,清淤是恢复湿地生境的重要工程,是恢复湿地生态系统防洪、调蓄能力的第一步。通过清淤可以有效地改善湿地环境,为后期修复奠定基础。水文条件的改善是湿地建设的关键节点。因此,通过对湿地进行水文恢复技术的研究,可为湿地生境修复提供支撑。多田活水链湿地水质净化施工关键技术,基质是人工湿地重要的组成部分,关系着湿地的净化能力和使用寿命,通过种植吸污能力强、耐受性好的水生植物,利用植物的生物吸收作用、植物与藻类的竞争作用,达到污水净化的目的。通过安置水生动物避险场所,可为水生动物提供安全保障,进而为调整水生动物群落结构、调整水生系统的食物网结构奠定基础。可以更好地利用生物间的取食关系达到控制藻类和其他浮游植物繁殖的目的,引导该区域湿地生态系统尽快进入良性循环。城市内河入湖口湿地陆地植被构建技术,通过对陆地进行植被优化配置,可以强化进出水河道滨水岸线林廊的构建,恢复适于鸟类、小型哺乳动物、两栖爬行类动物、底栖及昆虫栖息、繁衍、迁徙的生物走廊;利用较大的空地区域,恢复生态林地斑块,丰富区域生境多样性。由于生态湿地具备涵养水体、保护生态系统稳定的作用,在护岸结构选择上不宜采用隔绝水流通道的混凝土结构,注重利用植物等材质来达到稳定护坡的目的。植物种植以林植、群植、片植等自然式种植方式为主,具体施工过程中采用“树群均匀布局+临窗预留+随机式散点种植”的近自然生态林地模式。为了使种植的植被长得更好、更美,达到预期的提高湿地生境多样性的效果,需要对植被进行养护管理工作。根据植被生物学特性和生长发育规律,并结合特定环境条件,制定一套科学合理的养护管理技术[2-3]。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 湿地构建

3.1.1 湿地平整与地形塑造

①湿地平整

根据地形分区域分层开展表土清挖。挖掘机进行表土浅挖,推土机集料,挖掘机装车,自卸汽车运土到弃土区堆放,同时设置排水设施组织排水。

②地形塑造

地形放线前,要确定好零点及相应的参考点,在相应的参考点钉上木桩,确保在后期施工中不丢失;地形应按图施工,在两条等高线之间应该平滑过渡,不得将地形修整成平地,影响排水;图中所标注的标高为土方沉降后的完成标高;土方回填应符合相关规范要求,回填土应碾压夯实、密实度达到92%。

3.1.2 各块多田活水链湿地表土堆岛

鱼塘内淤泥需要清除,堆成小岛,同时在小岛周边填方密实度较高的土壤,防止小岛崩塌再次污染水质。

3.1.3 各块多田活水链湿地基质铺设

在湿地单元的分割当中,建设一些渗滤堰,在提高水位的同时,增加微生物的含量。渗滤堰在施工时,渗滤堰中的砾石等须冲洗干净,防止有泥土混入,堵塞渗滤堰。

在湿地底部,通过铺设由沸石及黄砂组成的基质,为微生物提供载体。田间铺路,用于基质运输。基质由沸石、黄沙两种材料进行3:5混合后平铺在湿地表面,后旋耕深度在10-20cm。其中,沸石粒径小于3mm,黄沙为中粗砂。基质等应冲洗干净,防止有外源污染物混入。基质等入水后,不应产生有毒、有害成分[4]。

3.1.4 多田活水链湿地水生植物种植与管理

合理配置以确保水生植物根苗的优质及优美的生态园林景观效果,水生植物为芦苇、香蒲、睡莲、荷花、沉水植物等。

水生植物根苗的选择优选根系发达的根苗,同时采取保护措施保证根系完整,确保运输过程中根苗安全。合理统筹起苗与栽苗时间,按照随起随运随栽的原则进行操作,起苗前48小时内适当浇水,软化土壤以避免起苗时伤害根系。

根苗装车运输时轻拿轻放,不损伤根苗和根系。运输带土球的小型苗木时用绳网兜土球。根苗抵达现场后及时栽植,裸根苗必须当天种植。起苗开始暴露时间不宜过长,当日不能种植需在根部喷水进行养护。

3.2 生态进出水渠建设

除满足各湿地净化区域进水、出水的需求外,还应通过模拟自然界河流的固有特征,提高河流湿地生境的空间异质性,力求恢复河流的弯曲性、过水断面的多样性,构建近自然生态驳岸和高质量的生物栖息地。

3.2.1 进出水渠整形、改造

在生态进出水支渠地形改造的施工中,结合场地现状具体条件,构建多处深潭、浅滩、树岛、森林沼泽、灌丛沼泽以及砾石滩等不同水深状态的生境空间,丰富湿地生境多样性。滨岸带以1:3~1:5的自然生态缓坡为主,避免使用硬质化驳岸。并在滨水区域根据不同湿地植物对水深需求的不同,种植具有一定水体净化功能的挺水植物、浮叶植物、沉水植物,恢复多梯度的湿地植物多样性。

地形改造要确定好各边桩点及相应的参考点;整形应按设计施工,在两条等高线之间应该平滑过渡,不得将地形修整成平地,影响排水;图中所标注的标高为土方沉降后的完成标高;土方回填应符合相关规范要求,回填土应碾压夯实、密实度达到92%。

3.2.2 进出水渠底部处理

为保证河道在提高水位的同时,增加微生物的含量,加强水质净化的能力,同时,减少初期河道施工完成时,河道底部泥土再悬浮的可能,需在河道底部铺设砾石,砾石规格为直径10-30mm,铺设厚度为10cm。河床基质铺设的砾石规格为3-5mm,全河床铺设厚度为5cm。

采用反铲方式对河道底部进行布料操作,人工辅助摊铺砾料,表面采用方钢作刮板自上而下进行整平。

砾料垫层表面平整度控制应满足不大于10mm/2m。发现凹坑及时补料,发现凸点,及时人工清除。将高程偏差控制在20mm以内。

3.2.3 进出水渠藻类投放及培育

进水河道内需按设计要求定期投放藻类用于改善水质,主要投放藻类有硅藻、小球藻,藻类投放密度为1-2*106/L。配置不同高度、不同形态的植物。

3.3 水生动物避险场建设

在水生动物田中,堆放一些六角预制块,为水生动物避险提供场所。六角预制块入水后,不应产生有毒、有害成分。六角预制块应用无沙混凝土浇筑,应符合图纸设计时规定的类型和标准,部件外观形貌清晰、线条较为直顺、不可存在裂纹;表面平整、无蜂窝、颜色一致。混凝土六角预制块安置是否符合标准要对铺砌面以及底脚、坡顶线做重点把控。安置中保持底脚、坡顶线的直顺以及平整的铺砌面,对水生动物避险场所的外观质量较为重要。六角预制块铺设应按照设计要求从下往上堆筑,堆砌必须平整紧密。

通过安置水生动物避险场所,可为水生动物提供安全保障,进而为调整水生动物群落结构、调整水生系统的食物网结构奠定基础。能够较好地利用自然生态系统中的食物链捕食关系来控制湿地中藻类以及其他浮游植物的大量生长繁殖,指引该地区构建的人工湿地污水净化系统健康运行[4]。

3.4 陆地植被恢复

陆地植被恢复主要为乔灌木及地被植物。为避免地表雨水径流冲刷,将土壤中营养元素和污染物带入进出水河道和活水链水体净化湿地,导致水质下降和水体浑浊度升高。

栽种树木要掌握适宜的深度。将松土填入树穴至适当高处后放入要移栽的树木,带土球的树木覆土深度应与原土球表面保持一致。矫正树干后将细土填入树穴,分层添加细土并依次夯实,使树根与泥土紧密结合。填土与周围的地面齐平后,在树木的周围做环形围堤,大小与树冠相同,以便向树穴内浇水,有利于根系的吸水。

4 总结

应用多田活水链湿地生境重构技术,可以有效地恢复湿地生态系统防洪、调蓄能力,为湿地生境修复提供支撑。

应用多田活水链湿地水质净化施工关键技术,进行土壤改良、湿地植物净化、水生动物避险安置场所施工,提高湿地的水质净化能力,利用植物的生物吸收作用、植物与藻类的竞争作用,可有效达到去污净化的目的,为水生动物提供安全保障,进而为调整水生动物群落结构、调整水生系统的食物网结构奠定基础。

应用城市内河入湖口湿地陆地植被构建技术,强化进出水河道滨水岸线林廊的构建,恢复生物走廊,丰富区域生境多样性,采用“树群均匀布局+临窗预留+随机式散点种植”的近自然生态林地模式,可有效提高湿地生境多样性[5]。