南四湖人工湿地建设与管理

南四湖人工湿地建设与管理
刘继凯;马慧
【摘要】采用生态滞留塘+多级表面流湿地系统的工艺方案建设南四湖人工湿地,
使出水水质基本达到<地表水环境质量标准>Ⅲ类水质要求.利用人工湿地的生态经济价值,采取市场化运营的模式,探索"以湿养湿,以收养管"的管理机制,使南四湖人工湿地既能保障南水北调安全顺利进行,又能自身循环发展,取得"保水创收"的双赢效果.
【期刊名称】《湿地科学与管理》
【年(卷),期】2010(006)002
【总页数】3页(P37-39)
【关键词】湿地;参数;建设;管理
【作者】刘继凯;马慧
【作者单位】山东省南四湖东平湖环境管理委员会办公室,济宁,272000;济宁市南
四湖人工湿地管理处,济宁,272000
【正文语种】中文
南水北调东线工程2013年将正式通水运行，届时作为南水北调东线工程重要输水通道和调蓄湖泊的南四湖水质必须满足国家《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准要求。

近年来，随着国家对环保的重视，以及人们环境保护的意识提高，主要入湖河流和湖泊本身水质改善幅度较大，但距离Ⅲ类水质目标要求还有很大的差距。

通过对工
业污染源的深度治理，使所有工业源、污水处理厂达标排放，实现水质改善的潜力已经不大，必须进一步从削减面源负荷，提高自然净化能力方面寻求突破。

从发达国家的经验来看，开展人工湿地水质净化工程，恢复河流、湖泊流域的天然生态，可以有效地削减面源污染、改善水质。

我国在“七五”期间开始人工湿地研究，并在湿地保护和建设人工湿地方面取得了一些成绩。

但关于人工湿地的管理模式，在国内还没有成熟的经验。

南四湖人工湿地管理模式的研究，是南水北调东线工程水质控制的一项关键性内容，不仅对保证南四湖人工湿地长期、有效、科学地运行有重要意义，而且将产生巨大的社会效益、环境效益和经济效益。

根据南四湖人工湿地的特点，采取市场化运营的模式，即建立“以湿养湿，以收养管”的管理机制，使南四湖人工湿地既能保障南水北调安全顺利进行，又能自身循环发展，取得“保水创收”的双赢效果。

作为在中国北方第一个大面积、大范围的湖泊湿地工程，南四湖人工湿地修复与建设工程具有很高的科研和教育价值，不但可以提高当地居民和游客的环境保护意识，而且，可以为中国北方湖泊的湿地修复提供有益的经验和借鉴。

1.究方法
利用“人工湿地中试工程”研究芦苇、芦竹、蒲草等湿地植物对COD、TP、
NH3-N的降解率。

通过人工湿地试点区域生态修复前后的物种丰富度对比，研究人工湿地系统的经济效益，以保证人工湿地运行质量为前提，通过3年对试点区运行情况的监测，确定了人工湿地系统运行规律。

调查市场湿地作物价值，对农户收入变化进行统计研究，确定人工湿地“以湿养湿，以收养管”的运行管理机制。

2.究结果
2.1.工湿地运行技术参数
通过在南四湖流域建设“湿地中试工程”和在主要入湖河流建设人工湿地水质净化示范工程，为南四湖流域人工湿地的建设探索可靠的技术参数。

2.1.1.工湿地中试工程 2003年，南四湖流域环境管理机构承办了“人工湿地中试工程”的建设和参数探索。

该工程有效湿地床面积为1000m2，分4个湿地床运行，选用的湿地植物是南四湖区易栽植的本地芦苇和香蒲两种挺水植物，试验进水流量10～60 m3/d，湿地床植物密度为70～120株/m2，控制水深0.15、0.30、0.50 m，采用水力停留时间在1～5天。

在采取适当水力负荷、湿地床、进水污染物浓度、水力停留时间等参数的情况下，人工湿地系统可以有效地降解水体主要污染物，水体COD的去除率为30%～50%，TP的去除率为35%～60%，氨氮的去除率为35%～65%（表1）。

表1.四湖人工湿地水体主要污染物COD、TP、NH3-N的降解?
2.1.2.四湖人工湿地示范工程
2005年，在“中试工程”建设和数据探索取得成功后，南四湖流域的第一个人工湿地示范工程——新薛河人工湿地水质净化工程开始建设。

工程采用近自然湿地
对河水进行处理，为了充分利用现有的地形，以现有台田之间的生产路和引河为分界线，将湿地分为5级，串联运行。

新薛河污染河水通过橡胶坝拦截蓄水，然后
经水量计量系统进入引水渠，通过布水渠依次进入生态滞留塘和表面流湿地。

在5级湿地内人工种植湿地植物200hm2，自然修复保护湿地植物133.3hm2，并实
现了湿地挺水植物带、浮叶植物带和沉水植物带的优化配置。

湿地出水经尾端集水渠收集后流入南四湖(图1)。

工程设计水力负荷采取：q1=0.016m3/(m2·d)(夏季)，q2=0.010m3/(m2·d)(冬季)；水力停留时间16天，CODcr去除负荷0.5g/(m2·d),NH3-N去除负荷
0.06g/(m2·d)。

通过南四湖新薛河人工湿地试验工程的建设和运行，在主要污染物CODcr进水浓度不高于40mg/l，NH3-N不高于2mg/l的情况下，采用生态滞留塘+多级表面
流湿地系统的工艺方案，可以使出水基本达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质要求，即CODcr≤20 mg/l（图2）、NH3-N≤1 mg/l（图3），随着工程的稳定运行，水质净化效果还会逐步提高。

2.2.工湿地的效益
2.2.1.态与环境效益随着人工湿地修复与建设工程的建设和运行，将改变原区域植物结构单一，生物多样性低，生态系统服务功能价值较低的现状，湿地生态系统与野生动植物资源得到有效的保护和恢复，湿地生态功能不断提升，物种丰富度明显提高。

通过对已建成新薛河人工湿地水质净化工程的调查，区域植物种类较工程建设前大幅度增加，良好的湿地环境，使湿地成为众多鸟类的栖息和繁殖地。

工程区内鸟类的数量和种类明显增多，经常可以看到成群的水鸟聚集、觅食的景象。

图2.OD去除效果图
图3.氮去除效果图
2.2.2 社会与经济效益在建设人工湿地工程之前，湖区及河道内的大部分河、湖滩地被当地农民开垦为台田，通过单一的农作物种植方式获取一定的经济效益。

但由于水位波动原因，收成无法保证，收入年度变化较大。

人工湿地工程建设之后，农民除了在原有台田上栽种芦竹和优质芦苇以外，台田间和地势低洼的水塘内栽植的菱角、芡实、莲藕等也具有良好的经济价值，农民由此可以获取部分收入。

而且由于湿地植物管理简单，农民还可以节省大量时间从事副业生产，收入也因而明显增加。

湿地优良的生态系统和科普价值，也带来了当地旅游业的发展。

通过对工程区农户的走访调查，农民每667m2的年收入由低于800元增加到1000元以上，且随着工程的稳定运行，管理的日益完善，收入还会稳步提高。

此外，随着人工湿地修复和建设工程的建设运行，南四湖水质将逐步得到改善，流域大面积的湿地景观逐渐形成，随之而来的旅游业将会快速发展。

3.工湿地管理
3.1.分宣传，加强沟通
为使人工湿地建设工作扎实推进，当地政府应强化对工程区域内农民的宣传教育工作。

一是采取多种形式普及生态知识，宣传湿地功能和作用，湿地与当地农民生存和社会发展的关系及保护湿地资源的重要意义，提高农民的湿地保护意识。

对农民进行退耕还湿重要性、必要性、迫切性以及退耕还湿的经济、社会、环境效益等方面的宣传教育。

二是充分与农民沟通协商，制定切合实际的土地利用方式和生态补偿政策，使农民的收入有了保障，消除抵触情绪（彭有轩等，2009）。

3.2.当的经济补偿
由于湿地系统建成初期，湿地植物的长势不稳定，农民的收益存在不稳定性。

为了确保农民收入不受影响，政府可采用提供水生植物种苗和前3年按亩数现金补偿的方式。

3年后，水生植物生长稳定，政府不再补偿。

3.3.学指导
通过评估湖滨带生态系统健康状况，筛选适合用于南四湖湖滨带退化湿地生态修复的植物物种，同时应保证这些先锋植物具备较高的经济价值。

为此，应组织科研机构，对湿地作物的开发利用技术进行探索，筛选兼有较高经济价值和水质净化效果的湿地植物。

在种植期，雇佣有先进种植经验的技术人员对农民进行种植指导，确保以后植物长势。

在科技部门研发湿地作物利用技术的同时，地方政府应积极鼓励农民和当地农民技术员，充分发挥当地手工编织传统优势，加工工艺品技术，利用杞柳、席草等湿地植物编织工艺品。

3.4.入“以湿养湿、以收养管”的市场机制
建设人工湿地水质净化工程，如果单纯由政府出资补贴，将来会成为地方财政一个挥之不去的“包袱”。

要保证人工湿地建设的持续性，必须引入市场机制，变纯粹的“输血”为“造血”，方能保证人工湿地建设的有序推进。

在南四湖人工湿地修复与建设工程中，在原有台田上栽种的芦竹和优质芦苇，两种湿地植物均具有较高
的经济价值，尤其是芦竹可作为造纸原料，市场价格大约在500元/t。

除此之外，在台田间和地势低洼水塘内栽植的菱角、芡实、莲藕等也具有良好的经济价值。

地方政府可通过建立湿地作物转运站的方式，从种植户手中收购湿地作物，对收购的湿地作物进行加工、打捆、转运，在获得一定经济收益的同时也减轻了农民加工转运芦竹的负担。

将销售这些湿地植物带来的利润，用到人工湿地管理与维护需要的费用，达到“以湿养湿、以收养管”的效果。

3.5.立管理机构
为保障人工湿地工程顺利开展及持续推进，政府应建立专门的湿地管理机构。

其职责主要是：做好宣传、土地租赁、承包合同签订、科技支撑、收割转运、加工、协调以及湿地植物最终利用企业等大量工作；建立以租赁、个体承包为主，“公司+基地+承包户”的湿地管理模式和“宏观决策、协调共管、协议约束、兼职管护”的监管机制，让政府、专家、企业和农民共同参与，建立保障各方权利；调动社会各界力量和资金，做好湿地植物资源开发利用及生态旅游等文章，逐步完善符合生态修复规律的湿地资源的开发、加工、利用产业链；组织编制南四湖人工湿地和湿地修复等生态保护工程建设规划；审核、审批、申报南四湖人工湿地和湿地修复工程设计及建设方案，指导协调环南四湖大生态带工程建设；负责人工湿地水质净化及生态修复、湿地技术研发与推广；对建成后的人工湿地工程运行管理进行监督指导。

参考文献
【相关文献】
彭有轩，熊汉锋.2009.湖北省湿地可持续发展对策研究.湿地科学与管理，5(3)：9-11。