前言
玉環(huán)縣位于浙江省東南沿海，東經(jīng)121°05′－121°32′，北緯28°01′－28°19′，地處溫州和臺州兩個港口城市之間。東瀕東海，南連洞頭洋，西嵌樂清灣，北接溫嶺市。全境由楚門半島、玉環(huán)本島及135個外圍島嶼和海礁組成。境域總面積2279.4平方千米，其中陸地面積（含島嶼面積）377.7平方千米，海域面積1901.73平方千米，是全國12個海島縣之一。現(xiàn)有總?cè)丝?1.8萬，其中外來常住人口17萬。
玉環(huán)地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，瀕臨東海，具有明顯的海洋性氣候特征。常年溫暖濕潤，四季分明，雨量充沛，常年降水一般為1300至1500毫米。但降水季節(jié)不均，多年平均徑流量25424萬立方米，其中地表徑流量20675萬立方米，地下徑流量4749萬立方米；全年水資源總量16017萬立方米，其中地表水13025萬立方米，地下水2992萬立方米；年可供水量4819萬立方米（包括河流、水庫、山塘、地下水在內(nèi)）。但因境域是沿海丘陵地區(qū)，源短流急，河道淺窄，年內(nèi)洪枯變化大，縣境內(nèi)河流多為浦港疏浚而成，依山脈走向，自成水系。一年蓄水總量不到0.3億立方米，人均水資源擁有量僅為全省的四分之一。水資源緊缺狀況突出。然而現(xiàn)狀卻是：由于海島地形缺乏建庫造壩條件，一邊嚴(yán)重缺水，一邊是天上掉下來的、外面流進(jìn)來的3億立方米水因無處可蓄而白白流入大海，形成“有雨澇災(zāi)，無雨旱災(zāi)”的窘境。水資源利用率不高，造成生產(chǎn)、生活用水緊張。是全國水資源供需矛盾最突出的地區(qū)。為解決用水緊缺問題，境內(nèi)上馬了漩門二期蓄淡圍墾工程和里墩水庫等重點(diǎn)水源工程。
漩門二期蓄淡圍墾工程位于樂清灣頂東北段，北、東、南三面為低山殘丘區(qū)，西臨樂清灣，工程圍區(qū)集雨面積166.2km2，壩址以上流域多年平均降水量為1430mm ；水庫圍墾總面積5.6萬畝土地，蓄淡庫區(qū)2.4萬畝，總庫容8312萬m3，正常庫容6410萬m3，多年平均調(diào)節(jié)水量5931萬m3。其容積是玉環(huán)縣現(xiàn)有全縣大小山塘、水庫和河網(wǎng)容積2.4倍，概算投資5.29億元，但近年來，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口膨脹，上游水系由于地表水利用程度不斷提高，河道下泄流量減少，加上城市生活和工業(yè)排污量增加，庫區(qū)上游許多河段水體污染嚴(yán)重。造成水生態(tài)系統(tǒng)破壞，功能退化，蓄淡庫區(qū)富營養(yǎng)化嚴(yán)重，水質(zhì)惡化趨勢日漸顯現(xiàn)，如建成庫區(qū)不能發(fā)揮蓄淡供水功能，不僅制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還將成為當(dāng)?shù)氐闹饕h(huán)境問題，將造成巨大投資浪費(fèi)。因此，蓄淡庫區(qū)富營養(yǎng)化已引起了各級水利部門，各級地方政府的高度重視。由于淺水庫區(qū)水陸界線模糊、水土界面的物質(zhì)、能量交換劇烈,富營養(yǎng)化淺水湖泊生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境的治理具有復(fù)雜性和特殊性，因此，開展湖泊富營養(yǎng)化過程與恢復(fù)途徑及治理技術(shù)的研究（包括沉積物再懸浮與風(fēng)浪的作用、沉積物的特征，與營養(yǎng)鹽循環(huán)、轉(zhuǎn)化、大型水生植物的作用機(jī)理等）。對于湖泊富營養(yǎng)化控治與生態(tài)修復(fù)，有著非常重要的科學(xué)理論意義與實(shí)際應(yīng)用價值。近年來，漩門二期上游城鎮(zhèn)區(qū)域的河段，由于工業(yè)廢水和含磷洗滌劑、人畜糞尿以及其他生活污水大量排放，增加了水中氮、磷等營養(yǎng)成分，造成湖泊內(nèi)水體溶解氧降低，出現(xiàn)水質(zhì)發(fā)黑發(fā)臭，藻類叢生、魚類大量死亡等現(xiàn)象。城鎮(zhèn)水資源、水生態(tài)、水環(huán)境問題日益突出。流經(jīng)城鎮(zhèn)的河段普遍受到污染，城鎮(zhèn)水生態(tài)系統(tǒng)不斷遭到破壞，水的自凈能力和景觀美化功能日漸消失。庫區(qū)水資源開發(fā)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)管理已引起了各級水利部門的高度重視，人工濕地法在漩門二期庫區(qū)水質(zhì)處理中的運(yùn)用研究課題被立為2004年度浙江省水利廳科技計(jì)劃項(xiàng)目。
自然生態(tài)系統(tǒng)是一個整體，由生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者和環(huán)境要素組成，任何一種因素的減少，都會引起生態(tài)系統(tǒng)的失衡。人類要尊重生態(tài)系統(tǒng)的平衡，更要防止由于人類的自身活動破壞這種平衡。一旦出現(xiàn)失衡現(xiàn)象，人類要竭力恢復(fù)這種平衡。水生態(tài)系統(tǒng)也不例外，水必須與水生生物群落共存，水不能從水生態(tài)系統(tǒng)中分割出來。
水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有自我調(diào)控和自我修復(fù)的本能。在長期的進(jìn)化過程中，形成了同種生物種群間、異種生物種群間在數(shù)量上的調(diào)控，保持著一種協(xié)調(diào)關(guān)系。在生物群落與生境之間是一種物質(zhì)、能量的供需與轉(zhuǎn)化關(guān)系，在長期的進(jìn)化過程中也形成了相互間的適應(yīng)。在大型水體中，生物群落與生態(tài)環(huán)境的供需關(guān)系，體現(xiàn)為以水為載體的食物鏈的能量流動。水體自我修復(fù)能力也是淡水生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)控能力的一種。通過自我修復(fù)，在外界干擾條件下，保持水體的潔凈。由于具有這種自我調(diào)控和自我修復(fù)能力，才使淡水生態(tài)系統(tǒng)具有相對的穩(wěn)定性。
水環(huán)境的生態(tài)修復(fù)和污水生態(tài)處理系統(tǒng)就是強(qiáng)化這種水生態(tài)的自我修復(fù)本能，以太陽能為初始能源，通過在受污的水生態(tài)系統(tǒng)中種植水生作物，進(jìn)行微生物、水生動物的養(yǎng)殖，形成人工生態(tài)系統(tǒng)。在太陽能的推動下，通過生態(tài)系統(tǒng)中多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量的逐級傳遞、轉(zhuǎn)化，將進(jìn)入該系統(tǒng)污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化，最后不僅去除了污染物，而且以水生作物，水產(chǎn)如魚、蝦、蟹、等 和水禽如鴨、鵝等 的形式作為資源回收，凈化的污水也作為再生水資源予以回收再用，使污水處理與利用結(jié)合起來。在污水處理的同時實(shí)現(xiàn)污水的無害化和資源化，從而實(shí)現(xiàn)水的良性循環(huán)和水資源的可持續(xù)發(fā)展。生態(tài)方法水體修復(fù)技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：處理效果好，工程造價相對較低，運(yùn)行成本低廉，還可以結(jié)合景觀改善及城市地區(qū)場所休閑建設(shè)。此外，項(xiàng)目實(shí)施后還可帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益，這種技術(shù)在國內(nèi)外都已經(jīng)有一些成功的工程實(shí)例。
上世紀(jì)８０年代初以來，在加速發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過程中，工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活污水排放量大增，造成了嚴(yán)重的水污染。而人口、城鎮(zhèn)的擴(kuò)張使庫區(qū)周圍的生態(tài)系統(tǒng)被破壞了，原有的天然蘆葦和水稻田消失殆盡，更不要說是濕地了，河水失去了自我凈化功能。湖泊河流都有著自己的一套生態(tài)凈化系統(tǒng)，要是遭到破壞，自然恢復(fù)很難。地表徑流、水土流失、固體廢物和村鎮(zhèn)生活污水、農(nóng)田施用化肥、農(nóng)藥形成的農(nóng)田徑流，畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的廢水、廢物，是主要面污染源，而河道和溝渠是污染物的最終途徑，未經(jīng)處理的工業(yè)廢水排放是最重要的點(diǎn)污染源，工業(yè)廢水造成水污染占水污染負(fù)荷50％以上。湖泊、河流、海灣的底部沉積物蓄積著多年來排入的大量污染物，稱為內(nèi)污染源，目前已是水體富營養(yǎng)化形成的重要因素。針對不同的污染源，必須研究、實(shí)施有針對性的有效對策，分述如下。
一 污水廠集中處理
水環(huán)境整治的重點(diǎn)是對污染源的治理與控制，特別是抓好工業(yè)和生活廢水的源頭治理是解決問題的關(guān)鍵。對點(diǎn)污染源一般采用截污管截污，污水廠集中處理。
二 人工濕地
汪部長指出："濕地是地球的腎，水經(jīng)過腎臟，水質(zhì)可以變好。濕地保護(hù)也應(yīng)是我們水利工作的內(nèi)容之一。"人工濕地主要用于小城鎮(zhèn)、村鎮(zhèn)的污水處理。人工濕地為工程筑造的濕地，為保證污水有良好的水力流態(tài)和較大體積的利用率，采用適宜的形狀和尺寸，及進(jìn)水、出水和布水系統(tǒng)。其中種植蘆葦?shù)日由参铩Ｋ饕ㄟ^土壤、微生物、植物所組成的系統(tǒng)對廢水完成一系列凈化過程，既達(dá)到廢水處理的目的，又可利用廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)和水用于農(nóng)業(yè)。人工濕地運(yùn)行簡單，處理效果良好，不僅能去除COD、BOD，而且能除磷脫氮和去除重金屬等；人工濕地也可以用于許多工業(yè)廢水如化工、紙漿、紡織印染、重金屬廢水、化學(xué)試劑等的處理。 也可以推廣應(yīng)用于雨水處理。
人工濕地是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重共同作用來實(shí)現(xiàn)對污水的凈化。其工作原理是：污染物與植物的莖部的接觸靠電化學(xué)作用產(chǎn)生沉淀效果(具有沉降性的有機(jī)物通過沉積和過濾可很快被去除)；植物的根與莖的吸收去除污染物質(zhì)；附著在植物莖部和根部上的微生物的吸附分解作用對水進(jìn)行凈化(系統(tǒng)中可溶性有機(jī)物主要通過微生物的降解而去除)，氮則是通過硝化與反硝化反應(yīng)及水生植物的吸收而被去除，而磷的去除主要靠沉淀、吸附及水生植物的吸收,上述作用使水質(zhì)逐步凈化，富營養(yǎng)化程度逐漸降低，使?jié)竦厮h(huán)境得到改善。
為提高人工濕地的治污效率，近年來生態(tài)床系統(tǒng)發(fā)展很快，人工復(fù)合生態(tài)床系統(tǒng)是在人工濕地的基礎(chǔ)上選擇最佳的植物栽種方式，并在床體內(nèi)部填充多孔的、有較大比表面積的介質(zhì)以改善濕地的水力學(xué)性能，為微生物提供更大的附著面積，同時增強(qiáng)系統(tǒng)對污染物(尤其是氮、磷)的去除能力。有關(guān)資料表明，復(fù)合生態(tài)床中的植物長勢非常良好，在4個月內(nèi)蘆葦、茭白和菖蒲分別由0.4m長高到2.0、2.5和1.2m，而且枝葉繁密，生長速度明顯高于天然環(huán)境中的植株。因?yàn)樗参锒加型ㄟ^水面上的枝葉從大氣中吸收和輸送氧氣的能力，它們把氧氣送到根部的氣體導(dǎo)管，所以與根或莖直接接觸的土壤會呈好氧狀態(tài)，其他部位的土壤則呈厭氧狀態(tài)，這為土壤中各種不同微生物提供了適宜的環(huán)境，從而促進(jìn)污染物的降解；而空白濕地上無植物生長且長期被淹沒，土壤幾乎都呈厭氧狀態(tài)，不利于多種微生物的生長。污水處理系統(tǒng)中的植物被認(rèn)為是一個營養(yǎng)貯存庫，植物吸收營養(yǎng)維持生長和繁殖(這些營養(yǎng)物基本來自污水中的有機(jī)物、氮和磷)，植物生長得越快則污染物減少得越多。人工復(fù)合生態(tài)床作為濕地系統(tǒng)的一種，具有工藝簡單、運(yùn)行管理方便、生態(tài)環(huán)境效益顯著、投資少等優(yōu)點(diǎn)，適合于污水濃度低、流量大的村鎮(zhèn)生活污水的處理。該技術(shù)具有凈化效果好、投資費(fèi)用低。
三 生物穩(wěn)定塘
生物穩(wěn)定塘利用水域的自我凈化能力。按凈化作用機(jī)理分為兼性塘、曝氣塘、好氧塘、厭氧塘和綜合生物塘等。不同類型的穩(wěn)定塘串聯(lián)組成的生物穩(wěn)定塘系統(tǒng)，往往具有更好的處理能力，還可以將出水回用于灌溉農(nóng)田，養(yǎng)殖漁業(yè)等，收到一定的經(jīng)濟(jì)效益。在漩門二期蓄淡圍墾庫區(qū)范圍中，有一些不宜耕作的低價土地或廢棄坑洼池塘，在這種情況下，生物穩(wěn)定塘就成為最具優(yōu)勢的處理方案。
為了提高生物穩(wěn)定塘的處理能力和處理效果，可以在塘中種植一定的水生植物或放養(yǎng)一些水生動物，如浮水植物鳳眼蓮、挺水植物蘆葦?shù)�，種植此類高等水生植物，可以有效地控制出水的藻類，除去水中的有機(jī)毒物及微量重金屬，還可利用收獲的植物而獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益
四 疏挖底泥
底泥是湖泊、河流的底部沉積的內(nèi)污染源，蓄積著大量污染物，包括營養(yǎng)鹽，有機(jī)毒物及重金屬離子，在一定條件下，這些有害物進(jìn)入水體，會加速水體的惡化，是水體富營養(yǎng)化形成的重要因素�？刹捎脵C(jī)械或人工方法挖除。
五 湖濱帶的植被覆蓋率和沉水 挺水植物生物量提高
從岸上延續(xù)到湖水中5０米－100米的范圍內(nèi)種植蘆葦、蓮藕或水草，然后再在約湖濱的岸上栽種香樟樹、美人蕉或是柳樹，同時投放鰱鳙魚等能吃藻類的魚種。湖邊濃密的植物能起到過濾作用，而蘆葦、水草、蓮藕、美人蕉和柳樹的根莖可以很好地吸收消化水中的污染物，魚能控制藻類數(shù)量，使進(jìn)入湖泊的水變得清潔。
綜上所述的幾種措施，人工濕地法是一種在發(fā)達(dá)國家逐漸興起，庫區(qū)內(nèi)尚未開發(fā)實(shí)施，應(yīng)用前景最誘人的方法，故應(yīng)盡快開展人工濕地法在漩門二期蓄淡圍墾庫區(qū)水質(zhì)處理中應(yīng)用項(xiàng)目的研究工作，本科研項(xiàng)目投資源共享185萬元，計(jì)劃分三年實(shí)施（2004-2007），先在漩門二期圍區(qū)內(nèi)，結(jié)合天然地形地貌條件構(gòu)建一個100—200畝的公園式人工濕地，其中人工復(fù)合生態(tài)床系統(tǒng)面積3000M2，對上游的超標(biāo)水體進(jìn)行生態(tài)處理，達(dá)標(biāo)后排入蓄淡庫區(qū)，通過布設(shè)災(zāi)時監(jiān)測系統(tǒng)，對人工濕地處理能力與水溫、水質(zhì)、水力條件、水力停留時間、挺水作物選擇等方面的先導(dǎo)研究，對今后漩門二期庫區(qū)大范圍的生態(tài)治污打下理論基礎(chǔ)，對日后的庫區(qū)治污工作有重要的實(shí)踐指導(dǎo)意義。
總之，修復(fù)被破壞的水生態(tài)系統(tǒng)，使之恢復(fù)自我凈化的功能，必須強(qiáng)調(diào)遵循自然規(guī)律，才能作到人與自然和諧相處，生態(tài)治污實(shí)際是模仿大自然中物質(zhì)循環(huán)過程中的自凈功能，利用水生植物，微生物吸附和分解污水中有害物質(zhì)，使污水由污濁變清亮，從又黑又臭變成為無色無味的過程，它可用于凈化河流、湖泊及家庭生活污水，這項(xiàng)技術(shù)不用化學(xué)藥品，既沒有污染又可降低成本，污水處理效果顯著。如果能結(jié)合計(jì)算機(jī)水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)，將會在漩門二期蓄淡圍墾庫區(qū)大范圍的污水治理和水生態(tài)修復(fù)工程中起關(guān)鍵性的作用。
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