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桃花江水环境修复技术和工程

花匠小妙招
2024-10-12 21:15

408北京师范大学学报(自然科学版)JournalofBeijingNormalUniversity(NaturalScience)2009-0845(4)

桃花江水环境修复技术和工程*林常婧裴元生王珺(北京师范大学环境学院,100875,北京)摘要针对桂林市桃花江水环境问题,从水文、水质、生态3个层次出发,确立了防洪排涝、污染控制、生态修复技术方案.首先,通过改造堰坝及修建排涝泵站等生态水文恢复措施解决了洪涝灾害问题;其次通过控制市政和工业废水以及非点源污染物为水质改善提供了保障,使桃花江水质从中国5地表水环境质量标准6(GB3838)2002)Ô类提高到了Ó类;最后生态护岸及植被配置技术促进了桃花江流域生态系统的修复,彻底改善了桃花江水环境.关键词防洪排涝;污染控制;生态修复;植物配置

*国家/8630计划资助项目(2003AA601060)通信作者收稿日期:2009-01-0520世纪70年代以来,河流资源大规模的开发利用带来了河流断流、水质恶化、水生生物锐减等生态和环境问题[1-2],人们开始意识到使河流恢复到自然、蜿蜒、可持续状态的重要性,继而出现了流域水环境修复理论和工程实践[3-4].然而如何设计利用工程技术促进河流水环境质量改善,引起了很多工程学家、生态学家激烈的讨论.工程学家能够修建带来较快影响的水利工程,而生态方面的响应周期较长且不确定[5].此外,人们对修复后的期望也不尽相同,有人认为应该恢复其原有的生态系统类型,而有人却觉得只要恢复其功能就可以,如防洪排涝、污染物质去除等[6].因此,建立一套统一的河流水环境质量改善标准日益重要[7-8].20世纪50年代,河流修复主要是改善水质,到20世纪80年代,逐渐集中于小河流修复,而现在许多科学家开始更多的关注研究河流域尺度的修复工程.在早期的一些研究中,增加河流支流、疏浚底泥[9]等措施被大量应用到调节水量,改善水质方面.然而这些并不能在根本上解决问题,人们开始意识到必须控制污染源来改善河流状态,雨污分流、污水集中处理等措施被用来减少河流污染物的排放.当前,水环境修复已经突破了单纯的截污治污模式,上升到水生态系统修复和水环境良性循环的层面上,更强调以生态技术为核心,辅以水利水工等措施[10-11],此外,建立生态护岸[12],河岸绿化带、滨水植被缓冲带[13-15],增加河流蜿蜒性[16]等方法也逐步应用到河流水环境修复中.然而,大多数的工程措施都缺乏清晰目标,而本文着重应用可量化的指标评价桃花江流域水生态环境质量改善效果.1桃花江水环境概况111自然环境桃花江是桂林漓江的主要支流之一,源于桂林市西北灵川县恩磨山及维罗岭,干流长65km,集水面积257km2,多年平均流量1116m3#s-1,流经桂林市区长度1911km,其中主城区段719km.桃花江河道狭窄,迂回曲折,与桂林市东侧的漓江及/四湖0构成桂林的环城水系,使桂林享有东方威尼斯的盛誉.112水灾害问题桃花江从源头到伍仙桥桥段为上游,伍仙桥到胜利桥段为中游,胜利桥到漓江口为下游.桃花江是典型的季节性河流,实测最大流量840m3#s-1,最小流量01637m3#s-1;河床坡降较小,平均在0144%左右,水流缓慢;丰水期河宽50~60m,枯水期河宽10~40m,水深不足014m,河床大部分裸露;江上的31座壅水堰坝使河床纵断面呈梯级状,河道淤泥淤积,严重的影响雨季行洪和枯季保水;上游调蓄水库的库容有限,且缺乏必要的排涝泵站;而且漓江洪水可从象鼻山河口倒灌进桃花江.因此桃花江丰水季节存在严重的洪涝灾害问题,而枯水季节面临严峻的水量短缺问题.113水质问题桃花江上游水质较好,中下游两岸的生活污水、生产废水以及农业面源污水大量排入桃花江(见图1).中游沿江两岸有10个排污口,污水量达33050m3#d-1,化学需氧量(CODCr)排放量为8397kg#d-1,下游共有8个排污口,污水量达2380m3#d-1,CODCr排放量为79018kg#d-1.另外,固体废物和生活垃圾的随意堆放,也对桃花江水环境产生了间接的影响.近年来,桃花江水质基本维持5地表水环境质量标准6(GB3838)2002)Ô~Õ类水体的水平.114水生态问题桃花江中上游河道岸堤基本呈现自然状况,水土流失严重;下游以直立石砌岸堤为主,