谷城汉江湿地公园的生态水系规划
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湿地公园
Vol.6 No.1 Mar. 2010
Eco-water System Plan of GuchengHanjiang Wetland Park
谷城汉江湿地公园的
生态水系规划
Administration, Beijing 100714)
摘要 在分析谷城汉江湿地水系现状、水利工程对汉江湿地影响的基础上,对汉江湿地公园的建设进行生态水系规划。通过生态水系的规划,谷城汉江湿地公园中的水资源得到合理布局,重现谷城汉江湿地水陆交错的湿地风貌,为湿地公园功能的全面发挥奠定良好基础。关键词
湿地公园 生态水系 规划
Abstract Based on an analysis of water system in Hanjiang wetland in
Gucheng and impacts of water resource projects on the wetland, anecological water system is planned along with the building of HanjiangWetland Park in Gucheng. Trough the planning, water resources inHanjiang wetland was well arranged. The specific wetland style withinterlocked water and land is reestablished, laying down a firm foundationfor bringing the functions of the wetland park to a full play.Key wordsWetland park,Ecological water system,PlanDOI: 10.3969/j.issn.1673-3290.2010 .01.02
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湿地公园
水是湿地存在的关键因素,是湿地动植物生长不可缺少的物质基础和生命力源泉,因此良好的生态水系规划是湿地公园建设的基本保障。2009年,谷城县人民政府决定在谷城汉江湿地建设国家湿地公园,本文就该湿地公园建设的生态水系进行分析和规划。
1 谷城汉江湿地概况
谷城汉江湿地主体位于汉江河道内,是汉江与其两大支流南河、北河交汇地带,三面环水,西偎谷城县城。地理坐标介于东经111°38′34.06 "~111°42′38.35",北纬32°18′44.61"~32°14′20.10"之间,总面积为2130hm2。谷城县为湖北省襄樊市所辖,地处鄂西北山区,居襄樊市西北边缘,武当山东南麓,十堰之东,汉水中游的西南岸,依南衔北,交通便捷。谷城汉江湿地属北亚热带季风气候区,冬季温和,夏季高温,全年多雨,冬夏风向有明显变化。区域为常绿阔叶混交林自然带,具有雨量充沛,光照充足,四季分明,雨热同季,无霜期长等特点,年均降水800~1200mm,年均气温15.4℃,极端最高温41.4℃,极端最低温-19°C,年日照时数1894.2小时,日照率43%,无霜期234天。
2谷城汉江湿地水系现状
谷城汉江湿地水系可以分为汉
江水系、南河水系、北河水系和北河的故道水系4部分,各水系之间既相互联系,又各具特色。
汉江发源于秦岭南麓,从丹江口进入谷城境内,年经流量589亿m3,径流深357mm,平均流量1710m3/t,最大流量33000 m3/t(1964年),最小流量572 m3/t(1941年)。
南河位于谷城汉江湿地的下游,属汉江中游西南岸的一大支流,总
流域面积6497km2,年径流量25.2亿m3。南河与汉江的交汇处河汊密布、分布有成片沙洲。
北河为汉江支流,发源于房县军店以上的南进沟,常年来水总量1.2亿m3,平均流量14.6m3/t。北河水系曾于1974年进行改道建设,主要原因是为了扩大耕地面积,提高沿岸村庄人均耕地和粮食自给水平,减少洪涝灾害。1974年秋冬开始工程建设,在安岗开挖新河道,封堵老河道,兴建王马套至五姓地汉江堤防。工程于1975年春基本竣工。之后,因1975年11月和1982年7月洪水对堤防的破坏,分别进行了加固施工,护岸护坡,取消引水闸,变成全封闭堵口堤坝。
北河1975年改道后,原有的河道在人为的干扰下,逐步退化,形成故道水系。故道水系由汉江两道堤防和南北二河堤防围堵,形成相对独立的水体,主要通过沙石质底部与汉江进行联通。
3 谷城汉江湿地水系存在的
问题分析
3.1水利工程对谷城汉江的水文
影响
沿汉江和南、北河均有多处水利设施建设,其中沿汉江正在进行的南水北调工程、王蒲州水利枢纽工程和新集电站工程由于距离谷城汉江湿地较近,工程较大,对谷城汉江湿地的影响相应较显著。3.1.1
南水北调工程的影响
国家
南水北调中线工程方案近期将从丹江口年调水150亿m3,远期调水230亿m3,此方案的实施使汉江水位下降1.7m。谷城县境內汉江流量304亿m3,按国家远景规划调水230亿m3计算,调走水量占流量的75%,将来只有25%的水量下泄,而且大多是在洪水季节下泄,枯水期,丹江口以下
将处断流状态。同时在汉江谷城段有丹江口市、老河口市和谷城县县城3个城市向其排放污水,3座城市2000年排污水总量达到1亿t,调水后汉江谷城段水环境质量将由《地面水环境质量标准》Ⅱ类下降到Ⅲ类以下,根本不能直接用于生活饮水和工业生产。3.1.2王甫洲水利枢纽工程的影响
王甫洲水利枢纽位于湖北省老
河口市汉江干流上,老河口市市区下游约3km处,谷城汉江湿地上游,是一个以发电为主,结合航运,兼有灌溉、养殖、旅游等综合效益的大型水利工程。水库正常蓄水位86.23m,相应库容1.495亿m3,校核洪水位89.3m,总库容3.095亿m3。水坝的建设将会致使汉江谷城段水位变化趋于平缓。3.1.3
新集电站工程的影响
新集
电站位于汉江中游河段襄樊区卧龙镇白龙庙村,谷城汉江湿地下游,该电站设计坝顶高程78.7m,正常蓄水位76.23m,校核洪水位77.30m,死水位75.93m,回水长31.7km,库容4.46亿m3。据当地水利部门预测,新集电站蓄水后,汉江、南河水位都会相应抬高,汉江水位预期抬高1m。3.1.4
综合预期影响 谷城汉江
湿地周边水利工程的建设对于湿地内汉江的影响较大,下游蓄水造成水位抬高,上游来水的大量减少造成水的更新速度严重降低,而上游大坝的建设造成汉江的自然水位变化趋于平缓。因此整体来说,随着这些水利工程的实施,谷城汉江将会趋于库塘化,水体流动性减弱,水位变化趋于平缓,且受人为干扰较大。
3.2故道湿地旱化
北河改道以后,历经30年的连
续开发,目前已形成500hm2农田。目前仅余留后湖附近和江户洲东南断续的水体,湿地严重旱化。
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3.3水质出现污染
汉江水系水质优良,汉江丹江
口段水质达到国家Ⅰ级地表水标准,进入襄樊境内后,水质开始下降,但仍能达到国家Ⅱ类地表水的标准。南河上游没有工业,但有生活污水汇入,水质尚可。氨氮含量0.80mg/L,总磷0.142mg/L,属国家Ⅲ类地表水。北河流经谷城县经济开发区和石花镇,存在一定的水体污染。氨氮含量0.69mg/L,总磷0.186mg/L,属国家Ⅲ类地表水。谷城县城市污水目前通过汉江大堤涵闸排放到后湖西侧沟渠后,汇入南河,故道水系水质呈现中北部较好,南部与污水排放沟渠相邻区域水质较差。
4
水系规划
4.1
遵从自然,退让空间
如果将江河比作陆地的动脉,
奔流不息的江水就是传输养料、氧气、排出代谢废弃物的血液。从河流健康的角度来讲,保持动脉的通畅和弹性是维护整个系统健康的必然选择。对于汉江水系和南河水系,自然环境较好,人类干扰较小。对于该水系的规划,遵从自然和退让的原则,为河道留有足够的空间,利于汉江行洪安全。保持河流的自然特征,任由河流在自然状态下发育。
采取的措施主要包括:①谷城汉江湿地内的汉江水域划入生态保育区保护,避免人为干扰;②尽可能地退让河道滩涂,为河道留有足够的空间,利于汉江行洪安全;③避免人为修堤筑坝,随意侵占汉江河道;④拆除在河道滩涂上已经修建的有碍行洪的设施;⑤避免在河道滩涂内修建妨碍行洪的设施。
4.2修闸分流,改造岸线
目前的北河水系是人为改道
后的水系,水量充沛,水灾频繁,且沿河居民和工业较多,人为活动造
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成的污染较大。对于北河水系规划的主要措施包括修闸分流和改造岸线。在北河堤上修建通往故道的分流闸,与故道水系相通。北河汛期时,可通过闸口向滩地内分流部分洪水。非汛期则通过水闸调节故道水量。沿北河河道南岸是拦水大坝,受河水冲刷严重,岸线采取以沙石护坡为主,加固堤防。部分景观节点附近设计高差驳岸,便于游人活动和亲近水面。北岸有一些坡度缓和的沙洲和滩地,驳岸设计采用自然形态驳岸,从驳岸到水域种植一定的芦苇,搭配适生的观赏性植物,提高景观效果的同时实现对岸线的进一步固着。
4.3贯通水系,重建水体
北河故道水系是谷城汉江湿
地公园建设的重点,包括水系贯通、恢复和重建水体以及岸线设计。通过水系贯通和水体重建工程,实现整个谷城汉江湿地内河网密布的格局和水体自然流动的效果,达到湿地恢复的目的,同时兼具湿地游憩的功能。4.3.1
贯通水系 除在北河堤上
修建涵闸外,在汉江外堤上修建涵闸,与现有江户洲东南部水体进行沟通,同时扩大南河堤涵闸洞口。将故道中残留的水体,通过开挖沟渠和池塘的方式,将北河、汉江、南河和故道水系进行全部贯通,形成水系自北部北河闸口、东北部汉江闸口流入故道,在南部闸口流入南河。4.3.2
恢复和重建水体
在故道水
系已经旱化的滩地上依照地形的起伏,在洼地开挖水道,水道深0.5~2.5m,宽度3~10m。在水道两侧,新造形状不规整、大小不均匀、与其连通的水塘。水道、水沟和水塘基底均呈缓坡由浅变深,以利水生生物附着、生长。
4.3.3岸线设计在岸线的设计上,
根据地形地势的现状,营造河流自然的弯曲和岸线,避免横平竖直的灌排渠式结构。驳岸的设计上,静水湖缘、河岸采用自然驳岸的设计,流动性强的河流和承担水上游览线路的河道在驳岸设计时,需增加石垫层以防止水流冲刷侵蚀,表层作自然石压顶,并自然布置于驳岸。在部分景观节点和平台附近设计缓坡驳岸和高差驳岸,便于游人活动和亲近水面。
4.4开展净化水质工程建设
湿地净化水质工程利用生态
系统中物种共生、物质循环再生原理,结构与功能协调原则,在促进废水中污染物质良性循环的前提下,充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益,是一种同时具有环境效益、经济效益及社会效益的废水处理技术,具有基建和运行费用低,出水水质好、对氮、磷等营养物质去除能力强、维护管理简便、耐冲击负荷强、能耗少、适于处理间歇排放的污水和具有美学价值等优点。
根据谷城汉江湿地水质现状,拟在故道水系中建立两处污水净化工程和非点源污染缓冲带。4.4.1
湿地水质净化展示工程
湿
地水质净化展示将强调水质净化的完整过程,并在一系列净化过程中凸显湿地净化水源的诸多优点。该工程位于谷城县生活污水排污口下游。排污渠道两侧水体受污水影响较大,水质明显差于上游水体,目前该排污口下游正在修建污水处理厂,预期2009年9月30日竣工投入试运营,远期日处理污水8万t,基本满足县城污水处理的需要。
结合污水处理厂的建设,本区湿地净化水质工程分成上下两个区。上部区域位于污水处理厂的上
湿地公园
游,对城市污水进行部分分流处理,并与未经湿地处理的水流进行对比,增加湿地净化水质的直观效果。下部区域处于污水处理厂的下游,对污水处理厂处理后的部分污水进行再净化,水体经过净化后最终流入生态保育区的南河。
值的耐水性草本、木本植物(如芦苇、香蒲等)。在设计湿地处理系统时,应尽可能增加水流在其中的曲折性,以增加该系统的稳定性和处理能力。在实际设计中,往往将湿地多级串联或附加一些预处理、后处理构筑物构成处理系统。梯级湿
地中种植湿地植物,植物根系可对污水中的营养物质进行吸收、富集,而根区附近丰
的需要。4.4.3
非点源污染湿地缓冲带
谷城汉江湿地分布着大量村庄、农田,由于生产方式陈旧落后,化肥、农药的过量使用及土地利用方式的不合理,暴雨径流后大量的N、P及其它营养物质、农药、碎石和泥沙等随着地表径流进入湖中,引起水体富营养化和泥沙淤积。
该污染源的特点是:径流交叉污染现象普遍存在;污染物以溶解态和颗粒态存在于径流中;径流是污染物迁移载体,控制径流,则控制污染。因此,该区内选择周边低洼耕地改造成人工湿地(非点源污染湿地缓冲带),利用缓冲带拦截暴雨径流,通过物理、化学以及生物过程使径流中污染物得到净化的工程措施。其工艺流程如图2
。
图1规划区城市污水处理流程图
富的微生物群落
湿地净化水质系统包括预处理系统和净化池。预处理系统包括格栅格网、沉砂池、调节池、沉淀池、厌氧硝化池等,目的在于去除大颗粒固体,减少有机负荷,沉淀的泥沙经常抽出运出系统处理。净化池由一系列水平高差由高到低的台地组成,池内填有特殊的填料,在填料上种植特定的湿地植物,当污水在重力作用下依次通过阶梯式植物池,污染物质和营养被植物系统吸收或分解,使水质得到净化。
考虑到规划区土地利用现状、建设成本、去污效率等多因素,湿地处理系统采用表面流湿地系统和潜流湿地系统复合处理系统。4.4.2故道水系进水净化工程 受南水北调工程的影响,汉江水源减少,湿地生境游赏区的水源将主要来自北河。目前北河水质属于Ⅲ类,不能满足景观用水的需要,因此,在北河水闸口附近设立湿地净化水质系统。湿地处理系统可分为3个梯级,一级阶梯上设预处理系统,二级阶梯上设潜流湿地,三级阶梯上设表流湿地。在一定的长宽比和地面有坡度的洼地中,有各种基质(如土壤、砾石等) 混合组成的填料床,并在床体种植各种纳污能力强、成活率高、美观及具有经济价
更可以通过其旺盛的代谢活动将各种营养物质降解、转化。在湿地净化系统的最后,水体中污染物的浓度将会大大降低,重金属和化学营养成分都达到了环境允许的标准,水体可应用于景观和植被灌溉
图2
非点源污染缓冲带纵截面示意图
该工程的特点是:耕地改造后,径流量和土壤流失减少,非点源污染减轻:蓄水横沟中种植湿地植物,减缓径流流速,减少冲刷,降低土壤流失,同时植物吸收部分溶解态N、P等污染物,进而降低污染;导流沟(排水渠)起疏导作用,减少径流对下游地表冲刷作用,减少污染。
的水资源得以合理布局,为湿地公园生态、旅游、文化功能的发挥奠定了良好的基础。
参考文献
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5 结语
谷城汉江湿地水系规划充分体现其作为河流湿地的特点,确保河流湿地生态功能的有效发挥。同时,针对故道湿地旱化的问题、水质污染,结合实地情况,进行相应的水系恢复措施,重现谷城汉江湿地水陆交错的湿地风貌。通过生态水系的规划,谷城汉江湿地公园中
收稿日期: 2009-10-15
作者简介: 张晓云(1974-),女,山东菏泽人,环境科学博士,高级工程师,主要从事湿地保护、工程规划与研究工作。Email: zhangxiaoyun74@yahoo.
com.cn。
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