苏州生态涵养发展实验区工程...夏湾湿地生态安全缓冲区为例_梁家成.pdf
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1、2023,Vol.43,No.06农业与技术农业工程苏州生态涵养发展实验区工程设计以消夏湾湿地生态安全缓冲区为例以消夏湾湿地生态安全缓冲区为例梁家成 蔡志军 莫建刚 曹盘红(苏州中晟环境修复有限公司,江苏 苏州 215104)摘要:项目通过整合湿地、农田、林地、水网等自然要素,因地制宜在农村生产生活区与河湖生态区之间推进生态安全缓冲区建设,有效拦截并治理农业农村面源污染,削减排入太湖的氮磷负荷,增强生态系统自净能力,提高生态环境承载力,提升生物多样性,为保护太湖水生态构建安全屏障。该项目采用山水林田湖草系统治理思维,以控源加生态净化为重点和核心,实现多功能利用。2021 年 4 月,该项目被全
2、国水污染防治部际协调小组列为农业面源污染防治典型案例。关键词:生态涵养区;生态安全缓冲区;湿地中图分类号:S28文献标识码:ADOI:10.19754/j.nyyjs.20230330013收稿日期:20230117作者简介:梁家成(1989),男,硕士,工程师。研究方向:水资源利用与水污染控制工程。“生态涵养区”一词最早出现在 2005 年,北京市在“十一五”时期第一次打破行政区域,规划形成包括“生态涵养发展区”在内的 4 大城市功能区域1。生态涵养的概念区别于生态保护;生态保护指对自然环境和居住在其中的动、植物群体的保护、保存和恢复;生态涵养在生态保护的基础上还包含对人类利用自然环境的科学
3、管理。概括来说,生态涵养区是落实中央生态文明发展理念,以促进富民就业为核心目标,以加强生态保护、生态修复和生态建设为基本要务,以探索发展生态友好型产业、在生态优良的地方培育“新经济”为主要职能的特殊政策区24。太湖流域水污染治理是国家环保工作的重中之重,2019 年苏州市发布 苏州生态涵养发展实验区规划,苏州吴中区东山镇、金庭镇及周边区域被划定为实验区建设主体范围,意在保护和传承太湖文化,实现太湖流域水环境共治共保。苏州市太湖生态岛条例于 2021 年 8 月 1 日起施行,以立法形式保护太湖岛屿的生态。金庭镇隶属苏州市吴中区,是我国淡水湖泊中最大的岛屿,拥有太湖国家风景名胜区核心景区,其“湖
4、心岛、景中村”的区位特征显著。1项目概况为打造苏州生态涵养发展实验区亮点,农村面源污染治理的示范及长三角一体化水源保护、水环境提升的样板,吴中区金庭镇人民政府规划建设苏州生态涵养发展实验区的重点项目 消夏湾湿地生态安全缓冲区项目。项目规划实施面积 1800hm2,占金庭镇陆域面积的 21%、苏州生态涵养发展实验区总面积的6.3%、太湖总面积的0.7%。项目区域内山林约 900hm2、农田约 500hm2、居住约 190hm2、水体面积约 160hm2、道路及其他约 50hm2。2021 年 4 月,该项目已被全国水污染防治部际协调小组列为农业面源污染防治典型案例。项目分 3 期实施:一期南湾村
5、落区、二期万亩粮田区、三期缥缈汊湾区。本工程设计为一期南湾村落区,主要包括 4 项:在消夏江东岸 14 个雨水排口和分散式污水处理设施对应的低洼区域建设 0.4hm2雨污水截留湿地;在北段改造垂钓鱼塘建设生态塘及强化型垂直流湿地2hm2,在南段石公路与消夏江之间建设强化型垂直流湿地 0.6hm2;沿石公路建设清水回用廊道 1km;在消夏江及太湖入湖口建设 12.5hm2浅滩湿地,见图 1。一期工程投资 8293.75 万元。2现状分析2.1区域面源污染分析项目所在区域,面源污染的来源包括山林施用化肥、农药随雨水径流流失和渗漏,道路雨水径流,分45农业工程农业与技术2023,Vol.43,No.
6、06散的生活污水(粪尿水、洗衣水、厨房水)和生产废水(散户畜禽养殖,菜地施肥)排放,以及水土流失等。面源污染产生的路径和特征如图 2 所示。图 1工程平面布置图图 2面源污染路径图2.2排水渠道及雨水排口分析当地典型的丘陵山丘地貌,决定了雨天的面源污染从山脊线一侧先汇入山林果园中的沟渠,经过半山腰的居民区后汇入排水主渠道,主渠道在经过山脚下石公路下的涵管后进入到山脚下和消夏江边的绿地区域,在项目区域共有 25 个排水渠道。在消夏江东岸,有 14 个雨水排口,在雨天水位上涨时面源污染通过这些排口直接进入消夏江。2.3污水处理设施现状分析项目区域内的污水处理设施合计 6 套,尾水排至消夏江,出水为
7、一级 B 标准。3设计方案3.1工程规模项目一期区域每年总面源水量为220 万 t,包括林地面源(131 万 t)、道路面源(72 万 t)、一体化设施尾水(17万 t)。污染量负荷方面,COD20.8ta1,TN16.5ta1,TP1.74ta1。3.2项目设计思路以控源加生态净化为重点和核心,实现多功能利用,体现山水林田湖草的系统性生态思维。控源是指针对降雨时产生的面源污染,以及一体化设施的雨天溢流及尾水,经过对污染路径、污染负荷等进行建模分析,在入河雨水排口前的低洼区域因地制宜建设科技型雨污水截留湿地,对面源污染进行有效收集,将分散的“多点”集中到“单点”上。生态净化是指集中到“单点”后
8、利用强化型垂直流湿地进行高效处理。生态净化是指利用强化型垂直流湿地高效处理。利用工程化手段对湿地的降解功能进行高效强化和管理,是纯生态无添加的生态处理系统。通过对滤床结构、污染负荷率、生态滤料结构以及自动化联动控制的精准科学设计,弹性处理水质水量波动大、变化快的面源污染,实现可控可测的出水管理,出水水质稳定可靠。多功能利用是打造宜居宜业宜游的发展示范区的重要举措,是生态湿地多功能性的体现。湿地产出的清水可用于山上果林浇灌以及高标准农田回用,同时,清水进入清水回用廊道,潺潺清水自成景观。此外,还可以作为浅滩湿地的清水供给,有助于其更好地恢复生物多样性。3.3技术思路本项目分为北段和南段 2 大部
9、分,根据现状情况采取不同的技术思路。3.3.1北段现状雨水排口收集的各类农村面源来水(包括一体化设施雨天溢流及尾水)集中到雨污水截留湿地,然后通过导流渠道重力自流至生态缓冲塘,生态缓冲塘重力配水至强化型垂直流湿地,处理后清水自流进入清水池,在清水池安装提升泵站,将清水提升回用至清水回用廊道;清水回用廊道出水进入浅滩湿地,再进入消夏江。北段的工艺流程如图 3 所示。3.3.2南段入湖口雨水排口以及明月湾一体化设施尾水的农村面源来水通过管道收集后,提升至强化型垂直流湿552023,Vol.43,No.06农业与技术农业工程地,处理后出水自流进入清水泵站,提升至南段在建清水回用廊道进行回用,清水回用
10、廊道出水进入浅滩湿地,再进入消夏江。图 3北段工艺流程图图 4南段工艺流程图3.4设计目标本项目通过建设生态湿地,解决沿太湖地区的面源污染问题,削减入太湖氮磷负荷,改善太湖水环境质量。经过生态湿地处理后湿地出水水质指标如表 1所示。表 1设计出水水质名称CODCrNH3NTNTP出水/(mgL1)201.03.00.23.5总平面布置3.5.1项目北段现状垂钓鱼塘及周边可用地面积较大,集中布置面源污水强化型垂直流湿地、生态缓冲塘、清水池等内容,其中强化型垂直流湿地单元围绕生态缓冲塘布置,便于从生态缓冲塘重力进水;清水池布置在各湿地单元的中心位置,便于收集各单元出水。此外,该区域配套建设 2 处
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