利用人工湿地改善淮河水质的初步设想——以建设姜唐湖人工湿地为例

杨国钰 李 国 王志宝

利用人工湿地改善淮河水质的初步设想
——以建设姜唐湖人工湿地为例

杨国钰 李 国 王志宝

一、基本情况

沙颍河发源于河南省伏牛山区，跨河南、安徽两省，流经平顶山、漯河、周口、阜阳等四十个市县，于安徽省颍上县沫河口汇入淮河，河道全长620km，其中河南省境内410km，安徽省境内210km。沙颍河流域总面积为36651km2，占正阳关以上集水面积的41.7％。沙颍河上游山区有昭平台、白龟山、孤石滩、白沙等4座大型水库，常庄、尖岗等23座中型水库和大量的小型水库；大型水库控制流域面积4011km2，总库容19.38亿m3，防洪库容8.49亿m3。沙颍河周口以上流域呈扇形，两岸羽状河系发育，支流众多；周口以下、特别是省界以下流域呈带状，少有支流汇入。沙颍河主要的一级支流有8条，从上至下左岸有：北汝河、小颍河、贾鲁河、新运河、新蔡河、黑茨河；右岸有：澧河、汾泉河。沙颍河干流上有周口、槐店、郑埠口、耿楼、阜阳、颍上6个枢纽，其中颍上闸为控制沙颍河进入淮河干流的最后一级控制，颍上闸距离颍河口（颍河入淮河口）36.9km。

淮河干流发源于河南省南部的桐柏县境内，干流全长1000km。淮河干流自源头至临淮岗坝址长454km，处于流域西南部，以山区、丘陵区为主，流经河南信阳、正阳、罗山、息县、淮滨、固始和安徽阜南、颍上、霍邱等市县，临淮岗坝址以上集水面积4.22万km2，占正阳关以上集水面积的48％，较大支流有史灌河和洪汝河，较大的水库有南湾水库、泼河水库、鲇鱼山水库和梅山水库等。

姜唐湖行洪区原为姜家湖和唐垛湖两个行洪区，临淮岗工程的建设使姜家湖和唐垛湖联圩改为姜唐湖行洪区，总面积约为145.95km2，洪水位26.5m进洪，库容7.6亿m3，区内地面高程8.5～22.5m，区内共有耕地11.7万亩，2007年人口10.1万。

淮河正阳关以上沙颍河与淮河干流的集水面积基本相当，姜唐湖位于沙颍河入淮河口处，且有临淮岗工程节制。

二、建设姜唐湖湿地处理沙颍河水的合理性、有效性分析

依据国务院批复的《全国重要江河湖泊水功能区划（2011—2030年）》，淮河干流沙颍河入口处水功能一级区为淮河阜阳六安滁州开发利用区，二级功能区为淮河阜阳六安农业用水区，水质目标为Ⅱ～Ⅲ类水（《地表水环境质量标准》（GB3838 -2002），下同）；沙颍河入淮河口及以上119km，水功能一级区为颍河阜阳开发利用区，二级功能区为颍河阜阳颍上农业用水区，水质目标为Ⅲ～Ⅳ类水。

根据淮河流域水资源保护局《2013年10月～2014年9月淮河流域省界水体水资源质量状况通报》，淮河老坝头、沙颍河界首沙颍河桥水质现状情况见表1。

表1 淮河老坝头、沙颍河界首沙颍河桥现状水质情况表

沙颍河界首沙颍河桥断面控制沙颍河集水面积的88.8％，界首以下沙颍河还流经太和、阜阳、颍上等县市，单位流量的污染负荷很重，综合考虑污染物沿程降解的影响，从偏于安全的角度，以沙颍河界首沙颍河桥断面水质代表沙颍河入淮河口水质进行分析。

由表1可见，淮河老坝头断面2013年10月～2014年12月水质全部达到Ⅱ～Ⅲ类的水质目标要求；沙颍河—界首沙颍河桥断面2013年10月～2014年12月有6个月的水质为Ⅴ～劣Ⅴ类，达不到Ⅲ～Ⅳ类的水质目标要求，离淮河干流该河段Ⅱ～Ⅲ类的水质目标要求差距更大。沙颍河污染的主要污染物为总磷、氨氮、化学需氧量。

人工湿地污水处理技术研究进展情况：获得2014年度国家科技进步二等奖的“农村污水生态处理技术体系与集成示范”成果，其中包括研发出人工湿地除磷脱氮技术、人工湿地防堵塞技术及生态曝气稳定塘技术、污泥和水葫芦生态处理技术等。

人工湿地在淮河流域已有应用情况：《南四湖人工湿地建设示范工程》（《湿地科学与管理》（2012年第04期））就新薛河人工湿地有如下论述：“该工程是济宁建成的第一处人工湿地，分土建工程与种植工程两部分，土建工程由新薛河橡胶坝工程及人工湿地表面流工程组成。目前已人工种植芦竹、莲藕、菱角、芡实等湿地植物200hm2，自然恢复保护当地湖苇、香蒲、苦江草等水生植物133.3hm，示范区已经形成333.3 hm2的人工湿地规模，并实现了湿地内挺水植物带、浮叶植物带和沉水植物带的优化配置，使之成为南四湖东部生态净化水质的一道屏障。目前,新薛河入湖口人工湿地工程运行状况良好,水体中主要污染物去除效果明显,出水水质达到了地表水Ⅲ类标准；示范区内植物种类比生态修复前增加72％,鸟的种类和数量也在不断增加。”

综上所述，淮河正阳关以上沙颍河与淮河干流的来水量基本相当，水质却明显较差，要提高淮河干流沙颍河口以下水质就须处理入淮河的沙颍河水；姜唐湖恰好位于沙颍河入淮河口处，加之沙颍河的污染特性以湿地能较好去除的总磷、氨氮、化学需氧量污染为主，由此可见，建设姜唐湖人工湿地，借以处理以总磷、氨氮、化学需氧量污染为主的沙颍河水是合理的、有效的。

三、设想的实现

建设姜唐湖湿地，由设想变为实际工程的过程中，肯定会有居民生活、耕地占用、生态环境变化等社会、资源、环境方面的问题，需要严谨科学的工程规划、设计论证来解决。

设想姜唐湖湿地建成运行后，沙颍河来水进入姜唐湖湿地，当然若淮河干流遇有污染时，也可以进入姜唐湖湿地，一方面去除污染物质提升水质，另一方面在水量方面还有一定的调蓄作用，同时还不影响姜唐湖既有的行洪功能，对淮河干流的水资源保护与利用无疑是积极的、影响深远的

（作者单位：淮河水资源保护科学研究所 233001 淮河流域水资源保护局 233001 淮委沂沭泗局下级湖水利管理局 221600）