贵州草海鸭子塘入湖河口湿地修复工程

张芸（国家林业和草原局林产工业规划设计院，北京100010）

草海位于云贵高原乌蒙山区的威宁彝族回族苗族自治县县城西南侧，湖区面积23.25 km2，水域面积20.98 km2，平均水深2 ～3 m。草海湿地由水域、沼泽、草甸以及丰富的水生动植物种类和较高生产力的水生生物群落组成，是一个完整的高原湿地生态系统，是我国亚热带高原湿地生态系统的典型代表。在我国为数不多的亚热带高原湿地生态系统中，其特殊的湿地生态系统服务功能使草海成为黔西北乃至云贵高原的“高原之肾”和云贵高原的水汽储藏库，也是我国特有高原鹤类、国家Ⅰ级保护动物——黑颈鹤(Grus nigricollis)及其它珍稀禽类的重要越冬地。1985 年，由贵州省人民政府批准建立草海省级自然保护区；1992 年，经国务院批准晋升为国家级自然保护区，并成为我国第一批生物圈保护区网络成员，是我国重要的保护湿地之一。

草海湿地生态修复是国务院督办整改的典型案例。近年来受人口、环境压力影响，湿地退化加剧、污染问题突出、生物多样性遭受严重破坏，生态环境日益恶化，加强草海湿地生态环境治理工作刻不容缓。2012 年1 月，国务院专门批示，要求贵州加强草海等湖泊环境保护和综合防治工作。2015 年9月编制完成《贵州草海高原喀斯特湖泊生态保护与综合治理规划》，并于2015 年11 月经国家发改委正式批准通过。草海湿地是区域生态及经济可持续发展的物质基础和重要保障(徐婷, 2015)，草海鸭子塘入湖河口湿地修复工程是草海湿地保护的重要举措。

1 鸭子塘湿地环境现状

草海鸭子塘入湖河口湿地修复工程为草海湿地保护修复系列工程之一，位于草海国家级自然保护区实验区内，东部为入湖口区域。大中河为入湖口区域汇入草海最大的河道之一，大中河汇入草海注水量达总注水量的1/5，大中河河道流域的生态环境及水质状况对草海保护区的生态环境保护及治理至关重要。由于草海紧邻威宁县城，周边人口多，活动频繁，人口与环境的矛盾一直没有得到妥善解决，生态环境恶化，出现了城进湖退、人进鸟退的现象，湿地生境遭到破坏。

1.1 农田侵占湿地，湿地面积骤减

大中河周边耕地多为农民承包地，主要种植蔬菜和土豆。鸭子塘区域的湿地被侵占，造成入河口湿地面积大量缩减，湿地承载的生态功能也随之消失。

1.2 生活污水及面源污染导致水质恶化

草海鸭子塘社区部分区域靠近乡镇居民区，建筑散乱，存在生活垃圾倾倒、农药等农业面源污染现象。项目区大中河流域农业垦殖密度高，耕地所施用的化肥、农药部分顺流而下进入大中河，造成了严重的面源污染，致使流域水体大部分总氮严重超标，水质呈恶化趋势。

1.3 农田侵占林地，造成水土流失

草海鸭子塘南部为山区，境内主要有大中河通过，项目区二标段南部、北部土丘有部分林地开垦为农田，这两处土丘植被覆盖率（20%左右）较低，水土流失情况严重，是大中河雨季含沙量大的主要原因。下游不远处即为草海国家级自然保护区湿地保护工程，上游的植被恢复和生态塘的建设是确保湿地保护工程正常运转的有力举措。

1.4 沟渠堤岸硬化，破坏自然生态链

草海鸭子塘的大中河沟渠堤岸硬化，致使河流与周边流域生态环境割裂，难以形成湿地生境。自然河道存在大量的植物和微生物，具有降解污染有机物的作用。混凝土砌筑的沟渠底部及堤岸破坏了自然河流的生态链，不利于湿地恢复。

2 湿地修复工程目标

通过开展草海湿地保护工程、湿地恢复工程和湿地宣教工程，采取生态塘建设、湿地植被恢复、水土保持林营造等措施，达到恢复湿地，增大水禽栖息地，提高生物多样性，打造水林结合的复合生态系统的目的。开展草海湿地保护的宣教工作，提高周边居民的保护意识，共同参与保护湿地、保护草海的行动，使区域生态系统进入良性循环。

图1 鸭子塘入湖河口湿地修复工程平面布局图Fig.1 The plane layout of Duck pond estuarine wetland restoration project

3 鸭子塘湿地生境恢复策略

3.1 合理的生境恢复措施

采用兼性生态塘作为恢复湿地生境的主要措施( 图1)。这是在氧化塘的基础上做出改进的一种兼性氧化塘，由多个塘串联或并联组成，并种植挺水植物、沉水植物和浮水植物等水生植物，起到生化降污、蓄水、改善生态、扩大草海生态容量等作用，并利用不同水生植物对污染物的干预，实现对水质的改善。

同时，采取类似表流湿地的前端湿地，既能起到表流湿地处理水质、平衡水流的作用，又不需像传统的表流湿地那样进行太多的人工设施和干预，做到与湖面的自然过渡和衔接。在入草海湖河口区域，构建一系列不同地形高程的前端湿地，在前端湿地塑造一系列缓坡，形成水系连通、整体相对平整、局部高程有起伏的地形。

图2 生态塘双层池底设计示意图Fig.2 Schematic diagram of double floor design of ecological pond

3.2 科学的生态塘工程设计

草海具有降水季节分配不均、降水量变幅大的气候特点。降雨主要在5—10 月，其他月份降雨很少，且雨季与旱季降水量相差较大，据资料记载日最大降雨量达201 mm。生态塘的容量既要考虑枯水期断水或水流量很小导致湿地干枯的情况，又要考虑汛期暴雨的冲击。

3.2.1 利用既有设施，维持永久容积 利用河道下游现有水闸设施，维持项目区生态塘的基本水位。在常水位容积确定之后，需要计算暴雨事件对生态塘以及下游河道的影响，使生态塘具有一定的雨水调蓄能力。设计径流流量采用50 年一遇、降雨历时30 min 的暴雨事件来计算，根据贵州毕节地区暴雨强度公式计算降雨强度为173.5 L/(s·hm2)。下游的河道为生态护岸，流量不得超过1.6 m/s，设计河道过水面积约14 m2，可得到下游的设计流量为22.4 m3/s。计算得到的调节容积为52 272 m3，有效深度为0.41 m。第2 个主塘与第1 个主塘连接处为生态护岸，连接处流量不得超过1.6 m/s，计算得到有效深度约0.32 m。根据计算结果设置驳岸高于0.41 m。

3.2.2 设计双层池底，确保枯水期湿地状态 将生态塘的池底设计为双层阶梯式(图2)。降水量少时，水储存于池底第1 阶梯，尽可能确保枯水期生态塘保持湿地状态，减少生态塘蒸发面积；水量充足时，生态塘水位漫过池底第1 阶梯，涨至第2 阶梯，形成更大的水面。通过双层阶梯式池底的设计，尽可能达到汛期与枯水期水量的平衡，适应雨季湿地进水量的变化，发挥对来水的贮存和调蓄作用。

3.2.3 汛期水量验证，控制淹没范围 对汛期水量进行验证核算，把淹没范围控制在可接受的范围内。根据计算，项目区大中河沟道主河道的汇水面积为11.86 km2，50 年一遇的设计洪水流量76.263 m3/s。河道设计宽度10 ～12 m，河道深度0.8 ～1.5 m，河道水深1.5 ～1.8 m。大中河遇有超过设计标准的洪水时，根据防洪沟保护区的重要性，允许洪水溢出护岸漫溢，水面扩展后，水流速度将会减缓，过水时间很短，淹没区域水深很浅（一般不超过30 cm），造成的损害不大，只要采取的措施得当，泄洪造成的淹没损失可以忽略。

3.2.4 搭配乡土植物，融入自然环境 生态塘设计须采取近自然的形式，尽可能与高原湿地现有的垛田肌理相融合。同时，合理设置溢流堰保证生态塘水量的均衡和水体自流，顺地势形成多阶梯、多层级的生态塘。同时，生态塘驳岸全部设计为生态驳岸，采用回归大自然的软质植草斜坡(唐金忠,2016)。采用植物、石、土等自然材料，把水质改善等功能要求与景观功效结合起来，并选用乡土植物，达到与本底环境的融合。采用“岸生植物+湿生植物+沉水植物+挺水植物”的配置方式，通过水生植物的种植延伸到水中，形成回归大自然型式的水生存环境(唐金忠, 2016)。在陆地选择岸生植物进行乔灌草搭配，在河岸及沼泽区域种植湿生植物，在水深30 ～60 cm 的区域种植沉水植物，在水深0 ～30 cm 的区域种植挺水植物，达到生物降污的功能，恢复湿地生境。

通过选择合理的生境恢复措施及生态塘工程的科学设计，达到改善水质，阻缓汛期下泄水量、拦截泥沙等多重目的，并开展融入本底生态环境的植被恢复和湿地生境营造，达到自然性与功能性的结合，最终达到恢复湿地的功能。

4 结语

鸭子塘入湖河口河道流域的生态环境及水质状况对草海保护区的生态环境保护及治理至关重要，项目实施对其余34 个入湖河口湿地恢复的示范意义重大。本项目把扩大湿地面积作为湿地恢复的重点，科学修复湿地的生态功能，把污染治理与湿地恢复结合起来，为湿地生境恢复策略提供新思路。