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生态修复技术在邱庄水库水源地保护中的应用

2025-02-14 61 上传者：管理员

摘要：邱庄水库水源地受到来自周边工业排放、农业化肥农药使用、城市生活污水排放等因素的污染，污染物对水质造成威胁。为改善水源，探讨了生态修复技术在邱庄水库水源地保护中的应用，以提高水质和保护生态环境。通过分析物理、化学和生物修复技术的具体应用流程，发现这些技术在改善水质和提升生物多样性方面取得了显著成效。研究结果表明，生态修复技术对于水源地的保护和生态环境的恢复具有重要意义。

关键词：
水源地保护
水资源管理
生态修复技术
生态环境
邱庄水库
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水资源是人类生存和发展的基础,而水源地的保护则直接关系到人类生活以及生态环境的可持续发展｡然而,随着工业化和城市化进程的加快,水源地面临着越来越严重的污染和破坏[1]｡邱庄水库作为河北省唐山市的重要水源地,其水质受到了严重的威胁,急需采取有效的措施进行保护和修复｡生态修复技术作为一种高效环保的水资源管理手段,近年来受到了广泛的关注和应用｡本研究旨在探讨生态修复技术在邱庄水库水源地保护中的应用效果,为保护水资源､改善水质､提升生态环境质量提供科学依据和技术支持,分析不同生态修复技术在邱庄水库水源地的应用效果,包括物理､化学和生物修复技术｡通过对水质改善情况､生态系统恢复情况等方面的评估,总结生态修复技术在水源地保护中的优势和局限性｡

1、邱庄水库水源地生态环境现状

邱庄水库位于河北省唐山市丰润区左家坞镇,距离城区20km,坐落在海河流域蓟运河水系还乡河,坝址以上控制流域面积525km2,是一座具有防洪､城市供水､农业灌溉供水等综合开发利用功能的大型水库工程｡水库现状防洪标准为100年一遇洪水设计,5000年一遇洪水校核,水库汛限水位64.0m(大沽高程,下同),兴利水位66.5m,设计洪水位71.6m,校核洪水位74.32m｡水库总库容2.04亿m3,兴利库容6588万m3,死库容79万m3｡水库保护下游唐山市丰润区39.3万人口､40万亩农田､唐遵铁路20km､京秦铁路21.5km､京沈高速公路24.5km､京哈公路20km､石油管线25km的防洪安全｡设计灌溉面积30万亩,有效灌溉面积23万亩,年供水量30000万m3/a,负责发电设施安全管理,保证来水发电,充分发挥水能效益｡

2、生态修复技术在水源地保护中的应用

2.1物理修复技术

在水源地保护中,生态修复技术的应用对于维护水体生态系统的健康至关重要｡物理修复技术是其中一种有效的方法,其中清水池建设和过滤池建设是常见的手段之一[2]｡

2.1.1清水池建设

清水池用于去除水中杂质和污染物的设施,在水库入水口或水库周边合适位置建设清水池可以有效净化水质,保护水库生态系统的健康[3]｡清水池建设在距离邱庄水库入水口约500m的位置,以最大程度地拦截和过滤进入水库的污染物｡清水池的体积将设计为5000m3,深度为3m,采用混凝土结构建造清水池,确保池体结构牢固､稳定｡清水池的容量将设计为15000m3,以满足处理水量和处理效果要求,具体的设计情况如图1所示｡

在该清水池设计中,设计直径为2m的进水口,引入水库入口水,使水在进入清水池后能够缓慢沉淀,去除悬浮颗粒物和杂质｡设置直径为1.5m的出水口,确保经过清水池处理后的水质达标,可以安全进入水库或进一步处理,出水口的高度将设计为60cm,以确保水质稳定｡根据水质监测数据和清水池使用情况,制定每月清理维护计划｡每年进行2次彻底清理,清除污泥和杂质,保持清水池的正常运行｡

图1清水池建设设计

2.1.2过滤池建设

为进一步提升邱庄水库的水质净化效果,过滤池的建设将成为关键举措之一,过滤池利用过滤介质去除水中的悬浮颗粒物和有机污染物,可以有效提高水质｡过滤池将采用砂､砾石等颗粒较大的介质作为过滤介质,邱庄水库中的过滤介质选择及比例情况具体见表1｡

表1过滤介质选择及比例

表1中的设计可以确保在过滤过程中,水能够依次通过不同大小的介质层,从而实现多级过滤,去除不同大小的悬浮颗粒和有机污染物｡过滤池将分为粗滤层､中等滤层及细滤层3部分,粗滤层的厚度将设计为1m,细滤层的厚度将设计为0.5m,中等滤层的厚度将设计为0.8m,以确保水经过多重过滤后达到净化要求｡过滤介质的选择和比例根据具体的水质分析和过滤要求进行调整,以确保过滤效果最大化｡另外,流速将控制在0.1m/s以下,以确保水在过滤介质中停留的时间足够长,达到充分过滤的效果｡滤池将设有定期清洗的计划,根据使用情况和水质监测数据,每隔3个月进行一次清洗,清除附着在介质上的污染物,保持过滤效果[4-5]｡建造出一个合理､高效的过滤池,可以进一步提高水库的水质净化效果,保护水库周边生态环境的健康｡

2.2化学修复技术

化学修复技术是水源地保护中常用的一种方法,通过投放化学净化剂或构建化学反应沉淀池等方式,对水质进行调控和净化｡

2.2.1投放化学净化剂

在邱庄水库的情况下,投放化学净化剂可以根据水质监测数据和水体污染情况进行精确调控｡根据邱庄水库水质监测数据和水体污染情况选择化学剂,具体情况见表2｡

表2不同水质情况的化学剂选择及投放剂量

在实际应用中,可以根据具体情况进行单一化学剂的投放或者组合使用不同化学剂以增强净化效果｡投放时间安排根据水库水质变化规律和调控目标,推荐在雨季来临前或水库入水口附近有污染源时｡在投放化学净化剂时,必须严格遵守安全操作规程,确保操作人员和环境安全｡使用个人防护装备,如手套､护目镜等,防止化学剂接触皮肤和眼睛,避免化学剂的误食和吸入,确保操作场所通风良好[6]｡化学修复技术将有助于在邱庄水库的水质调控过程中,精确投放化学净化剂,提高水质净化效果,保护水体生态环境｡

2.2.2构建化学反应沉淀池

化学反应沉淀池是利用化学反应原理去除水中污染物的设施,在水库保护中起着重要作用｡通过构建化学反应沉淀池,可以加速水中污染物的沉淀和去除,提高水质净化效果,具体的化学反应沉淀池构建如图2所示｡

根据水质监测数据和处理需求确定,邱庄水库池体长度为20m,宽度为10m,深度为3m｡选用混凝土或玻璃钢等耐腐蚀､结构牢固的材料建造池体,确保长期稳定运行｡根据水质监测数据和处理目标确定,每日投放氯化铁100kg｡选择机械搅拌器将搅拌设备安装在池体底部或侧面,确保能够将化学剂均匀混合在水体中｡每季度对化学反应沉淀池中的沉淀物进行清理,防止沉淀物堆积影响池体正常运行｡将清理出的沉淀物进行固化处理,如加入固化剂后填埋或者进行资源化利用｡通过以上详细数据的考虑和设计,可以确保化学反应沉淀池的建设符合实际情况和处理需求,提高水库水质净化效果,保护水资源和生态环境｡

图2化学反应沉淀池构建

2.3生物修复技术

生物修复技术是利用生物体的生长､代谢和生态功能,促进水体中有机物和无机物的降解､转化和去除,达到提高水质的目的｡种植水生植物和投放水生动物是生物修复技术的两种常用方法｡

2.3.1种植水生植物

种植水生植物是一种有效的生物修复技术,能够利用水生植物的吸收､降解和拦截作用,改善水质､净化水体｡在邱庄水库,可以选择菖蒲､芦苇､鸭跖草等适合当地水质和生态环境的水生植物｡根据邱庄水库水域的地形､水流状况和污染情况,合理布局水生植物的种植区域｡在水库边缘或水流缓慢的地方种植水生植物,可以最大限度地提高其吸收和拦截能力｡控制水生植物的种植密度,确保植物能够充分生长并发挥净化作用,同时避免过密导致竞争和死亡｡建议植物之间的间距为30~50cm,以便保持适当的通风和光照｡定期对水生植物进行管理和养护,包括定期修剪枯叶､除去过多的杂草､适时施肥等｡针对水生植物的生长状况和水质变化,及时调整管理措施,确保植物的健康生长和水质的有效净化,有效利用种植水生植物这一生物修复技术,改善邱庄水库周边水质状况,提高水域生态环境的健康水平｡

2.3.2投放水生动物

投放水生动物是通过引入适合水域生存的水生动物,利用其食物链作用和生态功能,促进水体中有机物和底泥的降解和转化｡在邱庄水库,可以选择淡水贝类､螺类､虾类等适合水域环境和生态食物链的水生动物｡这些动物能够主动或被动地吸食水中的浮游植物､底泥中的有机物等,起到净化水质的作用｡根据水体面积､水质状况和生态平衡等因素,合理确定投放水生动物的数量,建议进行适量投放,避免引起生态系统的不平衡｡选择水库水深较浅､水流缓慢或者水质较差的区域进行投放,以最大限度地发挥水生动物的净化作用｡定期对投放水生动物的生长情况和水质改善效果进行监测和评估,及时调整投放策略｡通过投放适量的水生动物,可以有效促进水体中有机物的降解和水质的净化,提高邱庄水库的水质和生态环境健康水平｡

3、生态修复技术应用的效果评估

生态修复技术的应用效果评估是确保修复方案有效性的重要环节,水质改善是生态修复的核心目标之一,包括物理性质的改善､化学性质的改善以及生物质量的提升,应用效果评估将对这3个方面进行详细描述,并提供相应的数据表格和效果分析｡物理性质的改善主要指水体的透明度､浊度等物理参数的变化｡通过生态修复技术的应用,可以降低水体的浑浊度,提高水体的透明度,具体情况见表3｡

表3物理性质的改善情况

修复前,水体透明度较低,浊度较高,表明水质较差｡经过3个月的生态修复,水体透明度有所提高,浊度下降,表明修复效果初显｡经过半年的生态修复,水体透明度进一步提高,浊度显著下降,表明生态修复效果良好｡化学性质的改善主要指水体中各种化学物质(如溶解氧､氨氮､总磷､总氮等)的含量变化｡通过生态修复技术的应用,可以降低水体中有害物质的浓度,提高水体的化学稳定性,具体情况见表4｡

修复前,水体中溶解氧含量低,氨氮､总磷､总氮等有害物质含量较高,表明水质较差｡经过3个月的生态修复,水体中溶解氧含量有所提高,有害物质含量有所下降,表明修复效果初显｡经过半年的生态修复,水体中溶解氧含量进一步提高,有害物质含量进一步下降,表明生态修复效果良好｡生物质量的提升主要指水体中生物的种类丰富度和数量增加情况｡通过生态修复技术的应用,可以改善水体生物栖息地,促进水生生物的繁衍和生长,具体情况见表5｡

表4化学性质的改善情况

表5生物质量的提升情况

修复前,水体中水生植物和水生动物种类数较少,生物质量相对较低｡经过3个月的生态修复,水生植物和水生动物种类数增加,生物质量得到一定提升｡经过半年的生态修复,水生植物和水生动物种类数进一步增加,生物质量显著提升,表明生态系统逐渐恢复｡

4、结语

通过本研究的探讨和分析,可以发现生态修复技术在邱庄水库水源地保护中具有显著的应用潜力和重要意义｡然而,本研究也存在一些不足,如对不同修复技术的长时间效果缺乏深入研究,技术应用过程中存在的具体问题未能充分解决｡在未来的研究和应用中,需要加强科技创新,提高技术效率,结合当地实际情况制定具体方案｡同时,应加大政策支持力度,促进生态修复技术的广泛推广和应用,确保水源地保护和可持续利用目标的实现｡通过不断完善和优化生态修复技术,为其他类似水源地的保护提供有益借鉴｡

参考文献:

[1]冯妙玲,杨远光,王儒密,等.ESG理念及实践对社会资本参与生态保护修复的启示[J].南方农机,2024,55(9):18-21,42.

[2]刘利云.晋源区河道整治工程生态治理方案研究[J].水利发展研究,2024,24(6):54-58.

[3]尚晓丽,雷海倩,肖芷竣,等.生态旅游赋能矿山修复开发适宜性评价及影响因素[J].中南林业科技大学学报,2024,44(4):180-188.

[4]李虹.辽宁省水利生态环境水网建设规划[J].水利技术监督,2024(4):48-51.

[5]王增钦.深圳市城市水库水源地保护与片区协调发展方式探索[J].水利规划与设计,2021(3):53-56.

[6]黄锦辉,朱党生,史晓新,等.青海省湟水流域水生态保护策略及措施研究[J].水利规划与设计,2023(9):1-4,65

文章来源:王建伟.生态修复技术在邱庄水库水源地保护中的应用[J].水利技术监督,2025,(02):305-308.