佛山一環(huán)的路域水資源保護
2010-10-22 15:02:00 來源:網(wǎng)絡(luò) 編輯:56885 關(guān)注度:摘要:... ...
我國公路交通事業(yè)不斷發(fā)展,各省市區(qū)公路網(wǎng)陸續(xù)形成,跨越敏感水體的公路越來越多,公路路面徑流污染問題也越來越突出。公路對沿線區(qū)域的水體生態(tài)環(huán)境污染十分嚴(yán)重。各種車輛排放尾氣中所攜帶的污染物在路面沉積、汽車輪胎磨損的微粒、車架上粘帶的泥土、車輛制動時散落的污染物及車輛運行工況不佳時泄漏的油料等,都會隨雨水徑流進(jìn)入公路沿線水體,并對這些水域產(chǎn)生相當(dāng)程度的污染。
根據(jù)當(dāng)前公路交通污染問題的特點和趨勢,緊隨當(dāng)前科技發(fā)展的最新形勢,道路路表徑流污染處理工程技術(shù)的研究刻不容緩,不僅可服務(wù)于城市區(qū)域生態(tài)化建設(shè)的需要,也為我國道路交通的可持續(xù)發(fā)展提供現(xiàn)實指導(dǎo)意義。
根據(jù)目前的研究成果,公路路面徑流有必要進(jìn)行處理,其主要污染物是S S(懸浮物)、石油以及其他一些有機污染物。其污染主要特點有:公路路面雨水徑流中的有機污染物及懸浮物濃度不低于典型生活污水的污染物濃度;公路路面雨水徑流中C O D cr (化學(xué)需氧量)、B O D5(生物需氧量)、S S及石油類濃度高于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的限值,而重金屬P b(鉛)及Z n(鋅)的濃度低于限值;
公路路面雨水分布較分散,形不成集中污染源,不會造成很大的污染危害(應(yīng)急事故除外)。
廣東省佛山市一環(huán)路全長100公里,穿越的生態(tài)和環(huán)境敏感點較多,尤其是魚塘人工生態(tài)系統(tǒng)和水源保護地。為了避免道路建設(shè)、運營對周邊環(huán)境的影響以及路面雨污水對水源地水質(zhì)的影響,必須對路面徑流處理系統(tǒng)提出方案設(shè)計。佛山一環(huán)西線10公里至11公里路側(cè)的水源保護區(qū)及魚塘眾多,因此對雨污水的處理效果要求也較高,所以我們選此路段進(jìn)行路面徑流的處理。
植被與人工濕地的組合
根據(jù)國內(nèi)外的研究結(jié)果,目前公路徑流污染控制措施主要有植被(Ve g et ati o ncontrol)、滯留池(Detention pond)、氧化塘(Oxidation pond)、人工濕地(Wetland)和滲濾系統(tǒng)(Infiltration basins)。研究表明,滲濾系統(tǒng)可以有效去除公路路面徑流種的重金屬、S S和其他化學(xué)污染;植草渠道對重金屬,尤其是對離子狀態(tài)的重金屬有很好的截留效果。
佛山地區(qū)降雨量豐富,年降雨量達(dá)到1600毫米至2000毫米。為充分利用雨水,使其最大限度地回灌于地下,并在此之前利用植物對雨水進(jìn)行凈化。路面雨水有一定的污染,尤其是旱季過后的初期雨水,一般情況下S S和C O D兩項指標(biāo)會超標(biāo)較多。以往的研究成果表明,植被不但能有效地控制路面雨水徑流的污染,而且能美化公路周圍的環(huán)境,但是植草對污染物的去除效率主要跟徑流的流速有關(guān),當(dāng)徑流速度較大時,處理效果不好;滯留池、氧化塘與植被控制措施一樣,不但對S S具有良好的去除效果,而且還具有低廉的造價,但是必須考慮其污泥的清理及水力停留時間;人工濕地(特別是潛流式)具有良好的重金屬控制性能,但是卻和滲濾系統(tǒng)一樣,具有易堵塞的缺點。
因此,我們在綜合考慮各種處理措施的優(yōu)缺點之后,提出了植被控制—滯留池—植被控制—人工濕地的組合控制措施。該工藝不但能有效地控制路面雨水徑流的污染,美化公路周圍的環(huán)境,同時也解決了流速與堵塞的問題,具有很好的實用效果。
形態(tài)美,意境更美
人工濕地處理污水最關(guān)鍵的是對水生植物的選擇,當(dāng)前國內(nèi)外研究認(rèn)為大型水生植物比較適宜污水處理。大型水生植物是一個生態(tài)學(xué)范疇上的類群,是不同分類群植物通過長期適應(yīng)水環(huán)境而形成的趨同性適應(yīng)類型,主要包括兩大類:水生維管束植物和高等藻類。水生維管束植物(aquatic vascular plant)具有發(fā)達(dá)的機械組織,植物個體比較高大,通常具有4種生活型:挺水(emergent)、漂浮(free drifting)、浮葉(floating leaved)和沉水(submergent) 。
大型水生植物可通過光合作用將光能轉(zhuǎn)化為有機能,并向周圍的環(huán)境釋放氧氣,在水生生態(tài)系統(tǒng)中處于初級生產(chǎn)者的地位,能夠發(fā)揮多種生態(tài)功能。一般說來,不同的生長環(huán)境,適宜的濕地植物是不同的。但是,所選擇的濕地植物通常應(yīng)具有下列特性:能忍受較大變化范圍內(nèi)的水位、含鹽量、溫度和pH值;在本地適應(yīng)性好的植物,最好是本地的原有植物;被證實對污染物有較好的去除效果;有廣泛用途或經(jīng)濟價值高。
水生植物的應(yīng)用不但極大地豐富了園林的水體景觀,還與水質(zhì)處理系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)保護巧妙地結(jié)合為一體,營造了富有詩情畫意、環(huán)境優(yōu)雅的水生植物景觀,最終在景觀和生態(tài)系統(tǒng)水平上展示其美學(xué)價值。從欣賞植物景觀形態(tài)美到意境美,再進(jìn)到生態(tài)景觀理念的升華,是人與自然和諧的不斷進(jìn)步。佛山一環(huán)中我們采用的主要植物主要有千屈菜、旱傘草和黃花鳶尾等。
短期建成頂級生態(tài)群落
為了反映此項目處理設(shè)計工藝的效果,我們監(jiān)測了佛山一環(huán)的部分排水溝、入河口和河道的水質(zhì)。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)表明:佛山一環(huán)公路路面徑流雨水污染指標(biāo)與《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(G B8978-9 6)Ⅰ級及《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(G B3838-2002)Ⅲ級相比,C O D均超出許多,其他指標(biāo)均低于這兩個標(biāo)準(zhǔn)。可見,路面徑流對地表水體水質(zhì)的影響是很明顯的,對它的處理是十分必要的。
經(jīng)過處理之后,COD處理率高達(dá)73.3%,入河口水質(zhì)對河水水質(zhì)的影響基本可以忽略。
佛山“一環(huán)”生態(tài)公路建設(shè)不僅滿足處理路面徑流的效果,保證了水源的安全,較好的保護了水環(huán)境,達(dá)到了其應(yīng)有的環(huán)境效益。同時,避免了水污染事故的發(fā)生,為公路創(chuàng)造了優(yōu)美的濕地景觀,達(dá)到了應(yīng)有的生態(tài)效果。
佛山一環(huán)水處理的植被控制—滯留池—植被控制—人工濕地的組合控制措施,模仿自然生物群落,在人為的幫助下,短期達(dá)到穩(wěn)定的頂級生態(tài)群落,美化及維持消耗成本最少,系統(tǒng)建成以后人為干擾較少。這個生態(tài)群落橫斷面分階而成條形,植被立體三維配置,縱向長距離的線型地域,同時植被呈現(xiàn)單元性的節(jié)奏變化。地區(qū)間的聯(lián)系紐帶帶來新物種而使生物多樣性組成發(fā)生變化,并且在光、濕、熱條件變化的綜合作用下,引起本地區(qū)生物群落的改觀,促進(jìn)植物和動物群落的各種演替過程,有利于群落的穩(wěn)定。提供視覺美感。
通過佛山一環(huán)的實踐證明,植被控制—滯留池—植被控制—人工濕地的組合控制措施,具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡單、投資省、運行費用低、維持技術(shù)低等特點,既節(jié)約了投資,又達(dá)到了保護飲用水源的效果,還營造了“生態(tài)和諧”的美麗自然景觀,是一種集經(jīng)濟效益、環(huán)境效益及社會效益為一體的生態(tài)式路面徑流處理技術(shù),具有較好的實用和推廣價值。