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　　３．２人工湿地模式

 

　　３．２．１湿地类型选择按照布水方式的不同，人工湿地可以分为表面流人工湿地和潜流人工湿地（包括水平潜流和垂直潜流）两种。潜流人工湿地是污水在湿地的地表以下流动，可充分利用内部填料、植物根系及其表面生长的生物膜的生物、物理、化学等各类作用的协同作用，其优点是污染负荷和水力负荷承受能力强，不产生异味，处理效果受气候的影响小［１０］，缺点是构造较复杂、投资高、运行管理要求较高。而表面流人工湿地是污水在湿地的土壤表层流动，水中有机物的去除是由植物水下茎秆上的生物膜来完成，而悬浮颗粒物则依靠植物根、茎的截流作用而捕集。其最主要的优点是能够有效去除固体悬浮物，此外还有投资低、运行成本低、管理维护简单等优点，缺点是处理负荷小，夏季可能会孳生蚊蝇，产生异味［１１］。

 

　　鉴于辽宁滨海公路路面径流污染最主要的污染物为固体悬浮物，且总体污染状况相对较轻，公路远离聚居敏感点，不必担心蚊蝇的孳生，公路里程较长管理维护不便，滨海地区地下水位较高，适合建设与滨海湿地最为接近的表面流人工湿地。

 

　　３．２．２几何参数设计人工湿地位于公路两侧，分别收集、处理路面两边径流污水。以１ｋｍ路段为例，路面宽度按１２ｍ计算，则单侧路面汇水面积Ｆ＝０．６ｈｍ２，再由公式③可得到营口市最大暴雨强度ｑ＝２００Ｌ／（ｓ·ｈｍ２），代入公式②即可求得路面径流污水的平均流量Ｑ＝３８８．８ｍ３／ｄ。

 

　　以净化径流主要污染物固体悬浮物为例，初期雨水（前３０ｍｉｎ）径流固体悬浮物平均浓度为２２８ｍｇ／Ｌ，按照相关标准，固体悬浮物的出水浓度应达到７０ｍｇ／Ｌ。根据公式①求得湿地的表面积Ａｓ为１９１．６ｍ２，

 

　　以上计算过程相关参数列于表４。

 

　　人工湿地水深一般不超过０．６ｍ，设计中取平均水深ｈ＝０．５ｍ；为有效去除ＳＳ，目前普遍认为表面流湿地水流速度一般低于１００ｍ／ｄ；令湿地宽度为Ｗ，长度为Ｌ，则Ｑ／（Ｗｈ）≤１００ｍ／ｄ，可得Ｗ≥７．８ｍ；令Ｗ＝８ｍ，则Ｌ＝２４ｍ。ｋ－Ｃ*模型的基本模式见图３。

 

　　３．２．３植物的选择人工湿地宜与道路绿化相结合，就地吸附、降解路面雨水污染物，减少道路交通对环境的危害［１２］。湿地植物的选择在满足净化能力的同时，应以本地植物为主。因此在设计中优先选择芦苇、香蒲、菖蒲、凤眼莲、美人蕉等；此外，也可根据公路各段落的自然条件模拟当地湿地和水域沿岸浅水区的群落类型进行种植，形成挺水、浮水、沉水植物错落有致的人工湿地系统（表５）。

 

　　４结论与讨论

 

　　从辽宁滨海公路路面径流的水质特性与管理维护方面考虑，表面流人工湿地是有效且相对合理的选择；从污染物流出规律上考虑，只要净化初期（３０ｍｉｎ）径流内的污染物，即可实现净化水体的目的，在此基础上，利用人工湿地ｋ－Ｃ*模型计算出所需湿地的面积，并依据相关经验获得辽宁滨海公路人工湿地相关参数，其基本模式为人工湿地位于公路两侧，分别收集、处理路面两边径流污水，以１ｋｍ长路段为一个雨水收集单位，单侧湿地面积１９１．６ｍ２，平均水深０．５ｍ，湿地宽度８ｍ，长度２４ｍ。

 

　　由于无动力要求，本模式不设置雨水调节池，所收集雨水仅依靠重力，直接进入人工湿地系统。由于不同土壤渗滤介质对ＳＳ的去除效果无显著差别［１３］，一般可选用自然土壤加砾石、粗沙或灰渣为基质。为保证进出水通畅，床底设置１％坡度。

 

　　由于辽宁滨海公路跨越不同地理区域，沿线各地区采用的湿地模式应结合当地实际情况进行调整。除径流雨水中主要污染物质有所不同以外，重点是由于降水量的不同而引起的径流污水流量的变化。在遵循上述设计思路的前提下，结合道路周边用地情况，通过调整单个湿地之间的距离（相当于调整路面雨水的收集面积）来调整湿地面积。

 

　　参考文献：

 

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　　［２］肖安．中国最长沿海公路“辽宁滨海大道”正式通车［Ｊ］．筑路机械与施工机械化，２００９（１１）：２．

 

　　［３］柏岩瑛．滨海公路的延伸意义［Ｎ］．辽宁日报，２００６－０３－２７（３）．

 

　　［４］刘伟玲，朱京海，胡远满，等．辽宁滨海公路建设对沿线生态系统的影响［Ｊ］．环境保护科学，２００８，３４（３）：８２－８５．

 

　　［５］郭军，任国玉，李明财．近４７年环渤海地区不同级别降水事件变化［Ｊ］．地理研究，２０１０，２９（１２）：２２７１－２２８０．

 

　　［６］ＧＢ３８３８—２００２，地表水环境质量标准［Ｓ］．

 

　　［７］卢正宇，李华，孔亚平，等．广州绕城高速公路（九江—小塘段）桥面径流生态处理系统设计［Ｊ］．公路，２００８（４）：１９１－１９６．

 

　　［８］ＧＢ５００１４—２００６，室外排水设计规范［Ｓ］．

 

　　［９］刘颖，赵秋阳，周荣剑．营口市城市暴雨强度公式研究与应用［Ｊ］．沈阳大学学报，２００６，１８（４）：９２－９５．

 

　　［１０］王昊，陈建伟，何绪文．潜流湿地去除污水处理厂二级出水的处理效果［Ｊ］．湖北农业科学，２０１３，５２（６）：１２７７－１２７９．

 

　　［１１］戴清．表面流人工湿地在崇启高速地表径流处理中的应用［Ｊ］．黑龙江交通科技，２０１１（１０）：３１－３２．

 

　　［１２］姚忠勇，殷利华，万敏．武汉黄土公路绿化景观生态对策初探［Ｊ］．湖北农业科学，２０１２，５１（１）：９０－９３．

 

　　［１３］聂发辉，向速林，闵露艳，等．不同渗滤介质系统处理雨水径流模拟试验研究［Ｊ］．湖北农业科学，２０１２，５１（２３）：５３１８－５３２３．