在水庫和庫濱帶之間建立人工濕地來凈化強(qiáng)降雨所帶來的地表面源污染已成為保護(hù)和改善水庫水質(zhì)的一種方法。人工濕地是基于天然濕地凈化原理，通過模擬自然濕地而人為設(shè)計(jì)和建造的具有高效、環(huán)保和節(jié)能等特點(diǎn)的生態(tài)系統(tǒng)，主要通過基質(zhì)、植物及微生物的協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)對污水的凈化處理。

與傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)相比，人工濕地具有其低成本、高效率和易管理等優(yōu)勢，近年來已在生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)灌溉廢水和垃圾滲濾液和畜禽場高濃度廢水處理中廣泛應(yīng)用。通過在庫濱帶構(gòu)建人工濕地，可有效攔截面源污染，對庫區(qū)水質(zhì)狀況具有顯著的提升作用。

人工濕地是如何凈化水質(zhì)的呢？目前，人工濕地主要按照污水在濕地床體中流動(dòng)的方式分為表面流、潛流和復(fù)合流三種形式。它們的分類方法是根據(jù)水在人工濕地中的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分類的，其凈化過程存在一定的差距，但是其基本原理相同，綜合了物理、化學(xué)和生物的三種作用。主要包括：

此外還有蒸發(fā)、離子交換、沉淀、稀釋、擴(kuò)散和攔截等等作用，有文獻(xiàn)表明，棲息在人工濕地內(nèi)的各種動(dòng)物因?yàn)橐捠匙饔靡矔槿斯竦叵到y(tǒng)內(nèi)污染物遷移、轉(zhuǎn)化提供可能。

人工濕地現(xiàn)場照片

前置庫技術(shù)是另一種常用的水體富營養(yǎng)化治理修復(fù)技術(shù)，是指利用水庫上游與下游之間水質(zhì)濃度變化梯度的特點(diǎn)，將水庫根據(jù)不同的形態(tài)劃分成一個(gè)或幾個(gè)子庫并與之相連，依靠子庫中微生物、水生植物的攔截作用、吸收及吸附作用對庫中水質(zhì)的凈化，降低進(jìn)入主庫中的污染物濃度，抑制藻類過渡生長，降低富營養(yǎng)化進(jìn)程，達(dá)到改善水質(zhì)的目的。同時(shí)，前置庫系統(tǒng)的構(gòu)建可延長水力停留時(shí)間，促進(jìn)了水中泥沙及顆粒有機(jī)污染物的沉降。前置庫內(nèi)有機(jī)污染物首先由浮游植物將其從溶解態(tài)轉(zhuǎn)化成顆粒態(tài)，然后通過自然過程和絮凝沉降在前置庫與主庫連接處沉降下來，使進(jìn)入主庫的顆粒污染物濃度下降。

我國對前置庫技術(shù)運(yùn)用最早開始于水庫水體富營養(yǎng)化治理。隨著對前置庫技術(shù)的不斷深入研究，陸續(xù)有學(xué)者提出將前置庫技術(shù)與其他凈水技術(shù)耦合構(gòu)建前置庫生態(tài)工程，主要有前置庫技術(shù)與透水壩技術(shù)、濕地技術(shù)、生物浮床技術(shù)、生物操縱強(qiáng)化技術(shù)、生態(tài)工程技術(shù)相結(jié)合對水體的凈化效果研究。

前置庫現(xiàn)場照片

這里所提到的雨水是強(qiáng)降水引起的地表徑流，是攜帶著大量污染物的地表面源污染。人工濕地將其攔截下來，通過濕地內(nèi)的基質(zhì)、植物及微生物的協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)對污水的凈化處理。

此外，凈化后的污水再排入到前置庫系統(tǒng)中，依靠前置庫系統(tǒng)中微生物、水生植物的攔截作用、吸收及吸附作用再次對庫中水質(zhì)的凈化，降低進(jìn)入主庫中的污染物濃度，抑制藻類過渡生長，降低富營養(yǎng)化進(jìn)程，達(dá)到改善水質(zhì)的目的。因此，人工濕地和前置庫系統(tǒng)可以凈化初期的雨水。

目前，人工濕地技術(shù)和前置庫技術(shù)由于自身具有投資較少、水體凈化效果較好、改善流域生態(tài)環(huán)境、管理方便等優(yōu)點(diǎn)，人們對它的研究與工程運(yùn)用也越來越多。

此外，將人工濕地、庫心島和生態(tài)浮床的設(shè)計(jì)與前置庫系統(tǒng)流域生態(tài)環(huán)境修復(fù)有機(jī)的結(jié)合了起來，既有水質(zhì)凈化庫中污水的作用，又能消減風(fēng)浪、美化前置庫凈化區(qū)水面景觀，而且還為水生動(dòng)物、鳥類及昆蟲提供了良好的棲息地，提高生物多樣性，更有利于生態(tài)恢復(fù)和景觀的改善。

文獻(xiàn)來源：中國科普博覽