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“花神堰”诞生记 ——水利部河湖保护中心扶贫援建丹江口水库入库河流水质提升项目侧记

作者:吴涛 冯晓波 王志齐 发布日期:2020-01-07 15:42

建成后的“花神堰” 本报记者 吴涛 摄

组织当地工人精心施工 本报通讯员 张凤军 摄

  在湖北省十堰市郧阳区神定河畔,冬日的薄霜在阳光下泛着亮光。在离神定河不远处,花庙沟入神定河口120米远的小溪上,一座红蓝相间的工程设施格外靓丽,成为当地的一道美丽的景观。这就是水利部河湖保护中心为提升丹江口水库入库河流水质援建的水生态修复设施。它还有一个诗意的名字——“花神堰”。

  2019年12月27日,水利部河湖保护中心组织验收专家组对“南水北调中线丹江口水库入库河流水质提升综合示范项目”(以下简称“项目”)进行了验收和成果咨询,验收专家组深入现场考察了项目试运行情况,听取了项目承担单位成果汇报,经过认真讨论,一致同意通过验收。

  “修建这一设施的目的就是要为了筑牢保护南水北调中线水源地丹江口水库水质屏障,别小看这一道小小的堰坝,功能可不少,不仅能提升神定河的水质,还实现了水利部技术扶贫、移民区景观营造和为当地村民过河提供交通便利等综合效益,更为提升丹江口库区其他入库河流水质提供了良好的示范和借鉴作用,取得了比我们预计目标更好的效果。”水利部河湖保护中心相关负责人告诉记者。

  丹江口水库是国家南水北调中线工程水源地、国家一级饮用水水源保护区、中国重要的湿地保护区、国家级生态文明示范区,其水质不仅影响到库区水生态环境状况,更直接关系到调水工程受水区的水质安全。丹江口水库总体水质优良,但由于库区土地利用类型丰富,工业废水及城镇生活污水等排放到支流中,使得部分支流仍有营养盐超标现象发生,致使丹江口水库总氮浓度稍有增加趋势。特别是神定河、老鹳河等多条入库河流总氮浓度普遍较高,水质处于不稳定状态,对南水北调中线水源区的水质安全构成了潜在威胁,所以提升丹江口水库入库河流水质工作迫在眉睫。

  为了保证南水北调的一渠清水,对丹江口水库入库河流从源头上进行生态修复和水质净化是十分必要的。

  水利部河湖保护中心根据水利部定点扶贫湖北郧阳区2019年度水利建设技术帮扶工作方案要求,立即开展现场调研、与十堰市郧阳区有关部门座谈交流,对接当地需求,最后决定采用北京大学相关专利技术,在神定河一级支流花庙沟入神定河口处安装透水堰复合多介质固定生物床生态修复设施削减污染物含量,提升花庙沟入神定河水质。

  此项目设施主要由1座透水堰复合多介质固定生物床床体和1套太阳能复氧系统组成,长12米、宽2.5米、高0.7米。北京大学在传统的生态透水堰和多介质生物固定床基础上,通过自主研发的铁碳纳米改性天然矿物和大孔网泡生物载体固定土著特异性微生物,将多介质协调吸附和土著微生物藕合作用有机融合,配合太阳能复氧系统,高效去除水体中的有机物、氨氮和总磷,可大幅提高污染物净化效率。

  透水堰复合多介质固定生物床技术自研发成熟以来,已在河道治理和小流域生态修复中得到了广泛运用,先后在北京、南京等地应用,取得了良好的治理效果,氨氮的去除率可到达75%,COD的去除率达到66%。主要成果获得北京市科学技术一等奖项,相关技术和工艺受权2项发明专利。

  为了做好此项目,技术带头人北京大学环境科学与工程学院教授籍国东带领他的团队,多次到现场调研、踏勘、测量并监督实施。

  郧阳区水利和湖泊局建设股股长鲍升志从开始考察到实施都一直参与此项目,他感慨地说:“真没想到,这么先进的技术能在我们这贫穷的山沟里应用,水利部河湖保护中心和北京大学的领导专家太务实了,扶贫就需要这样的实用先进技术。”

  自2019年10月20日开始建设,实施顺利,历时1个月零6天完工。随即开展调试运行,投加土著微生物及固定化培殖剂,开展微生物培养驯化,调试太阳能复氧系统,优化太阳能复氧参数,试运行至12月10日结束。

  12月12日,是南水北调工程全面通水5周年的特殊日子。技术人员对该项目进行了监测,分别于当天8时、12时和16时采取了透水坝复合多介质固定生物床的进出水水样,交由具有CMA认证资质的机构进行检测分析,并出具分析报告。经过透水堰(坝)复合多介质固定生物床净化后,出水水质污染物指标均消减了30%以上,其中氨氮、总磷和CODCR去除率均值为55.3%、88.9%和37.4%。调试运行检测结果表明,该项目显著降低了花庙沟流入神定河水体中COD、氨氮和总磷含量,各指标均提升1个等级,改善了入河口生态环境。

  籍国东教授说:“用于河道的是生态透水堰(坝),就是把几个功能都混合在一起了,叫堰床更准确,我们主要靠生物菌来净化水质,把生物变成菌剂,筛选后用载体固定起来,载体外表看起来像海绵,实际上是具有定向富集功能的表面纳米化网泡材料,各种功能菌分别固定在不同的位置。这个技术有十多个发明专利来支撑,我们的技术经过多年的工程验证,已经很成熟了。此项目运行维护简单、成本低廉。透水堰(坝)复合多介质固定生物床无需用市电、自动控制运行,无人值守。这次能把我们的科研成果直接运用到水利部技术扶贫实践中,为守护丹江口水库水质做出我们的贡献,从心里感到非常高兴。”

  在现场,验收专家认真查看设施、询问功能、讨论效益,面对具备净水、景观、交通等多重功能和综合效益的这一生态设施,专家们很感慨,这个水利扶贫项目规模不大,但给当地老百姓带来了实实在在的幸福感、获得感。讨论中大家说到工程位置位于花庙沟入神定河口,何不就叫“花神堰”。从此美丽的“十堰”又多了一道“堰”。

  郧阳区神定河治理指挥部办公室负责人尚宗军在现场看了清澈的溪流汇入神定河后,激动地说:“项目未开工前,我也来看了,感觉前后变化很大。我认为这个项目非常好,特别有意义,第一是服务南水北调中线工程的,第二是有综合示范作用,第三是水质提升效果明显,从这三个角度来说是个好项目,为了保护好南水北调中线核心水源区水质,这一项目确实有复制性和推广价值。”

  水利部发展研究中心专家杨柠说:“看了现场后,感觉这是一个非常接地气的项目,技术独特,应用了北大的专利技术,便于维护,为我国中小流域提升水质提供给了一个鲜活的例证,运行维护成本很低,对技术要求不高,推广运用前景好。这是河湖保护中心为郧阳区脱贫攻坚做的一件实事。”

  水利部挂职干部、郧阳区区委常委、政府党组成员朱东恺也对项目给予了充分肯定,他表示,待项目观察一段时间评估成效后,研究在神定河其他支沟推广的可行性,全力打好神定河治理攻坚战,守护一库净水永续北送。 
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来源:四川日报 编辑:李楠