人工濕地堵塞是目前國內(nèi)外研究的熱點問題,精確、高效的監(jiān)測方法對提升濕地運(yùn)行管理及凈化能力等有重要意義。人工濕地是上20世紀(jì)70年代興起的一種污水處理工藝。該工藝通過模擬天然濕地的生態(tài)系統(tǒng),利用濕地基質(zhì)、植物、微生物三者的共同作用從而達(dá)到凈化污水的目的。根據(jù)水流的形式可將人工濕地分為表面流人工濕地和潛流人工濕地,而潛流人工濕地又可分為水平潛流和垂直潛流人工濕地以及復(fù)合垂直流人工濕地。因其具有投資低、工藝簡單、運(yùn)行費(fèi)用少等優(yōu)點,在國內(nèi)外應(yīng)用廣泛。
通過測量濕地內(nèi)各點水位的水力梯度,然后使用下面的達(dá)西定律可以計算點位間平均水力傳導(dǎo)率。
式中:K為濕地基質(zhì)的飽和水力傳導(dǎo)率,m/d;Q為進(jìn)水流量,m3/d;L為沿軸流方向上游點和下游點之間的距離,m;S為沿軸流方向上的橫截面積,m3;h1為上游水位的水頭損失,m;h2為下游水位的水頭損失,m。
由于水力學(xué)行為有多種表現(xiàn)形式,在人工濕地上進(jìn)行的單一示蹤實驗可能僅代表一種可能性;人工濕地具體的水力性能還取決于流量、蒸發(fā)和凍結(jié)等季節(jié)效應(yīng)以及植物根系等因素。單一的示蹤實驗結(jié)果可能不具有代表性,還需結(jié)合水力傳導(dǎo)率法或者下面的方法共同評估濕地的堵塞狀況。
在目前人工濕地堵塞的研究基礎(chǔ)上,為便于堵塞濕地的精確監(jiān)測,對今后的研究工作提出以下幾點建議:
第一,調(diào)查濕地運(yùn)行過程中的微生物群落演替狀況,找出導(dǎo)致堵塞的優(yōu)勢種,并尋找其對濕地外觀變化的影響,開發(fā)一種生物監(jiān)測技術(shù)以填補(bǔ)此領(lǐng)域的技術(shù)空白;
第二,對當(dāng)前具有前景的監(jiān)測方法進(jìn)行深入研究,開發(fā)出具有小型化、可視化、標(biāo)準(zhǔn)化、實用化的濕地堵塞監(jiān)測技術(shù);
第三,開發(fā)以植物或微生物等生物為主體的人工濕地堵塞監(jiān)測方法。