CN112678964A - 一种荒漠区消纳地综合治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种荒漠区消纳地综合治理方法，包括以下步骤：(1)在消纳地区内及周边分别设置用于监测地表水、地下水以及土壤的监测点，并开展调查；(2)在消纳地区的废水排水口设置防渗蓄水区，在防渗蓄水区下游依次设置人工湿地区、生态养殖区以及生态种植区，各分区之间设置溢流坝跌水曝气，根据监测和调查结果设置人工湿地区、生态养殖区以及生态种植区内的面积、生物组成、生物分布。本发明能够对工业废水尾水进行处理，并实现循环利用；治理方式结合调查和监测结果，因地制宜地对该荒漠区消纳地进行综合治理，解决了消纳地的环境问题，能够使消纳地生态环境质量逐年改善、生物多样性逐步增多、生态系统趋于稳定。

Description

一种荒漠区消纳地综合治理方法

技术领域

本发明涉及一种环境治理方法，尤其涉及一种荒漠区消纳地综合治理方法。

背景技术

绿色发展是目前国际公认的企业发展方向，是现代社会生产和生活方式变化的反映。绿色发展模式是基于传统发展基础上的一种创新模式，是建立在生态环境容量和资源承载力的约束条件下、将环境保护作为实现可持续发展重要支柱、以树立绿色价值观为灵魂、以使用绿色技术为核心、以开展绿色营销为关键、以获取绿色认证为标准、以实现经济效益和环境效益最优化为目标的一种新型发展模式。

粘胶纤维行业排水量大、尾水含盐量高，一般在20000mg/L以上，难以实现全部综合利用。内陆城市的企业废水经处理后可以排入附近的江河湖泊，最终汇入大海。而沙漠干旱地区的粘胶纤维企业由于缺少纳污水体，基本都是排入沙漠、戈壁等荒漠区，经过长时间排放，最终形成大面积的高含盐水域，在水资源缺乏的荒漠等地区更是一种极度的浪费，同时可能会对区域地下水和土壤形成污染(形成消纳地)。面对日趋严格的环保要求，如何实现消纳地综合治理成为荒漠区现阶段面临的主要环保问题。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种全面、可持续的荒漠区消纳地综合治理方法。

技术方案：本发明的荒漠区消纳地综合治理方法，包括以下步骤：

(1)在消纳地区内及周边分别设置用于监测地表水、地下水以及土壤的监测点，并对消纳地周边的地表水、地下水、土壤以及进行生物调查；

(2)根据监测和调查结果，在消纳地区的废水排水口设置防渗蓄水区，在防渗蓄水区下游依次设置人工湿地区和生态养殖区，上述区域的外围设有生态种植区，所述人工湿地区面积大于防渗蓄水区，所述生态养殖区面积不超过50ha；各分区之间设置溢流坝跌水曝气，并根据监测和调查结果设置人工湿地区、生态养殖区以及生态种植区内的生物组成、生物分布。

所述防渗蓄水区内设置两层防水布和一层土工膜，即在该区域内先铺设一层钠基膨润土防水层，再铺一层防渗膜，最后铺设一层钠基膨润土防水层。优选的，第一层防水层为厚度较薄的防水布，最后一层防水层为防水毯，防水毯厚度大于防水布。

所述人工湿地区内至少设置两级梯级生态净化区，每级用溢流坝隔开，区内种植挺水植物和沉水植物，二者比例根据步骤(1)的调查情况进行调整。主要依据步骤(1)中各水源及土壤的盐分含量。

所述生态养殖区包括轮虫养殖区和卤虫养殖区，尾水从人工湿地区流出后依次经过轮虫养殖区、卤虫养殖区，部分尾水再返回人工湿地区。

所述生态种植区内植被采用灌木、草本类以及乔木相结合的方式，先以灌木构建基本框架，然后在灌木间或者灌木周围种植草本类植物，远期逐步配置乔木。

所述生态种植区的植被灌溉方法为滴灌，所述灌溉水源为尾水、沙漠地下水或者尾水与沙漠地下水的混合水，具体包括：

(1)栽植和播种后立即灌溉1-2次，每次间隔3天，每次灌溉时长24-36h；

(2)之后3个月内每个月灌溉一次，灌溉时长24～48h；

(3)待乔木、灌木、草本成功定植后，每年灌溉四次，灌溉时间分别为3月中下旬、5月中下旬、7月上中旬和10月下旬，每次灌溉时间24～48h，使得灌溉后土壤含水量在田间持水量的60～70％。

所述生物调查过程为：对荒漠区消的生态现状进行调查，调查荒漠区内植物群落、陆生脊椎动物、水生生物以及水生生物生活的水体参数；调查的范围为消纳地周边方圆100m～2000m的地区，统计每个自然物种的生长范围覆盖比例或者存活数量；所述脊椎动物的调查还包括统计：动物的食物种类、迁徙物种的迁徙日期；所述水生生物包括水生植物、浮游植物、底栖动物以及浮游动物。

若所述土壤和生物的调查结果为土壤不利于所需植被生长时，则对消纳地周边的土壤进行改良，具体包括：

(1)辟出消纳地周围1000～2000m²的区域进行改良土壤试验，采用污泥、粉煤灰、粉沙进行混合，铺设在该试验区内；

(2)种植将要用于构建生态种植区的物种，统计植物存活率以及生长效果；

(3)在试验区内设置地下水监测点，每季度取样一次，避免污泥及粉煤灰对地下水的污染。

所述监测点设置具体包括：

(1)地表水监测点位设置

在消纳地形成的水域范围内布设若干采样点，在消纳地之外的湖区布设采样点作对照监测；

(2)地下水监测点位设置

根据地下水调查结果，结合历史遥感影像和地下水位流向，在消纳地边界为起点，在垂直于水域边界的上游、下游、两侧分别设置监测线；消纳地四个方向各布设监测线；每条监测线在地下水上游适当减少监测点，在地下水下游0.5km处适当增加监测点；

(3)土壤监测点位设置

分别设置在消纳地以及周边区域。

还包括以下步骤：构建消纳地地下水扩散预测模型，根据模型对尾水参数在正常工况、非正常工况和风险状况下进行预测与评估，并采取预防措施；所述正常工况为各分区完好无损，所述非正常工况为各分区出现面积不超过60％的损坏，所述风险状况为防渗蓄水区整体失效，其他分区出现面积超过60％的损坏。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

(1)本发明设置的防渗蓄水区、人工湿地区、生态养殖区，能够对工业废水尾水进行处理，并实现循环利用；治理方式结合调查和监测结果，因地制宜地对该荒漠区消纳地进行综合治理，解决了消纳地的环境问题，能够使消纳地生态环境质量逐年改善、生物多样性逐步增多、生态系统趋于稳定。

(2)本发明的人工湿地区通过建设复合型生态湿地，对尾水进行深度净化，改善消纳地生态环境，为野生鸟类提供栖息、繁殖和越冬场所；生态养殖区能够进行水生物的养殖，利用了废水中的盐分，也提供一定的经济效益；生态种植区的灌溉也采用尾水与地下水的混合灌溉的方式，节约荒漠区的水资源，种植的植被能够防风固沙，改善区域生态环境。

(3)本发明的地下水监控与管理方案，可以便于掌握消纳地周围地下水环境质量和地下水体中污染物状况，及时准确地反馈地下水水质状况动态变化，防止对地下水及周边区域水体的污染，为环境管理提供重要依据。

附图说明

图1为本发明的消纳地分区示意图；

图2为本发明的尾水生态净化工艺流程图；

图3为本发明的生态养殖区示意图；

图4为本发明的监测点分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

以新疆荒漠区某粘胶纤维企业为例，所述治理方法具体包括：

(一)在该粘胶纤维企业尾水消纳地及周边区域分别设置用于监测地表水、地下水以及土壤的监测点，并对消纳地周边的地表水、地下水、土壤以及生物进行调查。

其中，地表水和地下水选择丰水期和枯水期开展两期监测。对厂区废水处理设施入口和处理设施排口进行了采样分析。同时，对消纳地周边胡杨林分布区、塔里木河和博斯腾湖等进行了类比采样调查分析，基本掌握了研究区域的生态环境质量现状。

1、监测过程具体包括：

(1)地表水环境现状监测

①监测点位设置

在消纳地形成的水域范围内布设10个采样点；另外，在博斯腾湖芦苇荡和湖区布设6个采样点作对照监测。

②监测因子

选择《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)表1中pH、高锰酸盐指数、COD、氨氮、总磷、挥发酚、氟化物和锌等8项的基本指标，表2中补充项目硫酸盐和氯化物，另外选择全盐量作为参考指标，共11项。

③监测频次

监测两期，枯水期和丰水期各监测1次。

(2)地下水环境现状监测

①监测点位设置

为掌握消纳地及周边区域地下水环境质量现状，结合前期调查结果、历史遥感影像和地下水位流向等资料综合分析，在消纳地边界为起点，垂直于水域边界在上游、下游、两侧分别设置2条监测线、在消纳地四个方向各布设1条监测线，共布设12条监测线，如图4所示。每条监测线在0.1km、1km、3km、5km和10km设置监测点，在地下水上游适当减少监测点，在地下水下游0.5km处适当增加监测点，其中在下游往恰拉水库和塔里木河方向增加一个监测点延伸到塔里木河附近，消纳地共布设了68个地下水采样点；

在塔里木河西岸根据胡杨林分布疏密，距离塔里木河0.5km、1km和2km分别布设3个地下水采样点；

在博斯腾湖西侧布设2个地下水采样点作为对照点。

②监测因子

地下水监测因子为《地下水环境质量标准》(GB/T14848-2017)常规指标37项，同步监测地下水埋深。

③监测频次

监测两期，丰水期和枯水期各1次。

(3)土壤环境现状监测

①监测点设置

消纳地65个、胡杨林分布区3个、博斯腾湖2个。

②监测因子

土壤监测因子：①理化性质指标：包括pH、有机质、阳离子交换量、硫化物；②养分及盐碱化指标：全氮、全磷、全钾、碳酸根、碳酸氢根、氯离子、硫酸根和全盐量；③重金属(镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍、锌)；④挥发性有机物和半挥发性有机物。

③监测频次

监测1次。

(4)底泥环境现状监测

①监测点位设置

底泥采样点位同地表水一致。

②监测因子

同土壤监测因子。

③监测频次

监测1次。

2、生物调查过程具体包括：

对消纳地水域及塔里木河以南管线沿线的植物群落、陆生脊椎脊椎动物和水生生物进行了生态调查，调查区域主要为沙漠生态系统类型，群落物种组成简单。调查荒漠区内植物群落、陆生脊椎动物、水生生物以及水生生物生活的水体参数；调查的范围为消纳地周边方圆100m～2000m的地区，统计每个自然物种的生长范围覆盖比例或者存活数量；所述脊椎动物的调查还包括统计：动物的食物种类、迁徙物种的迁徙日期；所述水生生物包括水生植物、浮游植物、底栖动物以及浮游动物。

①植物样方调查

植物群落组成和盖度存在较大差异，消纳地湖滨带以耐盐草本群落为主，以消纳地周边纵深则为沙漠旱生梭梭灌丛，其差异主要由消纳地形成的空间异质性导致。而在100m～2000m梯度调查尺度上，植物种类单一为多年生木本植物梭梭，偶尔伴生有刺沙蓬，盖度和多度未呈现明显的距离梯度变化，相对200m～500m处梭梭较少或无植被，1000m～2000m处梭梭盖度、多度相对较高。可能受水分和海拔影响，梭梭群落呈随机小聚集分布，暂未显现出消纳地出现对其分布、生长的影响。

塔里木河以南管线沿线调查中，植物从河岸林植物群落逐渐过渡到沙漠梭梭灌丛，0.1km为胡杨林及林下低矮灌丛和草本植物，0.5km为稀疏的胡杨林且林下其它植物组成，1.0km～1.5km为稀疏的胡杨和梭梭混合植物群落组成，2.0km～3.0km为梭梭灌丛，植物群落组成和多度沿塔河垂直方向大致呈递减趋势，受水分制约因素影响较大。

消纳地的出现导致微环境改变，水域边上植被盖度增加，芦苇、碱蓬及柽柳幼苗长势良好，对周边活动沙丘固定起到初步积极作用，生态效益逐步显现。植物群落组成结构是与其所在环境长期相互作用的结果，消纳地形成仅有3年时间，湖滨带附近处于次生演替的初期，芦苇、高碱蓬等先锋物种刚刚进入，若要像塔河管线沿线形成稳定的顶级植物群落，还需一段较长的自然演替过程。在合理适当的人为活动干预下，可加速这一演替过程。

②脊椎动物调查

在陆生脊椎动物调查中，消纳地动物种类可以分为两大类：一类为本土物种，如沙蜥、跳鼠、白尾地鸦等；另一类为消纳地出现后进驻的物种，如赤麻鸭、黑翅长脚鹬、苍鹭、白鹡鸰等。

本土脊椎动物以小型爬行动物和哺乳动物为主，食物来源于蚂蚁、漠甲等小昆虫或沙生植物，具有良好适应沙漠严酷自然环境的能力，如跳鼠、沙鼠等夜行性动物，避免白天高温和不必要的水分散失。

消纳地出现后进驻的物种基本上为鸟类，在消纳地调查中共记录了14种鸟类中有13种为进驻物种，其中10种为水禽，分别为黑颈鸊鷉、苍鹭、赤麻鸭、翘鼻麻鸭、针尾鸭、反嘴鹬、黑翅长脚鹬、矶鹬、红嘴鸥、普通燕鸥，其余3种是白鹡鸰、荒漠伯劳和小嘴乌鸦，在岸边或离岸不远的生境中活动。水禽均为旅鸟，主要以水生昆虫、昆虫幼虫、软体动物、蜥蜴、蝗虫、甲壳类、陆栖昆虫、小鱼等动物性食物为食，个别物种如赤麻鸭、翘鼻麻鸭也吃嫩芽、种子、水生植物等植物性食物。调查时值九月，候鸟开始迁徙，消纳地出现的鸟类也可能是迁徙途中停留短暂休息，为继续南飞做准备。

消纳地为鸟类提供了一个较安静的栖息场所，鸟类的到来增加了该区域脊椎动物的物种多样性，并为本土乡土爬行动物及小型哺乳动物提供了充足的水源，对种群的繁衍和扩大提供了有利条件。就鸟类而言，在有充足食物来源及不受人类活动干扰环境下，是理想的育雏繁衍后代的场所。调查中发现水体中有昆虫幼虫及生长较好的水生植物眼子菜，消纳地岸边带也有较多的小型蝇类昆虫，为入驻鸟类提供了食物来源。尚不确定消纳地能为这些鸟类提供足够的食物来源供其生长繁殖，且消纳地距塔河直线距离约为6～7km，水鸟的觅食地可能不仅只在消纳地，需待进一步定量跟踪调查研究。

③水生生物调查

消纳地水体中水生生物主要有大型水生维管束植物、浮游植物、浮游动物和底栖动物。

水生植物，特别是沉水植物在水生态系统中占有重要的地位，在改善水质、维持水生态系统功能稳定等方面起着重要作用。消纳地水生植物种类单一，类型主要是沉水植物，以篦齿眼子菜为主，主要生长在2.5m水深范围内，在1.5m水深范围内分布较密，其生存量大，这与半咸水湖泊赛里木湖水生植物分布十分相似，但与淡水湖泊博斯腾湖(水生植物39种)相比，水生植物明显较少。大量的篦齿眼子菜对水体中的盐分具有良好的吸收作用。

浮游植物是水生态系统中的最重要的初级生产者，在水生态系统的能量流动、物质循环和信息传递中起着至关重要的作用。消纳地水体中浮游植物共计7门67种，其中为绿藻门种类最多，占总种类的31.3％，蓝藻门19种，占总种类的28.36％，硅藻门14种，占总种类的20.9％，其他种较少；绿藻门数量最多，占总数量的61.14％，硅藻门占总数量的11.78％，金藻门占总数量的9.07％，其他种数量较少；硅藻门生物量最高，占总生物量的47.57％，绿藻门占总生物量的21.69％，裸藻门占总生物量的15.09％，其他种生物量均较小。

在水生态系统中，浮游动物在食物链中占有重要作用，它既是细菌、浮游植物等初级生产者的牧食者，同时也是鱼类等其他水生动物的主要食物来源。消纳地水体中浮游动物共计36种，主要为原生动物和轮虫，其中原生动物23种，占总种数的63.9％，轮虫13种，占总种数的36.1％，原生动物数量显著多于轮虫，占总数量的92.68％，轮虫生物量显著高于原生动物，占总生物量的77.30％。浮游植物既含有淡水湖泊含有的种类，又含有半咸水湖泊所含有的种类，比较典型的半咸水特有种为硅藻门的角刺藻和盐生杜氏藻，其种类数与半咸水湖泊赛里木湖浮游植物(65种)种类数相当，与淡水湖泊博斯腾湖(144种)相比，浮游植物明显较少；浮游动物相比于典型西北内陆贫营养湖泊较为丰富，其物种数明显高于半咸水湖泊赛里木湖(19种)，但又明显低于淡水湖泊-博斯腾湖(104种)。

大型底栖动物是维系水生态系统结构和功能的重要组成部分，也是影响水生态系统健康与功能的重要水生生物指标。消纳地底栖动物种类单一，主要为卤水蝇幼虫，分类特征尚不明显，无法鉴定到种，其数量和生物量均较少。相比于半咸水湖泊赛里木湖(具有代表性的4种)和淡水湖泊-博斯腾湖(17种)底栖动物种类明显较少，且生存量极低，且无天然湖泊底栖动物种类中常见的摇蚊幼虫。

(二)在消纳地区的废水排水口设置防渗蓄水区，在防渗蓄水区下游依次设置人工湿地区、生态养殖区以及生态种植区，如表1和图1所示，各分区之间设置溢流坝跌水曝气，根据监测和调查结果设置人工湿地区、生态养殖区以及生态种植区内的面积、生物组成、生物分布。

表1尾水综合整治功能分区

通过设置溢流坝适当改变原水域的水流方向、降低水流速度，减缓对最下游防渗堤坝的压力，确保消纳地水域面积(4.97km²)不扩大、生态环境逐年改善，最终形成一个集地下水污染防控、尾水综合利用及生态景观建设为一体的湿地生态系统，实现消纳地尾水净化及综合利用，增加生物多样性，提高生态系统稳定性，改善区域生态环境质量，促进区域生态系统的良性循环，将生态保护、生态旅游和生态文明教育功能相结合，建立沙漠干旱地区尾水利用和生态环境保护新模式。根据冬季冰封期蓄水要求、尾水盐分富集的特点，设置防渗蓄水区135ha、人工湿地区268ha、生态养殖区10ha。

1、防渗蓄水区

①防渗规模：根据该地区来水量、设计蓄存量按冰封期4个月计，取变化系数1.1，计算得到设计库容460万m³。防渗蓄水区面积130ha，平均设计水深3.5m。

②施工工艺：采用“两布+一膜”方式，采用防水布替代粘土。利用现有的沙土坝以及新建沙土碾压坝，先将消纳地阻隔防渗区分割成两个水面，分两期完成阻隔防渗工程。

2、人工湿地区

①设计规模：按照设计排水量35000m³/d，即处理规模为4.05m³/s。

②工艺流程：消纳地尾水生态净化工艺流程如图2所示。

第一步，厂区经处理达到污水综合排放一级标准的尾水首先经消纳地总排口进入防渗蓄水区(即水域北部至一道坝范围)，通过生态湿地进行净化后，初步去除SS、COD及盐分；第二步，防渗蓄水区出水经溢流坝进入梯级生态净化区的一级净化区，通过挺水植物(芦苇为主)及沉水植物(蓖齿眼子菜、川蔓藻等)构成的复合型生态湿地进行净化处理，进一步去除COD、盐分；第三步，一级净化区出水进入二级净化区，通过挺水-沉水植物复合型生态湿地进行深度净化，出水可满足生态林灌溉要求，经滴灌系统灌溉实现综合利用。

挺水植物包括：芦苇、碱蓬、盐地碱蓬、灰绿蔡、西伯利亚滨藜、盐角草、独行菜、藜、苦豆子、碱蒿。

沉水植物包括：菹草、篦齿眼子菜、角果藻等。

湿地浅水区主要以挺水植物为主，选择适应当地生长、对COD和盐度等去除效率较高的物种，因此，构建以挺水植物芦苇为主浅水植物生态系统；深水区采用新型混合式湿地，川蔓藻是对盐度容忍性最强的植物，在盐度为0～70g/L范围内都能够存活。蓖齿眼子菜的耐盐性低于川蔓藻，生长在盐度低于18g/L的水体中。通过消纳地生态调查，篦齿眼子菜均匀分布在整个水体中，且生长势态良好，是目前消纳地沉水植物的优势种。因此，拟选蓖齿眼子菜为湿地深水区构建沉水型生态湿地的先锋植物。待水体盐度逐步降低后，可引入小茨藻等其他沉水植物，构建复合植被生态系统。

③人工湿地区可划分为入口景观区、湿地展示区、观光游览区、管理服务区和生态保育区。

入口景观区：在入口处打造标志性景观，突出基地特色，展示企业文化和生态发展理念。

湿地展示区：在主入口附近建立湿地展示区，重点展示水质净化功能、湿地生态系统和湿地自然景观。通过湿地展示区向访客展示绿色发展成果。对于湿地生态系统和湿地形态相对缺失的区域，应加强湿地生态系统的保育和恢复工作。

观光游览区：观光游览区通过设置游步道系统，结合水系处理与景点布局，将本基地打造成访客能够充分欣赏、游览沙漠湿地景观的区域。观光游览区可以规划适宜的休闲方式和活动内容，安排适度的游憩设施，避免游览活动对湿地生态环境造成破坏。

管理服务区：在湿地生态系统敏感度相对较低的区域同时结合访客的游览线路设置管理服务区，尽量减少对湿地整体环境的干扰和破坏，主要为游客提供休息、消费、信息传播、生态科普的功能，同时也为本基地的管理人员和服务人员提供工作场所。

生态保育区：在规划范围内的其他区域均设置为生态保育区，该区以防风固沙、水源涵养、植被绿化为主，形成基地的生态屏障。

3、生态养殖区

根据现状调查监测数据，消纳地水体盐度平均在26000mg/L左右，已初步形成了盐湖生态系统，可以利用其生物资源进行生态养殖。在人工湿地区下游划出一定水面作为生态养殖区，并且根据养殖所需盐水的盐分不同，将养殖区依次分为轮虫养殖区和卤虫养殖区，养殖尾水由管道输送回人工湿地的梯级生态净化区进行循环处理，如图3所示。

4、生态种植区

依据消纳地土壤性质、气候条件及灌溉用水要求，结合现场已有筛选和种植经验，开展生态林植被物种的筛选，构建近期以“灌-草”结构为主的生态林，远期尝试引入竹柳、新疆杨等乔木，逐步构建沙漠绿洲。

①植被物种筛选原则：适地适植，符合区域自然、社会、经济和技术条件；便于经营，有成功的栽培技术和抚育经验；高抗逆性，选择当地分布广、生长快、经济性状好，抗逆性强的优良乡土物种，以增强生物的稳定性，在取得最佳生态效益的同时兼顾经济效益；在选择植物种时，选择耐盐、耐旱、耐高温、耐沙埋的植物种。经过综合考虑，选择竹柳、柽柳、梭梭、沙拐枣、花花柴、猪毛菜等6个植物种；

②物种配置：采用“灌-草-乔木”群落结构物种配置模式，即以灌木树种柽柳和梭梭为主，构建植物群落的基本框架，同时选择多年生草本花花柴、猪毛菜等组成草本层共同构建林草结构，远期逐步配置竹柳等乔木。通过甘草的固氮能力，以及花花柴等盐生植物的降盐作用对沙漠贫瘠和盐渍化土壤进行改良，提高乔木在荒漠盐碱土中的存活率；

③灌溉技术：栽植和播种后立即灌溉1次，灌溉时长36h，之后1个月和3个月后再各灌溉一次，灌溉时长24～36h。待乔木、灌木、草本成功定植后，每年灌溉四次，灌溉时间分别为3月中下旬、5月中下旬、7月上中旬和10月下旬，每次灌溉时间24～36h，确保灌溉后土壤含水量在田间持水量的60～70％左右，以保证幼株的成活与生长。采用滴管方式，根据尾水水质、地下水盐分情况以及生态防护林和经济林不同植物对灌溉水盐分的不同要求，灌溉水源分别为尾水、沙漠地下水、以及按尾水与沙漠地下水2:1、1:1、1:2等不同比例的混合水为对生态林进行灌溉，在确保植物正常生长的情况下，尽量少利用沙漠地下水。

5、土壤改良

该厂区生产废水处理产生的污泥，主要成分为纤维素和水分、泥沙以及少量S2-、Zn2+，经鉴定属于一般固体废物。

在消纳地周边开展乔、灌、草木植物的种植试验，由于消纳地周边的土壤全部为风沙土，质地较粗，物理性粘粒很少，极度缺乏有机质，且保水性差，不利于植物的生长。

可利用污泥在消纳地周边开展污泥改良沙漠土壤试验。在消纳地辟出1000～2000m2的区域，利用污泥及动力中心的粉煤灰，与粉沙以不同的配比混合，其它条件与现有的种植试验相同，栽种红柳、梭梭等植物，观察植物的生长效果。为避免污泥及粉煤灰对地下水的污染，在试验区域中设置地下水监测井，每个季度取样监测一次，监测因子重点关注锌、硫化物、铅、砷、汞、镉等。

(三)搭建消纳地系统模型，根据模型对尾水参数在正常工况、非正常工况和风险状况下进行预测与评估；所述正常工况为各分区完好无损，所述非正常工况为各分区出现面积不超过60％的损坏，所述风险状况为防渗蓄水区整体失效，其他分区出现面积超过60％的损坏。

通过开展地下水环境现状补充调查和环境水文试验，地下水环境影响补充预测与评估，制定更加完善的企业尾水综合利用环境风险防控和应急措施的实施计划，使尾水综合利用过程中的环境风险可控，确保企业尾水综合利用全过程环境安全，并最终将其纳入环境风险管理和应急预案。

在本实施例中，采用地下水数值模拟软件，预测了尾水排放量由7万m³/d降至3.5万m³/d，TDS初始浓度由30200mg/L降至16200mg/L，硫酸盐(SO₄ ^2-)初始浓度由22200mg/L降为8000mg/L，并且在分区防渗的情况下，正常工况、非正常工况和风险状况对潜水含水层水质(包括1年、3年、5年、10年和30年时的污染晕分布)和水位的影响。具体见表4-1。

表2本次补充预测情景及相关参数

表3正常工况地下水影响预测结果

注：1、影响范围为超《地下水环境质量标准》一类标准的范围(TDS限值300mg/L、硫酸盐50mg/L)；2、超标范围为超《地下水环境质量标准》五类标准的范围(TDS限值2000mg/L、硫酸盐350mg/L)；

表4非正常工况地下水影响预测结果

表5风险状况下地下水影响预测结果

在本实施例中，根据上述3种情景的预测结果，采用如下的预防措施：

①分期分区防渗

在总排口附近建设1座防渗蓄水池，蓄水池水域面积根据设计标高及冬季所需储存的水量估算获得，按冬季四个月、日排水量3.5万t、设计蓄水深度平均3.5m计，则防渗水域面积为135×10⁴m²。

②溃坝风险防范措施

将消纳地4.97km²面积的水域用3道以上的坝体分成若干个小的水域面积，以减少高坝大库造成的溃坝风险；坝体应严格按照技术规范设计，大坝按永久建筑物2级设计，洪水标准重现期按100年一遇设计，抗震按VI度设防；在防渗处理后的尾坝迎水面做水泥混凝土护坡；当超警戒水位标高时，消纳地管理站人员应24h监测监控坝体的安全性能；制定环境应急预案、每年开展预案管理和预案培训及预案演练工作。

③地下水监控措施

为了掌握消纳地周围地下水环境质量和地下水体中污染物状况，及时准确地反馈地下水水质状况动态变化，防止对地下水的污染，应对地下水水质进行全面监控，为环境管理提供重要依据。在消纳地共设置12口地下水监控井。

Claims (10)

1.一种荒漠区消纳地综合治理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在消纳地区内及周边分别设置用于监测地表水、地下水以及土壤的监测点，并对消纳地周边的地表水、地下水、土壤以及生物进行调查；

(2)根据监测和调查结果，在消纳地区的废水排水口设置防渗蓄水区，在防渗蓄水区下游依次设置人工湿地区和生态养殖区，上述区域的外围设有生态种植区，所述人工湿地区面积大于防渗蓄水区，所述生态养殖区面积不超过50ha；各分区之间设置溢流坝跌水曝气，并根据监测和调查结果设置人工湿地区、生态养殖区以及生态种植区内的生物组成、生物分布。

2.根据权利要求1所述的荒漠区消纳地综合治理方法，其特征在于，所述防渗蓄水区内设置两层防水布和一层土工膜，即在该区域内先铺设一层钠基膨润土防水层，再铺一层防渗膜，最后铺设一层钠基膨润土防水层。

3.根据权利要求1所述的荒漠区消纳地综合治理方法，其特征在于，所述人工湿地区内至少设置两级梯级生态净化区，每级用溢流坝隔开，区内种植挺水植物和沉水植物，二者比例根据步骤(1)的调查情况进行调整。

4.根据权利要求1所述的荒漠区消纳地综合治理方法，其特征在于，所述生态养殖区包括轮虫养殖区和卤虫养殖区，尾水从人工湿地区流出后依次经过轮虫养殖区、卤虫养殖区，部分尾水再返回人工湿地区。

5.根据权利要求1所述的荒漠区消纳地综合治理方法，其特征在于，所述生态种植区内植被采用灌木、草本类以及乔木相结合的方式，先以灌木构建基本框架，然后在灌木间或者灌木周围种植草本类植物，远期逐步配置乔木。

6.根据权利要求1所述的荒漠区消纳地综合治理方法，其特征在于，所述生态种植区的植被灌溉方法为滴灌，所述灌溉水源为尾水、沙漠地下水或者尾水与沙漠地下水的混合水，具体包括：

(1)栽植和播种后立即灌溉1-2次，每次间隔3天，每次灌溉时长24-36h；

(2)之后3个月内每个月灌溉一次，灌溉时长24～48h；

(3)待乔木、灌木、草本成功定植后，每年灌溉四次，灌溉时间分别为3月中下旬、5月中下旬、7月上中旬和10月下旬，每次灌溉时间24～48h，使得灌溉后土壤含水量在田间持水量的60～70％。

7.根据权利要求1所述的荒漠区消纳地综合治理方法，其特征在于，所述生物调查过程为：对荒漠区消的生态现状进行调查，调查荒漠区内植物群落、陆生脊椎动物、水生生物以及水生生物生活的水体参数；调查的范围为消纳地周边方圆100m～2000m的地区，统计每个自然物种的生长范围覆盖比例或者存活数量；所述脊椎动物的调查还包括统计：动物的食物种类、迁徙物种的迁徙日期；所述水生生物包括水生植物、浮游植物、底栖动物以及浮游动物。

8.根据权利要求1所述的荒漠区消纳地综合治理方法，其特征在于，若所述土壤和生物的调查结果为土壤不利于所需植被生长时，则对消纳地周边的土壤进行改良，具体包括：

(1)辟出消纳地周围1000～2000m²的区域进行改良土壤试验，采用污泥、粉煤灰、粉沙进行混合，铺设在该试验区内；

(2)种植将要用于构建生态种植区的物种，统计植物存活率以及生长效果；

(3)在试验区内设置地下水监测点，每季度取样一次，避免污泥及粉煤灰对地下水的污染。

9.根据权利要求1所述的荒漠区消纳地综合治理方法，其特征在于，所述监测点设置具体包括：

(1)地表水监测点位设置

在消纳地形成的水域范围内布设若干采样点，在消纳地之外的湖区布设采样点作对照监测；

(2)地下水监测点位设置

根据地下水调查结果，结合历史遥感影像和地下水位流向，在消纳地边界为起点，在垂直于水域边界的上游、下游、两侧分别设置监测线；消纳地四个方向各布设监测线；每条监测线在地下水上游适当减少监测点，在地下水下游0.5km处适当增加监测点；

(3)土壤监测点位设置

分别设置在消纳地以及周边区域。

10.根据权利要求1所述的荒漠区消纳地综合治理方法，其特征在于，还包括以下步骤：构建消纳地地下水扩散预测模型，根据模型对尾水参数在正常工况、非正常工况和风险状况下进行预测与评估，并采取预防措施；所述正常工况为各分区完好无损，所述非正常工况为各分区出现面积不超过60％的损坏，所述风险状况为防渗蓄水区整体失效，其他分区出现面积超过60％的损坏。

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