湿地分类与供水方式有关的特征分析

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：国外湿地分类方法主要是基于Cowardin等人与1979年提出的湿地分类系统和Brinson于1993年提出的水文地貌分类方法。分析湿地的第一步是将这三个特征划分为相应的功能湿地。根据湿地供水方式的不同，水文特征的分类可分为降水补给、地表洪水补给和地下水补给。

国外湿地分类方法主要是基于Cowardin等人与1979年提出的湿地分类系统和Brinson于1993年提出的水文地貌分类方法。

1979年，Cowardin将湿地划分为系统、亚系统、类群、亚类和优势种五个层次。分类方法如下：首先，根据不同的成因类型，将湿地划分为五个系统：海岸湿地、河口湿地、河流湿地、湖泊湿地和沼泽湿地；其次，根据湿地的水文特征，将其划分为子系统；根据优势植物的生活形态和湿地的外观特征，将其划分为湿地类型；根据不同的植被，将其划分为湿地类型，湿地亚类用附加优势种特征描述特殊的湿地特征。

Brinson的分类规则主要基于湿地的功能。该方法将湿地的地貌、水文和水动力特征视为湿地的三个同等重要的基本属性。分析湿地的第一步是将这三个特征划分为相应的功能湿地。根据湿地的地貌位置，可分为河流地貌系统、凹地地貌系统、海岸地貌系统和分布广泛的泥炭湿地四大类。根据湿地供水方式的不同，水文特征的分类可分为降水补给、地表洪水补给和地下水补给。根据湿地水流的强度和流向，水动力特性的分类可分为三类：垂直过流、非定向水平流和双向水平流。它可以在每个大组下进一步分类。

1.天然湿地与人工湿地

根据国外对湿地的研究和我国的实际情况，将湿地分为自然湿地和人工湿地两大类，共分为5大类28种类型。

（1）自然湿地

1）沼泽湿地

a.藓类沼泽：主要由藓类植物组成的泥炭沼泽，覆盖率为100%。

b.草本沼泽：以草本植物为主，植被覆盖率≥30%。

c.沼泽化草甸：包括分布于平原地区的沼泽化草甸和高山.高原性质的沼泽化草甸.冻原池塘和融雪形成的临时性水体。

d.灌丛沼泽：以灌木为主，植被覆盖率≥30%。

e.森林沼泽：主干明显，高6m左右，郁闭度≥0.2的水生植物群落沼泽。

f.内陆盐沼：主要分布在我国北方干旱.半干旱地区。由一年生和多年生盐生植物群落组成，含盐量≥0.6%，植被覆盖率≥30%。

g.地热湿地：由温泉水提供的沼泽湿地。

h.淡水泉或绿洲湿地。

2）湖泊湿地

a.永久性淡水湖：沿海地区以外常年积水的淡水湖。

b.季节性淡水湖：季节性或暂时性泛滥平原湖。

c.永久性咸水湖：常年积水的咸水湖。

d.季节性咸水湖：季节性或暂时性积水的咸水湖。

3）江河湖泊

a.永久性河流：不仅包括河床，也包括河流中面积小于100公顷的水库或池塘。

b.季节性或间歇性河流。

c.泛洪平原湿地：河流漫滩、漫滩、季节性漫滩草地等河流漫滩淹没区（以多年平均洪水位为准）。河水泛滥淹没（以多年平均洪水位为准）的河流两岸地势平坦地区，包括河滩、泛滥的河谷、季节性泛滥的草地

4）滨海湿地

a.浅水区：低潮时水深不大于6m，植被覆盖率小于30%的永久性水域，包括海湾和航道。

b.潮下带：在海洋低潮线以下，植被覆盖率≥30%，包括海草层和海草层。

c.珊瑚礁：珊瑚聚集和生长形成的湿地。包括珊瑚岛和珊瑚生长的海域。

d.岩石海岸：硬海岸，底部基底超过75%，植被覆盖率低于30%，包括岩石海岸岛屿和悬崖。

e.潮间带沙滩：潮间带植被覆盖率小于30%，底质以砂砾石为主。

f.潮间带淤泥质海滩：植被覆盖率小于30%，沉积物以淤泥为主。

g.潮间带盐沼：植被覆盖率≥30%的盐沼。

h.红树林沼泽：以红树林群落为主的潮间带沼泽。

i.沿海咸水湖：沿海地区的一个咸水湖。

j.沿海淡水湖：沿海地区的淡水湖。

k.河口水域：进口段潮汐边界（零潮差）与口外近岸段淡水舌前缘之间的永久水域。

5）三角洲湿地：河口地区由沙岛、沙洲、沙口发育而成的低冲积平原。

（2）人工湿地

a.水塘：如鱼虾塘。

b.池塘：面积小于8公顷的农业池塘和贮水池。

c.灌溉用地：包括灌溉渠系和水田。

d.农业漫滩：季节性淹没的农业用地，包括集约经营或放牧的草地。

e.盐田：盐干塘、盐矿田等。

f.蓄水区：由水库、拦河坝、堤防组成的蓄水区，一般大于8公顷。

g.矿区：积水坑、采水池。

h.废水处理场：废水场、处理槽、氧化槽等。

i.渠道和排水：输水系统。

j.地下水输送系统：具有人工管理和保护的溶洞水系统。

从工程实例来看，根据不同的配水方式或水流方式，一般分为自由表面流湿地（FWS）和潜流湿地（SFS）。潜流人工湿地包括水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地和潮汐潜流人工湿地。

1）自由表面流人工湿地

如图1—1所示，典型的FWS系统由水池或地沟组成，并设置了地下防水层，防止地下渗漏。污水在人工湿地土层表面流动，水位较浅，一般为0.1—0.6m，与后来引进的SFS系统相比，具有投资少、操作简单、运行成本低的优点，但缺点是负荷低、净化能力有限。氧气主要来源于水面的扩散和植物根系的运输，但运输能力非常有限。湿地系统的运行受自然气候条件影响较大，夏季容易滋生蚊蝇，气味难闻。

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图1—1　自由表面流人工湿地示意图

2）水平潜流人工湿地

潜流型湿地系统又称渗滤湿地系统（infiltration wetland）。在SFS系统中，污水在湿地床表面以下流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系、表层土和填料截留作用，提高处理效果和处理能力；另一方面由于地表水的流动，具有良好的保温性能，温度对处理效果影响不大，卫生条件好，是目前国际上研究和应用最多的湿地处理系统，但该系统的投资略高于FWS系统。

如图1—2所示，水平潜流湿地（Horizontal Subsurface Flow Wetland，简称HSF）的命名是因为污水从一端水平流过填料床。与自然地表流人工湿地相比，水平潜流人工湿地具有较高的水平负荷，对BOD、COD、SS、重金属等污染物的去除效果较好，臭味和镍生蚊蝇较少。但其脱氮除磷效果不如垂直潜流人工湿地。

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图1—2　水平潜流人工湿地

3）垂直潜流人工湿地

如图1—3所示，在垂直潜流人工湿地（Vertical Subsurface Wetland，简称VSW）中，污水从湿地表面垂直流向填料床底部或从底部垂直流向表面，填料床处于非饱和状态，氧气可以通过大气扩散和植物传播进入人工湿地。垂直潜流人工湿地的硝化能力高于水平潜流人工湿地，对高浓度氨氮（NH4+—N）废水的处理具有较大优势

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图1—3　垂直潜流人工湿地

4）潮汐潜流人工湿地

近年来，伯明翰大学对潮汐潜流人工湿地的研究提出，芦苇床按时间顺序交替充水排水，充水过程中排出床内空气，排水过程中的新鲜空气进入床上。伯明翰大学的最新研究结果表明，当水被排出，有机污染物留在基质中时，是耗氧量最大的时候。因此，排水过程中的新鲜空气可以作为去除污染物的氧源。通过这种水气交替运动，大大提高了氧的传递速率和耗量，大大提高了芦苇床的处理效果。但运行一段时间后，床层可能会被大量生物堵塞，限制了床层内的水和空气流动，降低了处理效果。因此，在设计中可考虑备用床交替运行，利用闲置时间进行生物降解。

2.河口滨海湿地、湖泊河流湿地和沼泽湿地

根据我国湿地研究和世界湿地调查，华东师范大学陆健健提出了类似《拉姆萨公约》的定义，将湿地分为河口海岸湿地、湖泊河流湿地和沼泽湿地三大系统，同时也涵盖了我国各类湿地的分类体系。具体分类如下。

系统一：河口滨海湿地

子系统1：潮下带湿地

型1：基岩质滨海湿地

型2：淤泥质（河口）滨海湿地

型3：生物礁滨海湿地

型4：藻床滨海湿地

子系统2：潮间带和沙洲离岛湿地

型5：滩涂湿地

亚型1：海草和芦苇潮滩湿地（又称：草本植物潮滩技

亚型2：红树林潮滩湿地（又称：灌木潮滩湿地）

亚型3：高盐碱潮滩湿地

型6：泥沙质滩涂湿地

型7：岩基海岸湿地

型8：离岛湿地

型9：沙洲湿地

系统二：湖泊河流湿地

子系统3：潮汐河湿地

型10：江河洲岛湿地

型11：潮汐河流湿地

子系统4：外流终年河湿地

型12：终年河河源湿地

型13：高位终年河湿地

型14：低位终年河和洪泛区

子系统5：内陆终年河湿地

型15：终年河道湿地

型16：河滩湿地

子系统5：间歇河湿地

型17：外流间歇河湿地

型18：内陆间歇河湿地

子系统7：浅水湖泊湿地

型19：浅淡水湖泊

型20：浅微咸水和咸水湖泊

型21：季节性湖泊

型22：淤塞性水库

子系统8：湖滩湿地

型23：深水湖湖滩

型24：湖滨湿草地

系统三：沼泽湿地

型25：漂浮状苔草沼泽

型26：丛生状苔草沼泽

型27：片状苔草沼泽

型28：芦苇沼泽

型29：灌木林沼泽

型30：乔木林沼泽

型31：苔鲜地衣沼泽

湿地分类与供水方式有关的特征分析

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