本案例位于上海市白牛鄉賢片區，是2018年原國土資源部“長三角地區生態化土地整治工程模式”課題的部分調研成果。

一 區域概況

項目區位于上海市松江區新浜鎮的西側，地處太湖流域碟形洼地的底部，地勢低平，河道成網，以種植水稻為主。項目區總面積708.45公頃，涉及陳堵村、許家草村、林建村、南楊村4個行政村共1127戶。白牛鄉賢片區位于項目區內，屬林建村，占地達5萬余平方米，片區南側為總面積約42000平方米的白牛塘水系，現由7個養殖塘由北向南依次排列組成。中部為水稻田種植區域，是撤村復耕之地，北側含部分整治后未拆除的農村宅基地。

二 存在的問題分析

1）水系污染嚴重，自凈能力較差。片區水體總體表現為淤泥層厚，水色缺乏自然，表面漂浮少量油污。局部水體因流動性極低形成死水，有輕度臭味。造成水質差的原因主要有如下兩個方面：①面源污染嚴重。主要是農田中的泥沙、營養鹽、農藥及其他污染物，在降水或灌溉過程中，通過農田地表徑流、壤中流、農田排水和地下滲漏，進入水體而造成的外源污染；同時水體底泥污染、魚類飼料過度投放及水生動物排泄物等內源污染也是不可忽視的因素。②自凈能力較差。水系內水生生物群落結構單一，物種多樣性低，生態系統自我調節能力與自凈能力較差。

2）農田效益不佳，蛙類多樣性較低。農田濕地內農用地布局較為規整，成網格狀肌理，以稻田為主，但稻田產量不高，景觀效益欠佳。目前，田內僅發現澤陸蛙、中華蟾蜍、飾紋姬蛙、黑斑側褶蛙、金線側褶蛙5種蛙類，物種多樣性較低，且種群數量較少。

3）道路坑洼不平，道林成分單一。田內道路坑洼不平，片區路面主要以水泥硬化路面及不平整土路為主，缺乏自然美感。道林分組成單一、結構簡單，僅分布有少量水杉、構樹，林下缺乏灌木與草本層配置，植物多樣性較低。

4）農民脫離生產，鄉村活力不足。片區處于上海遠郊農村，在城市輻射作用和吸納機制影響下，人口和資源逐漸往城市單向流動，農民脫離生產，身份非農化，大量勞動力資源投入城市而非改變鄉村面貌，導致了村莊發展的相對停滯。村莊演變成退養之地，主要為老年人生活休閑和居家養老場所，老齡化、空心化現象嚴重，鄉村活力不足。

三 污染阻隔工程概況

根據示范區農田污染調查結果，綜合考慮各種水處理技術的適用范圍和經濟技術可行性，并結合研究區地質、水文和農業種植制度，最終確定采用人工濕地技術治理農田灌溉水污染。在示范區內，選取現有廢棄池塘，在其周圍建設水閘和水泵以形成封閉水域，將上游灌溉水引入其中，利用水域內種植的各類水生植物來凈化農田灌溉水中的污染物質，從而形成表面流人工強化濕地。人工濕地運行后，將治理前后灌溉水中污染物指標以及清污灌區作物產量做對比，綜合評價灌溉水污染的修復效果。

1.工程背景

人工濕地位于研究區農業灌溉水引水入口處，面積約1.8萬平方米，主要由水稻田、廢棄魚塘和部分河灘濕地組成。其上游蓮柄港由上洞江、下洞江、南洋和北洋等河網組成，河網流域面積485.0平方千米，港道全長141.9千米，其中主港道長29.8千米，有效庫容為5000萬立方米。因構成的蓮柄港的河流港汊大多受流域內生活污水和養殖廢水的面源污染，因此從蓮柄港引入到人工濕地的水中有機污染物含量超標，農業灌溉水源受到有機污染。

2.設計進出水水質

根據農田灌溉水的污染特點、《GB 3838—2002 地表水環境質量標準》和《GB 5084—2005 農田灌溉水質標準》中基本控制項目，選定SS、COD和氨氮為主因子進行工程設計。日處理灌溉水量為5000米3/日，設計進水SS為130毫克/升、COD為86毫克/升、氨氮為3.5毫克/升，出水水質的SS達到《GB 5084—2005 農田灌溉水質標準》要求，即SS≤80毫克/升，COD和氨氮達到《GB 3838—2002 地表水環境質量標準》Ⅴ類水質要求，即COD≤40毫克/升、氨氮≤2毫克/升。

四 工程設計

設計思路：在項目區山頂村現有的池塘中建設水閘和水泵形成封閉的人工濕地，將上游稻田灌溉水引入人工濕地中，利用在濕地內種植的各類水生植物來凈化稻田灌溉水中的污染物質。

設計目的：利用人工濕地凈化含有有機污染物（COD）農田灌溉水，防止污水灌溉造成農田土壤污染。

設計原則：重點是對農田周圍濕地生態系統的人工重建，特別是在與陸地生態系統物質能量交換頻繁的河流入口處開展人工生態系統的重建。

1.工藝流程

根據上游河道的形狀及廢棄魚塘的地質特征，確定人工濕地的工藝方案為多級表面流人工強化濕地系統（圖4－6）。由蓮柄港的上游來水，經濕地入口水閘攔截后，由引水渠導流引入配水區，使污染灌溉水均勻分布到初沉凈化區，經短暫停留后，污水由重力流依次經過挺水植物凈化區、挺水與浮葉植物凈化區和沉水植物凈化區，完成污染物的去除后，由尾端集水渠匯集到出水導流區，經水泵抽提，引入事先劃定的清水灌區。

2.主要設計單元

（1）水閘

為調控濕地進出水，建有單孔水閘2座，其中1座為攔截上游來水，另1座為引水口。水閘設計閘前水深1.2米，水閘閘孔凈寬均為1.2米，閘底高程1.6米，水閘高為3.0米，閘槽深0.1米，水閘采用C25鋼筋砼閘門，高1.4米，厚0.1米，啟閉臺采用C25鋼筋砼，啟閉機采用2.5Ｔ手搖螺桿啟閉機。

通過水閘攔截，可抬高河水水位，形成河道蓄水塘，可有效減緩水速，通過物理沉淀作用去除部分懸浮物質，并由河道內水生植物對污水進行預充氧。高水位的污水通過重力流，由引水渠進入配水區，引水渠采用梯形土渠形式，長度約為50米，坡度為0.02％。

（2）配水區和初沉凈化區

為使污水均勻分布，多級表面流人工強化濕地系統的首個單元為面積603.88平方米的配水區，該區采用混凝土渠堰溢流布水，可有效地調節水質和水量，使污水均勻、緩慢地流到初沉凈化區，該區呈狹長形，面積為587.05平方米，進一步減緩水流速度，使大部分可沉降SS通過濕地系統中物理沉降作用去除，而部分膠體狀SS則通過與池底沙粒、淤泥的吸附、滯留、過濾作用得以去除。

（3）多級表面流人工強化濕地

依據灌溉水水量大、污染物濃度低且隨季節變化較大的特點，考慮到研究區環境及耕作條件，采用多級表面流人工強化濕地凈化農田灌溉水。濕地呈不規則形，以現有的池塘堤岸為邊界，分為3級串聯運行。濕地有效面積占總面積的82.4％，設計運行參數以水力負荷0.35米3/（米2·日）為限制性參數進行計算。

五 人工濕地設計

利用不同植物種類對水生生活的適應性狀不同，吸收水體中的特定污染物質；不同植物種類構成的生物群落共同作用，提高系統的穩定能力和自凈化能力（圖4－7、圖4－8）。