加利福尼亞州——廢水污染| 珊瑚礁恢復力

人工濕地處理都市徑流 25 年

活動地點

美國加利福尼亞州

所面臨的挑戰

來自加州南部城市科斯塔梅薩、紐波特海灘、塔斯汀、森林湖和歐文的雨水徑流直接排入聖地牙哥溪流域和上紐波特灣環境敏感的河口環境。這些地區城市化進程的加快導致了更大面積的鋪砌和不透水的土地覆蓋範圍——這些表面無法吸收或過濾雨水，因此增加了水道徑流。從歷史上看，進入上紐波特灣的城市徑流和污染會因為過量的營養物質（如氮和磷）進入水中而導致富營養化，從而威脅人類和海洋生態系統的健康。

營養負荷的增加導致藻類過度生長、沿海水域酸化以及水中溶解氧的消耗。這些環境影響使棲息地不適合許多海洋生物，導致魚類、無脊椎動物和其他水生生物死亡。污染和水質差也會導致海灘和漁業關閉； 2005 年對聖安娜河（毗鄰聖地亞哥河）的雨水徑流影響進行的一項研究發現，由於糞便指示細菌的存在，該河的徑流超出了加州安全海水浴水標準的限制 500%。

由於養分投入較多，快速生長的藻類、浮萍和蚊蕨（左）在夏季開花。這些生物的過度生長會消耗水體中的氧氣並阻止陽光到達水下植物，使水生生物無法生存。浮油（右）被濕地捕獲。照片©莫懷斯

所採取的行動

爾灣牧場水區 (IRWD) 為爾灣市的客戶提供清潔安全的飲用水，淨化廢水以產生再生水，並處理城市徑流以保護和改善周圍環境。為了減少城市徑流污染，IRWD 及其鄰近城市和地區制定了一項計劃，使用基於自然的解決方案來滿足區域水質處理需求，而不是傳統的灰色基礎設施（例如排水溝、排水溝、暴雨下水道、蓄水池）。使用傳統的灰色基礎設施處理城市徑流通常成本高昂，因為需要處理的水量很大，而且由於暴雨排水基礎設施和非點源污染造成的額外徑流，可能具有挑戰性。

基於自然的解決方案利用與植物或微生物相關的自然過程來捕獲和過濾受污染的地表水和地下水，然後再將其排入海洋。這些解決方案具有提供和增強棲息地以支持生物多樣性的額外好處，同時促進娛樂（包括漁業和旅遊業），提供教育機會，並提供優於其他處理技術的美學效益。 IRWD 的計劃旨在透過將一種基於自然的解決方案——人工水質處理 (WQT) 濕地——納入該市的雨水基礎設施來改善聖地亞哥河及其支流的水質。 IRWD 計劃要求開發商將 WQT 濕地納入新開發或建設的任何城市景觀中。濕地在雨水回流到雨水排水系統之前捕獲並過濾雨水和排水溝的水。

WQT 濕地是解決區域水質處理需求的高效策略，因為：

WQT 濕地是一項經過驗證的技術，已經使用了二十多年。
WQT 濕地網路可以解決現有和未來開發的污染物源以及面源污染物。
WQT 濕地可以增強流域的棲息地和自然資源.

正在興建中的WQT濕地。 WQT 濕地的設計考慮了海拔變化，允許形成渠道、池塘、窪地和高地棲息地區域。照片©莫懷斯

隨著聖地牙哥溪流域土地的開發，IRWD 與開發商合作，將 WQT 濕地納入城市景觀，作為更大的城市雨水排放系統的一部分。 IRWD 遵循詳細程序來告知 WQT 濕地的選址和建設：

選址。 IRWD 根據某個流域所在的流域（例如社區、學校、購物中心）來選擇濕地地點。開發商需要將 WQT 濕地納入其雨水設計中。
植物鑑定。 開發商還被要求在濕地種植中使用加州原生植物，包括高地地區的耐旱植物、原生草類和水生植物，如蘆葦、莎草和水生植物。 耶爾巴曼薩 （多年生草本植物）生於水生區域。
檢查與管理。 一旦開發商建造了流域並種植了植被，IRWD 就會在簽署施工計劃之前進行自行檢查。 IRWD 批准施工後，他們負責現場管理和維護活動，包括根據需要清除雜草和沈積物。
監測。 IRWD 每週監測其人工濕地並收集有關流量、養分和污染減少等功能的數據。
外展和標誌. IRWD 進行外展活動，包括參觀和實地考察，以提高公眾對濕地如何透過自然過程幫助過濾和清潔水的了解。此外，濕地周圍的標誌有助於說明和解釋自然濕地和處理濕地如何減少到達水道的污染物。

人工濕地。照片©莫懷斯

它有多成功？

自從 IRWD 創建第一個人工濕地以來，IRWD 的服務區又新增了 46 個 WQT 濕地。對濕地及其流出量的持續監測表明，WQT 濕地是減少雨水徑流污染的可行解決方案。其他成功包括：

污染物減少。 在整個流域流域上游實施濕地減少了營養物質、沉積物、脂肪/油/油脂和其他可能到達生態敏感區域的污染物。從 2021 年到 2022 年，IRWD 的 WQT 站點從聖地牙哥溪流域去除了約 51,000 磅氮、2,000 磅磷和 160 磅硒。這些氮足以給 1,000 多英畝的土地施肥！
滿足許可要求。 WQT 濕地允許 IRWD 建立信用，以維持其在污染物排放許可要求範圍內的地位。由於地下水補給對於該地區的土壤類型和淺層地下水來說是不可行的，因此濕地是 IRWD 維持其許可證狀態的最佳選擇。

經驗教訓和建議

利用試點計畫來證明成功。 IRWD 於 1999 年在聖華金沼澤建立了其係統中的第一個 WQT 濕地。測試流出的監測結果表明，水質顯著改善，有害藻華減少。聖華金 WQT 濕地是在聖地牙哥溪流域新增 46 個濕地的試驗。
擴大基於自然的解決方案的實施。 隨著爾灣市和 IRWD 服務區其他地區的人口持續增長，繼續將 WQT 場地納入處理新社區城市徑流的開發計劃將是有益的。將 WQT 濕地與其他保護和管理工具結合起來可以完全消除向流域排放污染物。這些處理濕地還可以作為其他基於自然的解決方案的藍圖，這些解決方案可以納入類似的城市化景觀中。
結合使用基於自然的解決方案和傳統基礎設施。 源頭和區域處理類型的雙重方法有助於針對各種水污染源。在聖地牙哥溪流域等都市化地區，雙重方法比單一處理方法更能有效解決水質問題。
與社區互動。 城市 WQT 濕地網絡向公眾開放，為與社區成員、兒童、教師和環境倡導者討論清潔和維護健康水道的重要性打開了大門。在交通繁忙的濕地設置解說標誌也增強了人們對基於自然的解決方案重要性的教育。

資金摘要

這些城市處理濕地的建設成本估計約為 200,000 萬美元至 $250,000 每個濕地, 其中包括場地準備、土方工程、結構工程, 和收尾工作如種植和填充處置。這成本並不佔徵地。開發商負責為新開發案設施的建設提供資金。為聖地牙哥河現有已開發地區提供水質處理的區域項目 watersshed 被視為公共開支，因此由公共資金來源組合資助，包括州和聯邦撥款、土地所有者和建築費以及納稅人費用。

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