(連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 連云港 222000)

隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程的加快，城市原有的生態(tài)環(huán)境和水文特征被破壞，容易引發(fā)城市洪澇、水體黑臭等現(xiàn)象[1]。由于氣候變化加劇，極端天氣事件增加，學(xué)術(shù)界提出了“低碳城市”“韌性(彈性)城市”等減緩與適應(yīng)氣候變化的海綿城市發(fā)展概念。海綿城市通過雨水收集、儲存、滲透、凈化再利用從而涵養(yǎng)城市地下水源，是一種現(xiàn)代綠色城市可持續(xù)發(fā)展模式。2014年住建部、水利部、財政部聯(lián)合公布甄選建設(shè)海綿城市試點(diǎn)的通知，2015年國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》，同年決定先在16個試點(diǎn)城市進(jìn)行海綿城市建設(shè)，為解決城市居民最關(guān)心的城市內(nèi)澇、水體黑臭等問題，住建部于2019年發(fā)布了《海綿城市建設(shè)評價標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 51345—2018)，評價標(biāo)準(zhǔn)中提出水生態(tài)以及水環(huán)境的治理是海綿城市建設(shè)核心問題。

近年來，從海綿城市試點(diǎn)項(xiàng)目的實(shí)施現(xiàn)狀來看，大部分試點(diǎn)城市取得一定成效，但也存在一些迫切需要解決的問題，尤其是水生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)問題。本文介紹了連云港市徐圩新區(qū)核心區(qū)云湖水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建情況。項(xiàng)目實(shí)施后提高了城市洪澇災(zāi)害的自主調(diào)節(jié)能力，保護(hù)了人民群眾的生命和財產(chǎn)安全，可為類似區(qū)域海綿城市水生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)提供參考。

1 項(xiàng)目概況

云湖公園位于連云港海綿城市建設(shè)核心示范區(qū)徐圩新區(qū)，連云港市城區(qū)東南部，是國家東、中、西區(qū)域合作示范先導(dǎo)區(qū)，規(guī)劃面積1.4km2，其中水域面積0.7km2。徐圩新區(qū)核心區(qū)三面環(huán)水(見圖1)，東側(cè)為復(fù)堆河，南側(cè)為張圩港河，北側(cè)為劉圩港河，中心為云湖以及縱貫核心區(qū)東西的蒿東河，水系相互連通，互為補(bǔ)充，形成一套完整的河湖水網(wǎng)系統(tǒng)。云湖連通周邊河道的水體，其主要功能是調(diào)節(jié)該區(qū)域的氣候，收納周邊4.5km2范圍內(nèi)的城市排澇徑流，具有一定的調(diào)蓄能力，兼具良好的生態(tài)景觀水利風(fēng)景區(qū)，促進(jìn)了徐圩新區(qū)在海綿城市建設(shè)中的作用。

圖1 徐圩新區(qū)核心區(qū)水系建設(shè)現(xiàn)狀圖

2 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

徐圩新區(qū)是江蘇省沿海開發(fā)的主要實(shí)施載體，是連云港市委市政府“十三五”規(guī)劃確定的發(fā)展新型臨港產(chǎn)業(yè)的核心區(qū)。新區(qū)主要發(fā)展石化、先進(jìn)裝備制造、節(jié)能環(huán)保和現(xiàn)代港口物流等主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。然而在新區(qū)城建以及相關(guān)市政配套建設(shè)的過程中，導(dǎo)致云湖等核心水域受到地表雨水徑流污染，使得水體懸浮物劇增，水質(zhì)變差，水體植物處于富營養(yǎng)狀態(tài)，破壞了水生態(tài)系統(tǒng)平衡，影響了水體在徐圩新區(qū)海綿城市建設(shè)中的作用。為了發(fā)揮云湖水體在城市排澇以及景觀方面的作用，本文通過云湖水生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建與設(shè)計，以及水環(huán)境治理、流域綜合治理、黑臭水體治理，削減水體污染物總量，逐步恢復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)，改善河道周邊的防洪安全，促進(jìn)徐圩核心區(qū)域內(nèi)海綿城市的建設(shè)。項(xiàng)目設(shè)計目標(biāo)是將微生物附著基凈化工藝與水生態(tài)恢復(fù)有機(jī)結(jié)合，使得地表水由Ⅳ類凈化到Ⅲ～Ⅱ類(見表1)。

表1 云湖水生態(tài)設(shè)計目標(biāo)

3 主要技術(shù)措施

3.1 云湖水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建

3.1.1 技術(shù)路線

水生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建是通過對湖區(qū)污染特征進(jìn)行調(diào)查和分析，構(gòu)建高等水生植物群落、大型底棲動物群落，后期優(yōu)化調(diào)整與維護(hù)，營造良好的水體環(huán)境，使云湖形成結(jié)構(gòu)合理，具有一定抵抗與自我恢復(fù)能力的水生態(tài)系統(tǒng)[2-3]。由于徐圩新區(qū)降水淋洗大氣污染物，沖刷該區(qū)域大量建設(shè)中的建筑物、地面、廢渣、垃圾而形成較多的懸浮物、病原體、需氧有機(jī)物和植物營養(yǎng)素等污水污染物，根據(jù)其污染源特點(diǎn)設(shè)計將微生物附著基凈化工藝與水生態(tài)恢復(fù)有機(jī)結(jié)合，使得地表水Ⅳ類凈化到Ⅲ～Ⅱ類。云湖水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)路線見圖2。

3.1.2 云湖水質(zhì)凈化工藝流程

根據(jù)徐圩新區(qū)地貌地形及云湖水質(zhì)特點(diǎn)，設(shè)計云湖水質(zhì)凈化工藝流程為：通過初步凈化系統(tǒng)有效降低50%的懸浮物濃度(SS)，提高水體透明度，為湖區(qū)水生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造有利構(gòu)建條件，最終實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的有效提升。水質(zhì)凈化工藝設(shè)計流程見圖3。

圖2 云湖水生態(tài)系統(tǒng)技術(shù)路線圖

圖3 云湖水質(zhì)凈化工藝流程圖

3.1.3 水生態(tài)工程設(shè)計

a.基底環(huán)境改善工程設(shè)計。為滿足水生態(tài)恢復(fù)的基礎(chǔ)條件，不造成水資源浪費(fèi)，基礎(chǔ)條件改善只對水位下降后裸露的區(qū)域進(jìn)行適度基底環(huán)境改善，改善工藝流程為：曬塘-有害生物防控[4]，實(shí)施面積為149920萬m2。

b.微生物附著基凈化工藝設(shè)計。布置區(qū)域一：在善后河入西蒿東河水區(qū)域布置單株體微生物附著基，水位為1.60m，常態(tài)水下0.50m，布置河段長度為30.00m，共布置1667m2，單株體微生物附著基共計5000株，單株體有效高度約1.50m。布置區(qū)域二：在水深5.25m水域，布置單株體微生物附著基，水位為1.60m，常態(tài)水下0.50m，布置水域面積39078m2，共計117234株，單株體有效高度約1.50m。微生物附著基示意見圖4。

圖4 微生物附著基示意圖

3.1.4 清水型生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建工程設(shè)計

a.高等水生植物群落設(shè)計。高等水生植物為生態(tài)系統(tǒng)最重要的初級生產(chǎn)力，也是生態(tài)系統(tǒng)的核心組成部分，通過對挺水植物、浮葉植物、沉水植物等不同的水生植物進(jìn)行群落設(shè)計，使水生植物直接吸收水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，控制藻類的發(fā)展。為凈化云湖水生態(tài)環(huán)境，主要種植以沉水植物、苦草、眼子菜科植物、金魚藻、黑藻為主的群落，種植面積為湖區(qū)水面積的25%，大約175000m2。水生植物群落意向見圖5。

圖5 水生植物群落意向圖

b.大型底棲動物群落構(gòu)建。由于湖水凈化產(chǎn)生大量微型生物，為維持湖泊生態(tài)平衡，應(yīng)構(gòu)建主要包括螺類、蚌類等腹足類和雙殼類等重要的底棲動物群落。通過其攝食性可有效過濾水體及沉積的有機(jī)碎屑，使?fàn)I養(yǎng)鹽進(jìn)入食物網(wǎng)鏈再得以循環(huán)，從而使云湖整體上能維持營養(yǎng)鹽平衡，對水域生態(tài)環(huán)境的修復(fù)起到重要的作用。在底棲動物群落構(gòu)建過程中，主要放養(yǎng)以銅銹環(huán)棱螺、湖蚌、河蚌等品種為主的螺、蚌各1200kg。大型底棲動物群落意向見圖6。

圖6 大型底棲動物群落意向圖

c.魚類生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建。為保證云湖水體水生植物的生長，提高湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)生物的多樣性，根據(jù)區(qū)域氣候條件以及地質(zhì)地貌，選取合理的魚類種群構(gòu)建魚類生態(tài)系統(tǒng)。種群結(jié)構(gòu)必須完善湖泊生態(tài)系統(tǒng)的生物鏈，利于水質(zhì)凈化，根據(jù)湖區(qū)的特點(diǎn)主要投放以下肉食性魚類：1250尾烏鱧魚、625尾鱸魚和500尾眼斑擬石首魚。通過后期調(diào)查追蹤優(yōu)化，構(gòu)建了穩(wěn)定的良性循環(huán)的魚類生態(tài)系統(tǒng)，有利于水質(zhì)改善和提升。

3.2 云湖調(diào)水排鹽

通過圍堰將云湖附近區(qū)域內(nèi)水系與外部隔斷，同時需保障區(qū)域內(nèi)各河道之間連通。利用海水退潮時段，關(guān)閉張圩港河進(jìn)水閘，通過張圩港泵閘將區(qū)域內(nèi)所有河水排海。待區(qū)域內(nèi)河水排盡后，關(guān)閉張圩港泵閘，同時根據(jù)上游水量開啟張圩港河進(jìn)水閘，通過張圩港河為區(qū)域內(nèi)河道補(bǔ)充淡水(所需淡水總量約676萬m3)，待河道補(bǔ)滿水后，關(guān)閉善后新閘和張圩港河進(jìn)水閘。云湖補(bǔ)水管道布置見圖7。在復(fù)堆河(縱五路—中通道段)、張圩港河、方洋河、中心河設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，定期監(jiān)測河水氯離子含量，待區(qū)域內(nèi)河水中氯離子濃度達(dá)到5000mg/L時，開啟張圩港泵閘進(jìn)行排水，待水排盡后重新補(bǔ)入淡水，周而復(fù)始，從而達(dá)到不斷洗鹽排堿的目的，避免該片區(qū)鹽堿化大面積發(fā)生，凈化了耕地，改善了農(nóng)作物的生長環(huán)境，有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

圖7 云湖補(bǔ)水管道布置總圖

4 云湖的主要功能成效

徐圩新區(qū)海綿城市的建設(shè)有利于區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)要素、成分、秩序、生態(tài)位與水系統(tǒng)的修復(fù)，其最終目的是修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和建立生態(tài)型排水體系。通過云湖水生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建以及水質(zhì)凈化工藝的處理，使云湖在徐圩海綿城市建設(shè)的過程中，充分發(fā)揮云湖以及周邊的水網(wǎng)系統(tǒng)在“滲、滯、蓄、凈、用、排”6個方面的作用，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)以及社會效益，促進(jìn)海綿城市的建設(shè)。具體體現(xiàn)在以下幾方面：

a.提升排澇能力，降低內(nèi)澇，減少洪災(zāi)造成的損失。徐圩新區(qū)在海綿城市建設(shè)過程中，綜合采用了雨洪滯蓄、排水系統(tǒng)提標(biāo)、源頭減量等多重措施，建成完整的城市排水體系，增強(qiáng)城市洪澇災(zāi)害的抵抗能力。通過大、小、微排水系統(tǒng)與城市河道的互相配合、有機(jī)銜接，有效提升城市抵抗極端暴雨的能力，降低了城市積澇程度，減少了內(nèi)澇造成的經(jīng)濟(jì)損失，提高了城市運(yùn)行的安全性[5]。

b.加大調(diào)蓄容積，合理綜合利用雨水資源。連云港市是水質(zhì)型缺水城市，雨水利用應(yīng)因地制宜，加強(qiáng)雨水儲存。對于已開發(fā)區(qū)域尤其是居住區(qū)的設(shè)施改造和建設(shè)，可利用雨水桶等海綿滯蓄措施增加調(diào)蓄容積，其調(diào)蓄的雨水可用于綠化灌溉及道路清洗等。

c.削減雨水徑流中的污染物。海綿城市建設(shè)過程中，從源頭削弱污染物對當(dāng)?shù)卦到y(tǒng)、環(huán)境的影響，顯著減少雨水徑流中的污染物。通過云湖水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)與構(gòu)建，營造良好的水體環(huán)境，存蓄區(qū)域內(nèi)的降水打造供人休憩的云湖景區(qū)花園。建造低洼綠地，使用透水性良好的鋪地材料，不僅起著美化城市的作用，而且依靠土地、植被、微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)可以顯著減少地表水體中的污染物濃度，凈化雨水徑流[6]。

d.提高城市生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會綜合效益，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展[7]?！昂＞d城市”的建設(shè)一定程度上改善了城市水生態(tài)微循環(huán)，通過科學(xué)、合理地建設(shè)綠色基礎(chǔ)設(shè)施，為城市帶來較好的生態(tài)效益，具體體現(xiàn)在：各類綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施使得植被群落層次得以豐富，有效改善城市的空氣質(zhì)量；水生態(tài)環(huán)境修復(fù)，增加了綠色植被，改善和美化了人居環(huán)境；通過“滲”“蓄”“凈”等工程的建設(shè)為各種生物提供了更多的繁殖與棲息場所，保護(hù)了水系統(tǒng)內(nèi)各種動植物的生長、繁衍環(huán)境[8]，構(gòu)建了具有較強(qiáng)的自我調(diào)節(jié)能力的水生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了“山秀、湖清、河暢、水凈、景美”總體目標(biāo)[9-11]。

5 結(jié) 語

本文通過對云湖污染特征進(jìn)行調(diào)查和分析，構(gòu)建高等水生植物群落、大型底棲動物群落，通過后期優(yōu)化調(diào)整與維護(hù)，營造良好的水體環(huán)境，使云湖形成結(jié)構(gòu)合理，具有一定抵抗與自我恢復(fù)能力的水生態(tài)系統(tǒng)。設(shè)計將微生物附著基凈化工藝與水生態(tài)恢復(fù)有機(jī)結(jié)合，將地表水從Ⅳ類凈化到Ⅲ～Ⅱ類，通過初步凈化系統(tǒng)有效降低50%的SS，提高水體透明度，為湖區(qū)水生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造有利構(gòu)建條件，最終實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的有效提升，打造徐圩新區(qū)綠色生態(tài)長廊。通過云湖水生態(tài)系統(tǒng)合理構(gòu)建和云湖調(diào)水排鹽，合理利用雨水資源，削減雨水徑流中的污染物，減少水環(huán)境污染治理費(fèi)用，提升排澇能力，降低內(nèi)澇和洪災(zāi)造成的損失，取得一定經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，有助于打造蘇北沿海海綿城市建設(shè)典范，實(shí)現(xiàn)綠色、可持續(xù)、低碳城市發(fā)展模式。