楊賢群

（江蘇永威環(huán)境科技股份有限公司，江蘇 南京210029）

1 治理前水環(huán)境現(xiàn)狀

1.1 水環(huán)境概況

蕪湖某湖公園是蕪湖市第二等級城市公園，是蕪湖市重要的景觀水體，是蕪湖市鏡湖區(qū)內(nèi)較大的調(diào)蓄水面之一，總面積約13萬m2。某湖公園一共分為A、B、C三個水體區(qū)域，本次研究水體為C區(qū)，水體平均水深約2.0m，面積約52000m2，庫容約104000m3，屬于淺水景觀湖。

1.2 水質(zhì)情況調(diào)查

研究水體受周邊雨污水、城市地表徑流以往漁業(yè)養(yǎng)殖等的多重影響，湖泊水體水質(zhì)渾濁，部分區(qū)域臭味明顯，水體藻華嚴重。對水質(zhì)進行了取樣分析，具體水質(zhì)數(shù)據(jù)見表1。

由表1得知，水體氮、磷營養(yǎng)鹽超標嚴重，參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）Ⅴ類標準，分別超標2.14倍、1.55倍，而溶解氧處于較低水平；參照《城市黑臭水體污染程度分級標準》，透明度SD、氧化還原點位ORP均達到輕度黑臭標準。

1.3 底泥狀況調(diào)查

底泥污染的長期淤積，使湖泊的調(diào)蓄能力降低，退化水生態(tài)系統(tǒng)，引起河湖水體內(nèi)源二次污染。研究水體多年未經(jīng)清淤，湖底存在一定的淤積，平均達到約50cm。對其進行底泥監(jiān)測采樣分析，檢測指標涵蓋了全氮、全磷、有機質(zhì)這3項指標，根據(jù)《全國土壤普查養(yǎng)分分級標準》情況，總體看來，某湖公園水體底泥養(yǎng)分處于很豐富水平。其中全氮3.3g/kg，處于1級很豐富水平；有機質(zhì)5.2g/kg，處于1級很豐富水平；全磷0.86g/kg，處于2級豐富水平。

1.4 水生態(tài)環(huán)境調(diào)查

湖體內(nèi)無沉水植物，岸帶挺水植物植被稀疏，水中能見少量野雜魚類，整體未見底棲動物存活。研究水體呈現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)薄弱、水體流動性差、自凈能力低下等多方面問題，導致水體服務功能喪失或降低。

對比試驗板選擇在相同的工況環(huán)境下進行焊接，最終經(jīng)無損檢測合格后進行理化檢測試驗，檢測內(nèi)容包括焊縫金相顯微組織、拉伸試驗、沖擊試驗、焊接接頭硬度。

1.5 富營養(yǎng)化評價

水體富營養(yǎng)化是一種有機型污染，主要指氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)含量過多所引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象[1]。根據(jù)表1水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)，使用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法（TLI（Σ）），系統(tǒng)地開展對某湖公園水體富營養(yǎng)化評價，水體的綜合富營養(yǎng)化指數(shù)為74.92，整個水體基本處于重度富營養(yǎng)狀態(tài)。

表1 水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)表 單位：mg/L

1.6 水體服務功能情況

根據(jù)蕪湖市某湖公園的功能定位，某湖公園水體其生態(tài)價值大致包括：休閑娛樂、蓄水涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、大氣調(diào)節(jié)、科研教育、豐富生物多樣性、提供良好生態(tài)環(huán)境等價值。然而，隨著研究水體水質(zhì)污染惡化，涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、科研教育、豐富生物多樣性、提供良好生態(tài)環(huán)境等價值將無法實現(xiàn)，而娛樂休閑價值、調(diào)節(jié)大氣價值也大幅降低。

2 可行性分析

通過調(diào)查結(jié)果顯示，研究水體屬于目前城市河湖水體較為典型的污染特征。但水體水環(huán)境特征、駁岸形態(tài)、基底條件均利于水生態(tài)系統(tǒng)的恢復；水利蓄水量滿足要求；經(jīng)過截污、清淤等手段，水體污染負荷可以控制在水生態(tài)系統(tǒng)可承受范圍之內(nèi)。因此，某湖公園水體水生態(tài)修復工程具備實施條件。

3 生態(tài)修復方案

針對研究水體存在的問題及建設目標，因地制宜地確定以生態(tài)修復技術(shù)為核心技術(shù)手段，從“岸帶”——“水體”——“底質(zhì)”，再從“水面”——“水下”——“水底”全方位對水體進行有效的污染治理及生態(tài)恢復，具體采用污染源控制、水生態(tài)系統(tǒng)修復、水質(zhì)凈化及景觀提升技術(shù)和生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整等方面著手，削減水體污染物含量、改善提升水質(zhì)感官指標，實現(xiàn)研究水體服務功能。

3.1 污染源控制

3.1.1 外源污染控制

（1）截污改造及管道污染物清除

針對研究水體周邊存在的破損、漏接、錯接的管網(wǎng)進行統(tǒng)一改造或新建，確保污水全部接入污水管網(wǎng)，減少污染進入研究水體。影響范圍內(nèi)管網(wǎng)由于自然沉積的淤泥等污染物將會被雨水裹挾沖刷進入水體內(nèi)，造成持續(xù)性污染，因此，對影響范圍內(nèi)直接排入水體的雨水主干管道進行清淤疏浚。

（2）初期雨水處理

據(jù)研究，雨水通過徑流帶來的面源污染已經(jīng)成為影響城市河湖水體污染的重要因素，主要污染形式有初期雨水直排、雨季管道溢流、地表徑流等，當這些污染遠遠超過水體環(huán)境容量時，水體會逐步發(fā)展成為黑臭水體，使水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能遭到了嚴重破壞[2]。根據(jù)前期現(xiàn)場勘查，目前水體有5處雨水排口，根據(jù)不同管徑及水量設置5套不同規(guī)模的點源排口處理系統(tǒng)。

3.1.2 內(nèi)源污染控制

結(jié)合某湖公園水體實地情況，采用干式清淤法結(jié)合生態(tài)清淤理念，即降低湖區(qū)水位，清除表層污染嚴重的底泥，預留5～10cm底泥層，保護湖底原狀底泥，以利于沉水植物、底棲動物、土著微生物的生態(tài)重建，實現(xiàn)生態(tài)清淤的目的。

3.2 水生態(tài)系統(tǒng)恢復

3.2.1 湖底原位修復凈化技術(shù)

為控制清淤之后底泥不平衡釋放的問題，全水域底質(zhì)采用底泥緩釋型修復顆粒10t（約200g/m2），對預留底泥層進行消解，固化、降解有機質(zhì)，調(diào)節(jié)pH，滅殺有害菌類，利于后期沉水植物、挺水植物、浮葉植物的種植并提高其成活率。

3.2.2 水下生態(tài)自凈系統(tǒng)構(gòu)建

高等水生植物群落是生態(tài)系統(tǒng)最重要的生產(chǎn)者，也是生態(tài)系統(tǒng)的核心組成部分，構(gòu)建由沉水植物、挺水植物、浮葉植物及其根際微生物等組成的復合生態(tài)系統(tǒng)[3]。除此之外，水下生態(tài)自凈系統(tǒng)還包括水生動物群落構(gòu)建，魚類、大型底氣動物群落構(gòu)建等。

（1）沉水植物群落構(gòu)建

沉水植物是高等水生植物群落中最重要的組成要素，它能吸收大量水體中的營養(yǎng)物質(zhì)，與此同時，通過沉水植物光合作用增加水體原生氧，提高水體溶解氧，減少底泥的再懸浮，增加水體的透明度；另外，沉水植物分泌的一些化感物質(zhì)和營養(yǎng)競爭等方式可以有效抑制藻類的生長[4]。

本項目沉水植物主要選取品種有苦草、金魚藻、穗狀狐尾藻、輪葉黑藻、竹葉眼子菜等。根據(jù)沉水植物生態(tài)位、對水體透明度的要求及后期運行維護的需求，對沉水植物進行淺水區(qū)、較深區(qū)、深水區(qū)三個分區(qū)種植。在淺水區(qū)種植活和播種苦草、金魚草、穗狀狐尾藻，其中苦草種植面積19300m2，播種500kg，金魚草種植面積3860m2，穗狀狐尾藻3860m2，共計27020m2。在較深區(qū)域種植以輪葉黑藻、竹葉眼子菜，其中竹葉眼子菜9650m2，播種200kg；竹葉眼子菜種植面積1930m2。種植密度均在80～120株/m2，采用直接扦插法種植，插入底泥4-6cm。

（2）岸帶挺水植物群落構(gòu)建

岸帶挺水植物群落對沿湖岸面源地表徑流污染進行攔截、吸收、吸附處理等，降低污染物對研究水體的沖擊，形成一道天然的緩沖屏障。本研究一共種植挺水植物帶總面積1800m2，選擇香蒲、雨久花、花黃鳶尾、再力花、旱傘草、千屈菜、花葉蘆竹、水生美人蕉等8個品種交替種植，種植寬度2～5m不等，在保證攔截效果的同時，保證一定的景觀效果。

（3）過渡帶浮葉植物群落構(gòu)建

浮葉植物也是水生植物的主要組成部分。浮葉植物常作為治理富營養(yǎng)化水體的先鋒種，用以控制浮游植物，改善水體透明度，為其他水生植物恢復創(chuàng)造條件。浮葉植物群落的恢復和重建是重建富營養(yǎng)化淺水湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要措施之一[5]。設計距沿岸2～10m，50～100cm水深范圍內(nèi)種植景觀睡蓮825m2，荷花450m2，菱角225m2，考慮到浮葉植物自然繁衍的不可控性，主要采取盆栽的方式種植。

（4）魚類群落構(gòu)建

魚類的群落構(gòu)建主要設計慮食性白鰱、鳙魚，肉食性烏鱧、黃顙魚，完善水生態(tài)食物鏈。濾食性魚類主要以浮游植物和浮游動物為食，可以適當去除水體藻類的含量，有效控制水體富營養(yǎng)化藻類的爆發(fā)；肉食性魚類主要以小型魚類、昆蟲等為食，適當放養(yǎng)可以均衡魚類結(jié)構(gòu)，減少野雜魚對沉水植物的過渡牧食。具體放養(yǎng)白鰱3827kg，鳙魚333kg，烏鱧120kg，黃顙魚280kg。

（5）大型底棲動物構(gòu)建

在水生態(tài)系統(tǒng)中，大型底棲無脊椎動物對物質(zhì)分解起著重要作用，是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)、能量流動中積極的消費和轉(zhuǎn)移者，并通過攝食、掘穴和建管等擾動活動直接或間接地影響著水生態(tài)系統(tǒng)[6]。腹足類銅銹環(huán)棱螺、雙殼類河蜆、三角帆蚌主要以有機碎屑等為食，適當放養(yǎng)可有效去除、過濾上覆水懸浮顆粒和浮游藻類，提高水體透明度，改變可溶解性氮、磷形態(tài)[7]。按研究水體總水域面積進行大型底棲動物自然放養(yǎng)，其中腹足類銅銹環(huán)棱螺放養(yǎng)密度為36g/m2，共計1900kg；雙殼類河蜆、三角帆蚌按1：3的配比進行組合放養(yǎng)，放養(yǎng)密度為24g/m2，共計1260kg。后期大型底棲動物依據(jù)其自然繁殖能力進行擴展，不斷豐富生物總量。

3.3 水質(zhì)凈化及景觀提升技術(shù)

水質(zhì)凈化及景觀提升技術(shù)是將復合生態(tài)浮島、浮水噴泉、仿生人工水草、微生物菌種等進行技術(shù)集成，發(fā)揮各自優(yōu)勢，輔助完成水體生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建。復合生態(tài)浮島總布設面積2000m2，布設形式有環(huán)形組合浮島和長方形浮島兩種。布設7套1.5kW浮水噴泉，其中6套噴泉組成兩套組合噴泉，景觀效果突出。仿生人工水草布設4200m2，布設在深水區(qū)，補充可能由于沉水植物對光照、水深、季節(jié)上的缺位。水生態(tài)系統(tǒng)中，微生物通過氧化、還原、光合、同化、異化把有機物轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚幕衔?，凈化水質(zhì)，從而維持水生態(tài)系統(tǒng)中水生植物、水生動物、水質(zhì)間的平衡[8]。微生物菌劑主要成分為光合細菌、硝化細菌、反硝化細菌、硫化細菌等液態(tài)有益微生物，共計15t，分批次投撒。

3.4 生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整

優(yōu)化調(diào)整工作是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、長效運行的重要基礎(chǔ)。本優(yōu)化調(diào)整工作內(nèi)容包括：通過人為干預與自然選擇有效結(jié)合，對水體進行水質(zhì)情況與生物量跟蹤監(jiān)測，實現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)完整、延長的生產(chǎn)者——消費者——分解者食物鏈，充分發(fā)揮各生物生態(tài)位優(yōu)勢，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)控。

4 結(jié)論

研究水體通過生態(tài)系統(tǒng)修復主要水質(zhì)指標溶解氧、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總磷均達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）Ⅴ類標準；經(jīng)過一年的運行，水體生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復，如上主要指標已達Ⅳ類標準，透明度達1m，OPR達到220mv以上，淺水區(qū)呈現(xiàn)“水清岸綠，魚翔淺底”的景象。

研究水體的生態(tài)系統(tǒng)修復實現(xiàn)了現(xiàn)代城市綠色新技術(shù)、新理念與社會、環(huán)境、人文等多種因素的有機結(jié)合。遵循生態(tài)優(yōu)先、生態(tài)安全的原則，恢復水生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)某湖公園水體休閑娛樂、蓄水涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、大氣調(diào)節(jié)、科研教育、豐富生物多樣性、提供良好生態(tài)環(huán)境等多重價值，穩(wěn)定且長效地運行。

城市河湖水體生態(tài)修復技術(shù)的應用具有很強的靈活性和可實際操作性，本案為城市河湖水體生態(tài)治理、生態(tài)修復并重提供決策思路與方法理論及工程實例支撐，具有實際應用及推廣價值。