景觀水體生態(tài)凈化系統(tǒng)在海珠區(qū)兒童公園中的應(yīng)用及研究

羅嘉歡　張麗杰

摘要：以景觀水體為研究對象，通過改造水下地形、地質(zhì)改良，引入多種植物、魚類、底棲軟體動物及蝦等物種，在人工造流循環(huán)及管控下達(dá)成對景觀水體的生態(tài)凈化修復(fù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行后，景觀水體中OODcr去除率達(dá)到91.2%；TN、TP及NH4-N去除率分別達(dá)到95.1%、88.2%和96.9%。

關(guān)鍵詞：景觀水體；生態(tài)凈化；去氮除磷 文章編號：1671-2641（2015）05-0003-49

中圖分類號：TU986 收稿日期：2015-08-05

城市景觀水體可以美化城市環(huán)境，具有承載水體循環(huán)、改善區(qū)域小氣候、有效調(diào)節(jié)城市生態(tài)環(huán)境和解決城市熱島效應(yīng)的作用，實(shí)用生態(tài)價值較高，是現(xiàn)代城市建設(shè)的重要內(nèi)容。

目前，《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中明文規(guī)定景觀用水水源不得采用市政自來水及地下井水。然而，過去許多的公共綠地、公園等場地所設(shè)置的景觀用水水源大多數(shù)來自市政自來水，由于沒有考慮其運(yùn)行成本，加上沒有配備相應(yīng)的水處理循環(huán)及凈化系統(tǒng)，許多城市景觀水體藻類大量繁殖、水體變黑發(fā)臭，富營養(yǎng)化日趨嚴(yán)重，景觀功能盡失，嚴(yán)重影響周圍自然環(huán)境和居民生活環(huán)境。

如何有效利用城市水資源，更好地發(fā)揮城市園林的景觀效益和生態(tài)效益，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)引起社會的高度關(guān)注。

本文通過海珠區(qū)兒童公園景觀水體生態(tài)凈化系統(tǒng)工程的建設(shè)，介紹人工節(jié)水型生態(tài)凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些理念和基本設(shè)計(jì)程序，并通過該工程實(shí)例研究生態(tài)凈化系統(tǒng)的一些凈化能力特性。

1景觀水體現(xiàn)狀及存在問題分析

海珠區(qū)兒童公園一期工程人工湖水處理項(xiàng)目涉及的治理水域面積約780m²，平均水深大于0.6m。景區(qū)水體岸線示意圖見圖1。

為更充分地利用好周邊地理環(huán)境，設(shè)計(jì)出一個節(jié)水生態(tài)水體凈化處理方案，重點(diǎn)調(diào)查了水體富營養(yǎng)化的主要成因。

1.1水源條件的影響

該景觀水的水源主要為自然集雨水或附近的河涌水。雖然近年來政府加大了整治河涌的力度，但由于河涌受污染的時間長且污染物成份復(fù)雜，大多河涌水質(zhì)指標(biāo)還達(dá)不到景觀水質(zhì)的要求。另外，廣州地處珠江流域下游，上游大量富營養(yǎng)物質(zhì)積聚在此，造成河道水源中所含的氮（N）、磷（P）、碳（C）和鉀（K）等元素較高。

1.2面污染源的影響

景觀水體地勢較低，雨水的沖刷和澆灌水的滲透，將周邊植被中的N、P、K等營養(yǎng)物質(zhì)、農(nóng)藥以及樹葉、枯草等匯集到景區(qū)水體中，使水質(zhì)進(jìn)一步惡化。

1.3社區(qū)周邊環(huán)境活動的影響

相對于周邊整體開放的大環(huán)境（大量污水及中水匯入），景觀水體環(huán)境容量顯得較為弱小，水體自凈能力差。水中自然生物群落極少，生物多樣性差，不能建立完整的生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者三者健全的生態(tài)鏈系統(tǒng)以消除周邊環(huán)境活動持續(xù)帶來的污染源。

1.4景觀湖面及岸線特點(diǎn)

景區(qū)水域面狹長、水體流動性較差，出現(xiàn)死角的區(qū)域較多，各種污染物較易沉積在該處，成為湖中的一個內(nèi)部污染源。

1.5藍(lán)綠藻入侵

水體富營養(yǎng)化時，藍(lán)綠藻繁殖速度極快，并消耗掉水體中大量的溶解氧，影響各種水生動植物的正常生長，嚴(yán)重時會造成水生動物缺氧死亡。

2景觀水體生態(tài)凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1水質(zhì)生態(tài)凈化系統(tǒng)方案優(yōu)化

為更好地了解景觀水體中污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，利用水動力學(xué)一水質(zhì)模型定性、定量預(yù)測分析水體的水動力學(xué)特征、全年水質(zhì)變化趨勢，并以此為依據(jù)展開水質(zhì)維護(hù)及水生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建工程設(shè)計(jì)，水動力學(xué)一水質(zhì)耦合分析流程見圖2。

根據(jù)水動力學(xué)一水質(zhì)模型模擬的水體流態(tài)情況、水質(zhì)時間及空間分布情況和變化趨勢，兒童公園景觀湖水維護(hù)及水生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建工程，采用了“水下地形改造（清淤）+護(hù)坡堤岸改造+生態(tài)建設(shè)”的優(yōu)化方案。

2.2項(xiàng)目生態(tài)修復(fù)技術(shù)路線

圖3是兒童公園景觀湖水水質(zhì)生態(tài)工程技術(shù)路線。

表1是湖泊生態(tài)凈化系統(tǒng)構(gòu)建方案具體措施及規(guī)模。

2.3入湖污染源整改措施

為有效控制湖區(qū)面污染、構(gòu)建水邊生物多樣性的環(huán)境，在湖岸緩沖帶構(gòu)建透水路面、淺草溝、雨水花園等，減少入湖的面源污染及外界因素對湖區(qū)的影響，恢復(fù)湖岸水生生態(tài)系統(tǒng)。

2.4生態(tài)凈化系統(tǒng)中物種的選取

水生植物的篩選原則為：對N、P及有機(jī)物去除率高、適于污染水體環(huán)境生長且種源來源方便。不同植物種類，對營養(yǎng)成分的吸收能力和水體凈化效果存在差異，且隨生長期而變化，因此要對水質(zhì)進(jìn)行充分分析，在不同水域合理選擇及搭配，充分發(fā)揮水生植物之間的協(xié)同性，達(dá)到生態(tài)凈化的目的。本項(xiàng)目環(huán)湖凈化帶植物群落配置見表2。

水生動物配置應(yīng)充分考慮其活動的空間結(jié)構(gòu)和采食對象，從而科學(xué)合理地設(shè)計(jì)其放養(yǎng)模式（重點(diǎn)考察種類、數(shù)量、雌雄比、個體大小、食性、生活習(xí)性、放養(yǎng)季節(jié)等），提高其生物凈化效果。項(xiàng)目中動物種類主要選擇鰱魚、鯉魚、鱖魚、羅非魚、蝦、螺螄及貝類等來延長食物鏈，完善生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水體中營養(yǎng)向可食性動物蛋白轉(zhuǎn)化。

3景觀水體生態(tài)凈化技術(shù)對污染物的去除效果

為便于分析評價該方法對污染物去除的效果，分別在湖區(qū)4個不同部位取樣化驗(yàn)，對總氮、總磷、氨氮及CODcr等指標(biāo)進(jìn)行了考察。

3.1對COD的去除效果

系統(tǒng)對COD指標(biāo)的去除情況如圖4所示。由此可知，景觀水體經(jīng)水生動植物生態(tài)系統(tǒng)凈化后，CODcr由原水的101mg/L降至8.92mg/L，去除率為91.2%，表現(xiàn)出較好的去除效果。

3.2對氮磷的去除效果分析

對氮磷的去除效果如圖5所示。從圖中可知，系統(tǒng)對TN、TP及NHd-N均有明顯的去除效果，TN由原水的5.69mg/L降至0.276mg/L，去除率為95.1%；TP由原水的0.322mg/L降至0.038mg/L，去除率為88.2%；NH4-N由原水的2.28mg/L降至0.071mg/L，去除率為96.9%。

4結(jié)果討論

景觀水體生態(tài)凈化系統(tǒng)對富營養(yǎng)化的水中各類污染物均有較好的去除效果，CODcr去除率達(dá)到91.12%；TN、TP及NH4-N去除率分別達(dá)到95.1%、88.2%和96.9%。

由微生物治理、水生植物凈化和生態(tài)系統(tǒng)重建等水質(zhì)改善與水體修復(fù)技術(shù)構(gòu)建起來的景觀水體生態(tài)自凈系統(tǒng)，是一種符合節(jié)能低碳的社會建設(shè)理念、能有效改善區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量和城市面貌的水質(zhì)凈化技術(shù)。

景觀水體生態(tài)凈化系統(tǒng)對于污染負(fù)荷有一定的適用范圍，超過其承受能力時不僅會降低水處理效果，還會造成基質(zhì)的堵塞。在實(shí)際應(yīng)用中，有必要對污染負(fù)荷較高的污水進(jìn)行預(yù)處理以減輕生態(tài)系統(tǒng)的處理負(fù)荷，延長系統(tǒng)使用壽命。

此外，溫度的降低也會影響生態(tài)凈化系統(tǒng)的水質(zhì)凈化效率，因此該系統(tǒng)在冬季的處理能力有所降低。