水質(zhì)改善視角下的生態(tài)水利工程建設(shè)研究

生春新，陸一清

（1.泰州市城市水利投資開發(fā)有限公司，江蘇 興化 225300；2.興化市水利建筑安裝工程總公司，江蘇 興化 225700）

水質(zhì)改善視角下的生態(tài)水利工程建設(shè)研究

生春新1，陸一清2

（1.泰州市城市水利投資開發(fā)有限公司，江蘇 興化 225300；2.興化市水利建筑安裝工程總公司，江蘇 興化 225700）

基于白云湖生態(tài)水利工程實(shí)際情況，依照生態(tài)水利工程學(xué)理論，與改善白云湖水質(zhì)項(xiàng)目研究成果相結(jié)合，對(duì)建設(shè)白云湖生態(tài)水利工程方案及思路進(jìn)行了分析與探討，以期為可持續(xù)城市人工湖工程機(jī)制的創(chuàng)建提供有效參考。

生態(tài)水利工程；水質(zhì)；白云湖；改善

廣州石井鎮(zhèn)白云湖，擁有 2.07km2的占地面積，1.05km2的水面面積。白云湖呈現(xiàn)拱門形狀，其功能主要是調(diào)蓄飲水，更多優(yōu)質(zhì)水源補(bǔ)充給連接白云湖的?？谟?、環(huán)滘涌、石井河以及滘心涌等，以使四涌水環(huán)境壓力得到有效緩解。白云湖是廣州休閑娛樂與觀光旅游的景觀湖泊，其環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益都非常高。然而，因?yàn)榘自坪旧頌樾滦退こ虡屑~，而且湖內(nèi)具有非常脆弱與簡(jiǎn)單的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有非常脆弱的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與較差的取水水源水質(zhì)條件，周圍存在很多入湖污染源，導(dǎo)致現(xiàn)階段白云湖僅具備調(diào)蓄補(bǔ)水功能。

1 白云湖水利工程存在的主要問題

對(duì)生態(tài)水利工程功能的理論評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法，如表 1所示，白云湖水利工程存在的主要問題包括以下幾方面。

（1）站取水口與珠江西航道廣的水質(zhì)屬于 V類，具有非常嚴(yán)重的水體污染情況，白云湖源水污染物具有非常大的變化幅度。

（2）人工湖面雨水匯流面積可以說(shuō)非常大，而且在降水過(guò)程中，白云湖周邊地表徑流會(huì)將大量污染物攜帶到湖心中央，而且白云湖屬于新開挖湖體，周邊土層比較松軟，由于雨水沖刷，會(huì)將很多污染物帶到湖中，導(dǎo)致水體污染負(fù)荷的加重。

（3）白云湖引水渠存在較少的截污對(duì)策，而且周邊有若干生活污水排放口，對(duì)白云湖水質(zhì)帶來(lái)直接性影響。

（4）白云湖中具有較少的沉水植物與水生動(dòng)物，所以其生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱。

表1 生態(tài)水利工程功能評(píng)價(jià)的理論指標(biāo)與方法

2 水利工程生態(tài)建設(shè)原則

（1）確保白云湖水利工程中三大水系（即:引水渠、注漿、受水河涌、湖區(qū)間水系）存在連通性，從而保證白云湖具備調(diào)蓄防洪功能，從而符合河涌生態(tài)補(bǔ)水之需。

（2）基于白云湖環(huán)境現(xiàn)狀，地區(qū)生態(tài)環(huán)境條件和種植相適合，對(duì)水生動(dòng)植物水體自凈能力的改善具有重要作用，選擇近自然化理念規(guī)劃，同時(shí)創(chuàng)建白云湖生態(tài)水利工程，從而保障白云湖的自我調(diào)整、自我更新和自我恢復(fù)功能。

（3）對(duì)湖泊生態(tài)多樣性加強(qiáng)保護(hù)。相對(duì)白云湖水利工程而言，必須依照白云湖自然條件、形態(tài)分布、流場(chǎng)分布以及水系特點(diǎn)等多方面因素，對(duì)湖泊水利工程進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以此形成緩流區(qū)、動(dòng)水區(qū)、靜水區(qū)、深水區(qū)及淺水區(qū)等多種形態(tài)的白云湖水系條件，以此對(duì)水生動(dòng)植物群落和棲息地予以創(chuàng)建，進(jìn)而保障生物群落本身所具有的多樣性和豐富性。

（4）將白云湖水利工程當(dāng)作一個(gè)整體，改善其水質(zhì)，修復(fù)其被破壞的生態(tài)環(huán)境。在建設(shè)白云湖生態(tài)工程時(shí)，應(yīng)該將受水河、引水渠、珠江以及湖區(qū)等當(dāng)作一個(gè)統(tǒng)一整體，對(duì)各水域間相關(guān)性加以充分考慮，以在空間與實(shí)踐方面實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)作與整體優(yōu)化，全面結(jié)合白云湖生境條件和生態(tài)修復(fù)技術(shù)，對(duì)水利工程措施進(jìn)行合理布設(shè)，因地制宜，對(duì)最優(yōu)化生態(tài)水利工程結(jié)構(gòu)，實(shí)施合理設(shè)計(jì)和構(gòu)建。

圖1表示了生態(tài)水利工程在白云湖生態(tài)建設(shè)中的地位，圖中右側(cè)表示人類活動(dòng)對(duì)自然河流生態(tài)系統(tǒng)的干擾過(guò)程，左側(cè)表示人類活動(dòng)對(duì)被干擾的河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)過(guò)程。

圖1 河流生態(tài)恢復(fù)示意圖（↓表示人類活動(dòng)干擾；↑表示恢復(fù)）

3 基于水質(zhì)改善視角的白云湖生態(tài)水利工程建設(shè)思路

基于白云湖水利工程本身所具有的功能與所存在的問題，并與建設(shè)白云湖水利工程原則相結(jié)合，依照生態(tài)水利工程學(xué)理念，結(jié)合工程特點(diǎn)與需求，以完善水利生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建與滿足水利生態(tài)功能為重點(diǎn)，建設(shè)白云湖生態(tài)水利工程思路包括以下幾點(diǎn)。

3.1 明確目標(biāo)

服務(wù)于區(qū)域水生態(tài)環(huán)境是白云湖設(shè)計(jì)目標(biāo)與宗旨，因此，建設(shè)白云湖生態(tài)水利工程，一定要為滿足白云湖生態(tài)需求做出相應(yīng)措施，以此實(shí)現(xiàn)白云湖生態(tài)效益最大化，對(duì)白云湖生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)與健康建設(shè)予以不斷加強(qiáng)，白云湖生態(tài)水利工程創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)在于生物群落與棲息地建設(shè)、生態(tài)補(bǔ)水、生態(tài)需水等。

3.2 貫徹理念

（1）可研階段，必須對(duì)白云湖水利工程破壞原有生態(tài)環(huán)境加以充分考慮，根據(jù)水力學(xué)和生態(tài)學(xué)原理，尋求環(huán)節(jié)該破壞的最優(yōu)方案，對(duì)白云湖建設(shè)產(chǎn)生的生態(tài)效益加以充分評(píng)估，同時(shí)實(shí)現(xiàn)該效益的最優(yōu)化與最大化。

（2）設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該注重生態(tài)學(xué)與水力學(xué)的有效融合，與白云湖區(qū)域條件相結(jié)合，構(gòu)建現(xiàn)代化、可持續(xù)及健康的生態(tài)水利系統(tǒng)。

（3）施工期間，應(yīng)該對(duì)工程自然地勢(shì)加以充分考慮，對(duì)水土保持方案進(jìn)行合理規(guī)劃，強(qiáng)化保護(hù)自然植被，避免在施工過(guò)程中植被遭到破壞。

（4）運(yùn)行管理期間，其導(dǎo)向?yàn)榉?wù)于生態(tài)水利，統(tǒng)一管理水利工程，重視健康生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建與維護(hù)，將白運(yùn)輸水利生態(tài)效益充分發(fā)揮出來(lái)，創(chuàng)建白云湖補(bǔ)水 -調(diào)蓄-取水等協(xié)調(diào)機(jī)制，確保受水河、白運(yùn)輸需水量。

3.3 落實(shí)改造

保證水體與岸邊能夠形成一個(gè)連貫性比較強(qiáng)的生態(tài)系統(tǒng)，除此之外，還必須不斷提升引水河蜿蜒性，確保引水渠能夠呈現(xiàn)自然狀態(tài)，對(duì)湖區(qū)水域形態(tài)予以不斷豐富，形成交錯(cuò)綜合的多樣化生態(tài)系統(tǒng)，合理、有效控制沿湖與沿渠污染源。

4 基于水質(zhì)改善角度的白云湖生態(tài)水利工程建設(shè)方案

4.1 全面完善工程水質(zhì)項(xiàng)目

依照白云湖水利工程實(shí)踐，在改善工程水質(zhì)上主要采用原位凈化技術(shù)，通過(guò)生物工程和物理工程有效結(jié)合措施，水體凈化反應(yīng)器為白云湖與引水渠，對(duì)白云湖補(bǔ)水水質(zhì)進(jìn)行全面改善，將富氧型水源提供給?？谟?、環(huán)滘涌、石井河等，其內(nèi)容主要包括。

（1）引水渠。重點(diǎn)是削減耗氧性物質(zhì)，使水體氧性物質(zhì)得以不斷提升，對(duì)河道接觸氧化系統(tǒng)予以不斷構(gòu)建，為引水渠曝氣充氧。

（2）湖區(qū)。重點(diǎn)在于加強(qiáng)白云湖自凈能力和水體生態(tài)修復(fù)能力，通過(guò)水生系統(tǒng)的修復(fù)，進(jìn)一步加強(qiáng)水體自凈功能，以此對(duì)白云湖水質(zhì)進(jìn)行全面改善。

（3）與水力學(xué)原理相結(jié)合，深入研究與探討東西湖濕地水凈化效果。

（4）在對(duì)白云湖水質(zhì)和生態(tài)修復(fù)工程進(jìn)行改善過(guò)程中，對(duì)白云湖水利工程生態(tài)運(yùn)行機(jī)制予以構(gòu)建，同時(shí)構(gòu)建白云湖補(bǔ)水-調(diào)蓄 -取水協(xié)調(diào)機(jī)制，創(chuàng)建生態(tài)、景觀及防洪等協(xié)調(diào)機(jī)制，確保受水河涌、白云湖等需水量。

4.2 建設(shè)白云湖生態(tài)水利工程的方案研究

4.2.1 創(chuàng)建水生植物群落

白云湖生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極為脆弱，基于白云湖氣候、植被和物種等特性，同時(shí)結(jié)合白云湖水力條件，合理、科學(xué)配置白云湖水生植物結(jié)構(gòu)，優(yōu)化沉水植物、挺水植物以及浮葉植物等布局搭配和種植比例，對(duì)水生植物種植面積予以不斷提升，從而形成豐富、穩(wěn)定的白云湖水生植物群落，將充足的棲息地提供給水生生物。

4.2.2 創(chuàng)建水生動(dòng)物種群

對(duì)廣州白云湖無(wú)脊椎動(dòng)物、水生動(dòng)物種群進(jìn)行大力培植，并對(duì)廣州白云湖現(xiàn)有食物鏈狀態(tài)進(jìn)行全面、深入分析，草食性魚類養(yǎng)殖方式應(yīng)該選擇放羊式，正確、有效調(diào)控水食物鏈，對(duì)生物棲息地進(jìn)行合理構(gòu)建，并通過(guò)創(chuàng)建人工魚島、靜水區(qū)合理設(shè)置以及種植水生植物等，創(chuàng)建相對(duì)比較穩(wěn)固的白云湖水生動(dòng)物棲息地。

除此之外，還應(yīng)該不斷提升白云湖底棲動(dòng)物量，對(duì)食魚型魚類與食草型魚類實(shí)施有效、合理控制，對(duì)白云湖食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)予以全面優(yōu)化，從而形成相對(duì)較為完整、平穩(wěn)的水生動(dòng)物群落，確保白云湖自然生態(tài)性。

4.2.3 補(bǔ)充人工干預(yù)措施

采用除藻機(jī)、人工曝氣以及生態(tài)草等人工干預(yù)模式輔助與補(bǔ)充現(xiàn)階段比較脆弱的白云湖生態(tài)系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)自然循環(huán)和人工干預(yù)的轉(zhuǎn)化，對(duì)白云湖生態(tài)自我調(diào)節(jié)與自我恢復(fù)功能進(jìn)行不斷完善。

5 總 結(jié)

總而言之，生態(tài)水利工程建設(shè)本身就是從無(wú)到有，再?gòu)挠械街饾u完善的一個(gè)綜合過(guò)程，其內(nèi)容主要在于水域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)予以不斷豐富與完善，從而形成具備自我凈化、自我修復(fù)以及自我完善能力的一個(gè)健康水利生態(tài)系統(tǒng)?；谒|(zhì)改善視角的生態(tài)水利工程建設(shè)研究為深入探究廣州白云湖生態(tài)水利工程與創(chuàng)建國(guó)內(nèi)其它生態(tài)人工湖，提供了更具價(jià)值的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐參考，而且對(duì)建設(shè)現(xiàn)代化生態(tài)城市也具有促進(jìn)作用。

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X322；TV213.4

：A

：1008-1305（2015）05-0053-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2015.05.019

生春新（1975年—），男，工程師。