低密度住宅區(qū)人工景觀水體的水污染治理及生態(tài)修復(fù)

萬斌 陳龍 童莉 郭艷敏 向光明

摘要：對佛山市順德區(qū)某低密度住宅區(qū)人工河道的補(bǔ)水水源采用人工濕地凈化處理，并結(jié)合水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建實(shí)施了原位生態(tài)修復(fù)，以保證河道水體水質(zhì)及生態(tài)景觀功能。工程運(yùn)行結(jié)果表明：該組合工藝對該低密度住宅區(qū)中的人工河道水體保持及生態(tài)修復(fù)具有良好的處理效果，水質(zhì)達(dá)到或優(yōu)于地表水IV類，符合一般娛樂用水要求;且該組合工藝充分融合生態(tài)理念，投資、運(yùn)行成本低廉。

關(guān)鍵詞：住宅區(qū);人工景觀水體;人工濕地;生態(tài)修復(fù)

中圖分類號：X524

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）2-0044-02

1 引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步和城市的快速發(fā)展，以及十八大以來我國提出來生態(tài)文明建設(shè)，房地產(chǎn)開發(fā)商越來越注重小區(qū)配套的生態(tài)建設(shè)，這種低密度住宅區(qū)的景觀水體應(yīng)運(yùn)而生。景觀水體大多屬于完全封閉性的非自然水體，水域面積小、水體流動(dòng)性差、水環(huán)境容量小、自凈能力低下、露天水體污染因素眾多，很容易發(fā)生水質(zhì)惡化。而水景觀的順利運(yùn)行需要有穩(wěn)定的補(bǔ)水水源供給口[1，2]。目前，景觀水體的補(bǔ)水水源一般采用外湖泊（河流）和雨水。由于近年來外湖泊（河流）受污染狀況嚴(yán)重，而初期雨水污染負(fù)荷又較大，以其直接作為景觀補(bǔ)水水源極易造成景觀水體富營養(yǎng)化，導(dǎo)致水華[3]。因此，急需一種景觀水體污染治理及生態(tài)修復(fù)的方法，以保證住宅小區(qū)內(nèi)景觀水體的清潔、無污染。本工程根據(jù)廣東省順德區(qū)某低密度住宅區(qū)景觀水體的水質(zhì)改善及水景工程，并結(jié)合補(bǔ)水水源的水質(zhì)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)通過人工濕地和生態(tài)修復(fù)，完成補(bǔ)水水源景觀及景觀水體的原位治理，使水質(zhì)達(dá)到或優(yōu)于地表水IV類，以滿足景觀用水的要求。

2工程概況

廣東省佛山市順德區(qū)某低密度住宅區(qū)按照生態(tài)環(huán)保型人居小區(qū)理念實(shí)施建造，同時(shí)在小區(qū)內(nèi)人為開挖貫穿全區(qū)的河道并形成1.4萬m2景觀水面，以滿足人住小區(qū)居民的親水、戀水情懷。小區(qū)污水截流人城市污水管網(wǎng)，小區(qū)屋面雨水徑流截流人城市雨水管網(wǎng)，避免對景觀水體的污染。小區(qū)景觀水體水量除由降雨補(bǔ)給外主要取自桂畔海（河），桂畔海（河）水質(zhì)超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）V類水質(zhì)，即所謂劣V類地表水，主要超標(biāo)物為NH3 -N，而且N、P含量較高，有發(fā)生藍(lán)藻水華的條件和可能[4]。要求處理后住宅區(qū)河道水體水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，滿足住宅小區(qū)景觀用水需求。

3 工藝設(shè)計(jì)

3.1 工藝流程

就近從桂畔海（河）取水作為小區(qū)景觀河道補(bǔ)充水，由于當(dāng)?shù)貧夂蜻m宜，桂畔海（河）原水污染負(fù)荷不高，人工濕地投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、污水凈化效率高效。因此，適宜采用人工濕地對來自桂畔海（河）的補(bǔ)充水進(jìn)行循環(huán)凈化處理。同時(shí)進(jìn)一步通過建立水生植物群落和水生動(dòng)物為骨架的河道水體生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮水生態(tài)系統(tǒng)凈化水體的功能，實(shí)現(xiàn)河道污染水體的原位凈化;并通過植物的合理搭配及河道兩岸的景點(diǎn)配置，形成河道兩岸的水鄉(xiāng)風(fēng)景和河中的“水下森林”景觀。工藝流程具體如圖1所示。

3.2 處理系統(tǒng)

3.2.1 人工濕地處理系統(tǒng)

（1）提升泵。分別設(shè)置補(bǔ)充水泵及循環(huán)水泵。補(bǔ)充水泵主要功能是從小區(qū)旁的桂畔海河道提水至人工濕地，泵揚(yáng)程7m，泵流量30 m3/h，功率1.5 kW;河道水位下降，需補(bǔ)水時(shí)開啟，開機(jī)率50%左右。循環(huán)水泵房主要功能從小區(qū)河道提水至人工濕地，泵參數(shù)與補(bǔ)充水泵一致;提水泵站的開啟運(yùn)行根據(jù)小區(qū)河道水質(zhì)水位情況和人工濕地運(yùn)行情況而定，開機(jī)率30%左右。

（2）人工濕地。利用人工濕地去除桂畔海（河）來水中的N、P、藻類等污染物，實(shí)現(xiàn)對住宅小區(qū)景觀河道補(bǔ)水水源的初級凈化。占地面積為534 m²，水力負(fù)荷1.3m3/（m²2·d），濕地床深0.9 m。采用磚砌結(jié)構(gòu)，底部作防滲處理（防滲系數(shù)<0.25 mm/h）。濕地床上種植以景觀為主的紫莎草、傘草、千屈菜、再力花及水生美人蕉等。

3.2.2 河道水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建

（1）水生植物群落。構(gòu)建以沉水植物恢復(fù)為核心的健康水生態(tài)系統(tǒng)，利用水生態(tài)系統(tǒng)功能原位凈化水質(zhì)，控制藻類生長，提升水體透明度與景觀。水生植物群落種植面積11300 m²，占總水域面積80%，其中沉水植物占60%，挺水植物占15%，浮葉植物占5%，形成挺水、浮葉和沉水植物層次明顯的景觀。沉水植物主要包含黑藻、金魚藻、苦草、茨藻、眼子菜、蕢草、水篩、水蘭、水盾草等，在水深0.5 m以上水域片狀種植。濕生與挺水植物主要包含荷花、美人蕉、鳶尾菖蒲、海芋、千屈菜、水蔥、傘草、紙莎草、梭魚草、再力花、花葉蘆竹、慈菇、蝴蝶花等。其中荷花600 m²，分成10多處圈種在水深0.5～0.8 m水域;千屈菜、菖蒲、海芋等挺水植物則數(shù)叢或成片分散種植在河道兩岸淺水處。浮葉品種主要包含睡蓮、金銀蓮花、萍蓬蓮等，塊狀或片分布。

（2）水生動(dòng)物群落。選擇放養(yǎng)的魚類（鰱、鳙、鯽、鲴、紅鯽鳑等）、螺類（銅銹環(huán)紋螺、田螺等）和蚌類是攝食藻類、有機(jī)碎屑、腐植質(zhì)的動(dòng)物，能凈化水質(zhì)，增加水體生物多樣性，構(gòu)建食物網(wǎng)。放養(yǎng)鰱、鳙、鯽、鲴、錦鯉、紅鯽鳑等，放養(yǎng)規(guī)格10～50 g/尾，放養(yǎng)數(shù)量250 kg，其中鰱、鳙占10%，其它占90%。放養(yǎng)螺、蚌、蜆、蛙共約800 kg。

（3）水體曝氣充氧。在小區(qū)中南部河道較寬闊但流動(dòng)性較差水域安裝兩臺浮式OBAO - 2008C型提水式曝氣機(jī)，單臺功率1.1 kW，主要用于水體充氧及增加景觀。曝氣機(jī)主要依據(jù)水質(zhì)狀況開關(guān)，開機(jī)率20%左右。

4 運(yùn)行效果及效益分析

4.1 運(yùn)行效果

本工程建成后，經(jīng)過30 d的調(diào)試運(yùn)行及一年的維護(hù)運(yùn)行，各設(shè)計(jì)單元及系統(tǒng)均能滿足設(shè)計(jì)要求，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行良好、穩(wěn)定高效。在維護(hù)運(yùn)行期間，分別在6月和12月進(jìn)行連續(xù)取樣7d監(jiān)測。結(jié)果表明：人工濕地出水水質(zhì)穩(wěn)定，對水體中COD、SS、NH3 -N及TP的平均去除率分別到達(dá)41.0%、55.6%、60.2%、52.2%以上;進(jìn)一步經(jīng)過河道生態(tài)系統(tǒng)的原位凈化，河道水體懸浮物（ SS）控制在10 mg/L以內(nèi)，主要水質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到地表水Ⅲ一Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，符合人體非直接接觸的一般娛樂 景觀水域水質(zhì)要求。具體監(jiān)測數(shù)據(jù)見表1。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

本工程基建、設(shè)備投資總額為66.8萬元，其中人工濕地及附屬設(shè)施投資32.2萬元，原位生態(tài)修復(fù)工程投資34.6萬元，單位水面投資費(fèi)用48元/m²。本項(xiàng)目建成后，運(yùn)行費(fèi)用5.9萬元，單位運(yùn)行成本為4.2元/m²（表2）。由此可見，采用人工濕地結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建凈化景觀水體的投資、運(yùn)行成本均較低。

4.3 社會(huì)效益

以水生植物恢復(fù)為核心的生態(tài)修復(fù)工程的實(shí)施為景觀河道水生生物的生存提供了良好的棲息地，提高了生物多樣性，能顯著提升水體的自凈能力和生態(tài)景觀功能[7]，本工程構(gòu)筑物均為地下式或半地下式結(jié)構(gòu)，人工濕地因種植蘆葦、美人蕉具有良好的景觀效果，使污水處理站打造成為集休憩、娛樂為一體的景觀公園。另外，水環(huán)境的改善促進(jìn)局部小空氣的清潔，提高住宅小區(qū)居民的生活環(huán)境質(zhì)量，還會(huì)帶動(dòng)住房的增值[8]。

5 結(jié)論

（1）工程運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，本工程處理出水能達(dá)到景觀用水的水質(zhì)要求，同時(shí)保證了人工河道的景觀性。人工濕地及原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)依靠動(dòng)、植物及微生物生物吸收轉(zhuǎn)化降解污染物，無二次污染，建設(shè)成本低、運(yùn)行費(fèi)用小、景觀效果好，是值得推廣的人工景觀水體水質(zhì)凈化方式。

（2）效益分析結(jié)果表明，該水污染治理及生態(tài)修復(fù)工程具有較好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。

（3）長效管理是維持住宅區(qū)人工景觀水體清澈干凈的關(guān)鍵，必須全盤考慮、因地制宜、合理規(guī)劃。一是要選對正確的水處理方法，二是要加強(qiáng)維護(hù)管理，構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)化的，集外源污染控制系統(tǒng)、穩(wěn)定性內(nèi)源控制水生態(tài)系統(tǒng)、可控的強(qiáng)制外循環(huán)系統(tǒng)為一體的，協(xié)同的、管理完善的綜合體系。一個(gè)成功的住宅區(qū)景觀湖水系，七分在治，三分在護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陽光，涂磊，秦睿，等.住宅小區(qū)景觀用水水環(huán)境保護(hù)應(yīng)用[J].云南環(huán)境科學(xué)，2004，23（1）：25～26.

[2]余光，周亞玲，張燕，等.住宅小區(qū)景觀水體水質(zhì)保持技術(shù)[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2010（5）：49～51.

[3]胡穎，馬波，馮婷.天津住宅小區(qū)景觀用水問題探析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（1）：72～74.

[4]吳世凱，謝平，倪樂意，等.長江中下游地區(qū)湖泊中藍(lán)藻及其與氮磷濃度的關(guān)系[J].水生態(tài)學(xué)雜志，2014，5（35）：19～25.

[5]宋永會(huì)，鄭丙輝，劉佑華，等.水生植物法再生景觀回用水水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)研究[J].環(huán)境科學(xué)研究，2007，20（1）：80～84.

[6]李躍遷，高艷嬌，王琦，等.澤龍湖景觀水污染治理及生態(tài)修復(fù)[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2016，42（12）：67～69.

[7]徐旭.水生植物在濕地公園中的應(yīng)用[J].綠色科技，2017 （7）：97～99.

[8]陳興茹，白音包力皋.廣州市感潮河涌水環(huán)境改善效益評估[J].水利經(jīng)濟(jì)，2014，32（4）：44～47.