唐山南湖中央生態(tài)濕地公園水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展研究

張敬蕊，馮婷婷，楊 洋，楊 永

(華北理工大學(xué) 建筑工程學(xué)院，河北 唐山 063009)

城市周邊濕地公園具有滯蓄、排泄雨洪、供水、旅游觀光等綜合功能，它對(duì)提升城市生態(tài)建設(shè)水平具有十分重要作用。隨著經(jīng)濟(jì)生活水平提高，人類活動(dòng)的介入破壞，城市周邊濕地公園的水環(huán)境問題不容忽視，濕地公園的水環(huán)境保持與改善的任務(wù)尤為嚴(yán)峻。水作為生物生存和發(fā)展的源泉，水體的污染會(huì)造成自然界生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重惡化，水環(huán)境發(fā)展已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的首要因素，而城市生態(tài)公園的建設(shè)有利于城市生態(tài)環(huán)境的改善。本文通過對(duì)唐山南湖生態(tài)濕地公園的水環(huán)境現(xiàn)狀分析，提出切實(shí)可行的改善當(dāng)?shù)厮h(huán)境的措施。唐山南湖中央生態(tài)公園作為2016年世園會(huì)的主辦場(chǎng)地，南湖濕地水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展成為近幾年唐山市治理的重點(diǎn)，南湖濕地公園的水環(huán)境現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)研究主要從濕地面積、水質(zhì)、水量、污染途徑、治理方法幾個(gè)方面進(jìn)行分析研究。

1 唐山南湖公園周邊環(huán)境

南湖濕地公園隨著植物園及公園植被群落的發(fā)展，呈現(xiàn)出處處見綠色、水綠相間的生態(tài)發(fā)展現(xiàn)狀。南湖濕地公園自1996年建設(shè)至今，形成人工植被與天然植被交相呼應(yīng)的植物生態(tài)園林。南湖公園共有維管植物79科211屬327種，植物群落分為人工群落和野生群落，濕地植物中有1種為國(guó)家Ⅲ級(jí)保護(hù)植物和13種值得關(guān)注的植物。

南湖濕地植被水源建設(shè)及保護(hù)措施的完善為鳥類的休憩、繁衍提供了舒適的環(huán)境。南湖濕地范圍內(nèi)，現(xiàn)有外來遷徙和本地生長(zhǎng)鳥類多達(dá)13目33科82種，包括國(guó)家Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)鳥類7種(占總種數(shù)8.54%)、河北省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)種類30種(占總種數(shù)36.59%)。

唐山南湖濕地公園鳥類種數(shù)豐富、群落季節(jié)性明顯，水域植被為鳥類提供了休憩繁衍的場(chǎng)所，鳥類為水域植被的可持續(xù)發(fā)展提供了減害保障。南湖濕地公園環(huán)境與生態(tài)發(fā)展相輔相成。

唐山南湖中央生態(tài)公園是在原有采煤塌陷區(qū)基礎(chǔ)上開發(fā)建設(shè)起來的，唐山南湖塌陷區(qū)的總面積近1 300 hm2，可成水面面積115 hm2，南湖公園的儲(chǔ)水量可以達(dá)到3 000×104m3，為唐山市的水源涵養(yǎng)和生態(tài)環(huán)境恢復(fù)提供了有力保障。

南湖國(guó)家城市濕地公園歷史上水源補(bǔ)充主要來自水源來自地下水、采煤疏干水、中水和補(bǔ)給水。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及地下水開采量的增加，地下水補(bǔ)給已經(jīng)枯竭，現(xiàn)在及將來一段時(shí)期南湖水的補(bǔ)充主要依靠降雨和西郊污水處理廠處理后的污水進(jìn)行補(bǔ)充，這也對(duì)南湖水的水質(zhì)安全提出嚴(yán)峻考驗(yàn)。為了保持和改善現(xiàn)有水質(zhì)，項(xiàng)目組對(duì)現(xiàn)有的南湖水水環(huán)境狀況進(jìn)行了一次較為全面的分析研究。

當(dāng)時(shí)，隨著2016年唐山南湖世園會(huì)召開的臨近，南湖生態(tài)公園建設(shè)加速進(jìn)行，南湖生態(tài)公園形成了水域廣闊、林地茂盛、灌草綠地青翠、觀光建筑融為一體的生態(tài)格局。南湖濕地公園為珍稀植被和鳥類提供了生存發(fā)展的場(chǎng)所，水環(huán)境的改善為南湖濕地公園生態(tài)環(huán)境提供了有利保障。

2 采樣點(diǎn)位確定

南湖生態(tài)公園根據(jù)水域聯(lián)通分為桃花潭、龍泉灣、青龍澤、將軍淀、含煙渡、沉水犀道等若干水域，實(shí)驗(yàn)研究根據(jù)水域面積大小分別布置不同的采樣點(diǎn)位數(shù)。采樣點(diǎn)位分布情況見表1。每個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)位根據(jù)水深、水域面積大小選擇不同深度進(jìn)行采樣分析。

表1 采樣點(diǎn)布置及采樣點(diǎn)水深

3 濕地公園水質(zhì)現(xiàn)狀分析

為準(zhǔn)確掌握南湖公園的水環(huán)境質(zhì)量，本課題組采用綜合布點(diǎn)的水質(zhì)采樣方法，根據(jù)水域面積大小、表觀水質(zhì)、游人寡眾、所處位置等條件的不同，采取非均勻布點(diǎn)的方式進(jìn)行南湖水質(zhì)采樣分析，主要是對(duì)其水中的磷酸鹽、氨氮、COD值進(jìn)行測(cè)量。

3.1 水樣采集布點(diǎn)

圖1為唐山南湖北部一部分區(qū)域的水環(huán)境布點(diǎn)圖，布點(diǎn)圍繞小島周邊，在圖1的水域中均勻選取以下5點(diǎn)(對(duì)應(yīng)圖1中點(diǎn)2、點(diǎn)4、點(diǎn)6、點(diǎn)8和點(diǎn)10)以避免局部含量過高或過低所帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，并分別編號(hào)，同時(shí)取相同點(diǎn)的不同水深，比較他們的COD值與水深的變化關(guān)系。

圖1 龍泉灣采樣布置點(diǎn)位

3.2 試驗(yàn)方法——重鉻酸鉀法

1) 移液管移水樣20.00 ml于錐形瓶中，加入10.00 ml消解液(重鉻酸鉀)，即時(shí)搖勻，再加入30.00 ml催化劑(硫酸～硫酸銀溶液)，搖勻。

2) 另做一空白樣，加20.00 ml蒸餾水，其他照加。

3) 加熱回流2 h，冷卻后用90 ml水沖冷凝管壁。

4) 待完全冷卻后，在錐形瓶中加2滴指示劑，用硫酸亞鐵銨回滴，顏色由黃經(jīng)藍(lán)綠至紅褐色，即為終點(diǎn)。

5) 標(biāo)定硫酸亞鐵銨溶液。

標(biāo)定得0.1 mg/L硫酸亞鐵銨，并得出結(jié)論，見圖2。

從圖2可以看出，COD值隨著水深的增加而增加，它們正相關(guān)。

圖2 COD測(cè)定結(jié)果

4 保護(hù)南湖水質(zhì)措施

要提升城市生態(tài)公園的水環(huán)境質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)從源頭控制與科學(xué)處理方法相結(jié)合；應(yīng)當(dāng)從全局考慮，在不影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的前提下，通過統(tǒng)籌分析，提升地區(qū)水環(huán)境質(zhì)量。

4.1 水環(huán)境源頭控制措施

減少流入南湖濕地公園的污染物質(zhì)的量，南湖濕地公園的水源包括污水廠的二級(jí)處理出水和一條河流，應(yīng)當(dāng)建立相應(yīng)的監(jiān)管體制，減少污染物質(zhì)流入南湖的量；增加潔凈水體的補(bǔ)充量，可以利用南湖濕地公園的地理優(yōu)勢(shì)(采礦塌陷區(qū))，把區(qū)域內(nèi)的降雨引入南湖，作為濕地公園的優(yōu)質(zhì)補(bǔ)充用水。

4.2 加強(qiáng)水環(huán)境日常監(jiān)測(cè)制度

水環(huán)境的日常監(jiān)測(cè)能夠有效防止水體污染的惡化，水環(huán)境的日常監(jiān)測(cè)可以由當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)部門進(jìn)行檢測(cè)，也可以委托當(dāng)?shù)馗咝５膶?shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)研究。水環(huán)境檢測(cè)可以根據(jù)不同季節(jié)采用不同的檢測(cè)密度，在夏季加大檢測(cè)密度。通過水環(huán)境的檢測(cè)，及時(shí)調(diào)整水環(huán)境治理方案。

4.3 水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展技術(shù)措施

加強(qiáng)南湖濕地公園的水體流動(dòng)，通過設(shè)置橡膠壩、利用水泵提升促流動(dòng)的方式加強(qiáng)南湖濕地公園的水體流動(dòng)。南湖公園中心有若干人造假山，可以在假山上修建混凝土淺渠，利用水泵提升水至假山頂部，使水流靠重力流下，在流動(dòng)過程實(shí)現(xiàn)水體自凈，同時(shí)還能夠增加濕地公園的景觀設(shè)置。

建立濕地公園的水生生態(tài)環(huán)境，利用水生植物的光合作用為池體提供氧氣，同時(shí)降解水中的N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。水生魚類和禽類的生長(zhǎng)繁殖能夠增加水生生態(tài)環(huán)境的食物鏈長(zhǎng)度，能夠有效改善現(xiàn)有的水生生態(tài)環(huán)境。

4.4 依法治理污染源

水環(huán)境污染直接影響生產(chǎn)生活的用水安全。在加強(qiáng)水環(huán)境預(yù)防措施上，需要國(guó)家制定相應(yīng)的法律法規(guī)，現(xiàn)有的國(guó)家水環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)包括《水法》、《環(huán)境保護(hù)法》、《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》等，法律法規(guī)的制定與執(zhí)行不僅需要國(guó)家和地方政府嚴(yán)格監(jiān)督水環(huán)境保護(hù)，而且需要全社會(huì)提高認(rèn)識(shí)，共同監(jiān)督水環(huán)境的污染情況。

5 結(jié) 論

本項(xiàng)目研究組經(jīng)過對(duì)唐山市南湖生態(tài)公園的水環(huán)境檢測(cè)，在不同的季節(jié)水體水質(zhì)存在較大變化，其中COD值全年偏高。通過采取水生植物降解水中的總氮與總磷，效果較為明顯。在唐山南湖的水環(huán)境治理中，建議通過水體的強(qiáng)制流動(dòng)，加強(qiáng)南湖水大范圍循環(huán)。 實(shí)踐中可以利用風(fēng)能、水車、游船、太陽能進(jìn)行攪拌曝氣，增加水中溶解氧的含量，逐步恢復(fù)南湖水的生態(tài)環(huán)境和水域功能，增加景觀水體的可觀賞性。通過采取減輕富營(yíng)養(yǎng)化的措施，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。