【摘要】景觀水體工程是指園林景觀工程中的水體景觀部分,通常面積占比不大,但卻是園林景觀工程的重要組成部分。它的實(shí)施效果很大程度上決定了整個(gè)園林景觀工程的成敗。由于景觀水體治理的成本、水體治理意識(shí)以及技術(shù)性等多重因素,景觀水體在建設(shè)之初很少將水質(zhì)治理與維護(hù)環(huán)節(jié)納入整體景觀工程之中,致使在后期維護(hù)過程中出現(xiàn)水體富營(yíng)養(yǎng)化、水質(zhì)惡化等問題。本文以王家壩濕地治理為例來分析景觀水體富營(yíng)養(yǎng)化形成的原因以及在已完成的景觀工程中的通過生態(tài)修復(fù)手段達(dá)到水體凈化的措施。
【關(guān)鍵詞】富營(yíng)養(yǎng)化;生態(tài)治理;生態(tài)平衡
1、王家壩濕地治理前現(xiàn)狀分析、潛在污染風(fēng)險(xiǎn)及污染過程分析
1.1王家壩濕地治理前現(xiàn)狀
王家壩濕地位于長(zhǎng)沙經(jīng)開區(qū)環(huán)城綠地內(nèi),周邊面積約20000平方米,屬于環(huán)城綠帶城市公園的一個(gè)重要組成部分(圖1)。王家壩濕地由原生池塘和梨江港局部河道改造成濕地景觀,湖體底部為軟底,平均水深1.5-2.0米,補(bǔ)水水源為梨江港河道來水、雨水?,F(xiàn)狀為緩坡軟質(zhì)駁岸,現(xiàn)狀水體泥沙含量該,水色呈泥黃色,水生植物長(zhǎng)勢(shì)不佳、水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重(圖2)。
1.2王家壩濕地治理前潛在污染風(fēng)險(xiǎn)
王家壩濕地作為開放環(huán)境狀態(tài)下的景觀水體,不可避免地受到各種潛在污染因素的挑戰(zhàn),影響景觀水體觀賞效果。從建設(shè)跟蹤和現(xiàn)狀調(diào)研分析來看王家壩濕地景觀水體潛在污染源及水質(zhì)限制性因素包括上游河道補(bǔ)水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)、降雨、地表徑流沖刷帶來的污染、大氣干濕沉降帶來的污染、周邊綠化環(huán)境等因素帶來的污染、水體生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不完整、水體流動(dòng)性不足等。
1.3梨江港水體污染路徑圖
從王家壩濕地污染和其他水體污染一樣具備一般規(guī)律性,其污染主要是由于有機(jī)污染物及氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷在水體中積累并滋生藻類植物,導(dǎo)致水質(zhì)下降、水質(zhì)渾濁,水體呈現(xiàn)重度富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象,直接影響濕地的觀賞價(jià)值并危害游人健康。
2、王家壩濕地水體污染分析總結(jié)景觀水體富營(yíng)養(yǎng)化產(chǎn)生的原因
通過對(duì)王家壩濕地的現(xiàn)場(chǎng)踏勘以及濕地建設(shè)期、養(yǎng)護(hù)期的跟蹤調(diào)查,水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化是王家壩濕地生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞、水質(zhì)惡化的主要原因。造成景觀水體富營(yíng)養(yǎng)化的原因主要有以下幾個(gè)方面。
2.1外部性營(yíng)養(yǎng)物的輸入
外部超水體負(fù)荷的營(yíng)養(yǎng)物的輸入和沉積是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因。一般景觀水體外部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入主要有水源水質(zhì)、自然降雨、生活垃圾、水生動(dòng)物的飼養(yǎng)等。
2.1.1水源水質(zhì)差。一般景觀水體來源方式主要有自然降水、現(xiàn)有河湖水等。由于現(xiàn)在多數(shù)城市河湖水源污染嚴(yán)重,氮磷等物質(zhì)含量偏高,同樣具有很高污染負(fù)荷,加速水體營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程;自然降雨也是水景水體重要的源頭,因目前空氣污染、地面雨水徑流等諸多污染問題導(dǎo)致自然降雨特別是初期降雨同樣是水體污染的原因之一。
2.1.2城市污水排放。景觀水體通常靠近商業(yè)區(qū)或居住區(qū),即使大部分城市已經(jīng)設(shè)置了完整的截污設(shè)施,仍可能存在部分生活污水以偷排的方式進(jìn)入周邊河道、溝渠間接進(jìn)入景觀水體中。生活污水富含大量的有機(jī)物被水體問生物分解后以氮、磷等方式釋放于水體中,從而導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。
2.1.3雨水徑流污染。污染物通過大氣沉降、雨水澆淋、地面雨水沖刷等方式進(jìn)入水體,將地面各類污染物以及各種氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物和肥料、農(nóng)藥、匯集水體中,使水景底部污泥受到污染,導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程加速。
2.1.4城市生活垃圾。景觀水體相對(duì)人流量較為集中,部分有人由于環(huán)境保護(hù)意識(shí)薄弱等原因隨意向水體或沿岸丟棄垃圾及雜物,導(dǎo)致其逐漸腐化緩慢地釋放于水體中。
2.1.5水生動(dòng)物的飼養(yǎng)。為提高景觀水體的觀賞品質(zhì)及增加互動(dòng),游客過多地將水生動(dòng)物飼料投放水體中,使水生動(dòng)物、水體無法消化和溶解,成為水體富營(yíng)養(yǎng)化的污染源頭。水生動(dòng)物的過多排泄物同樣成為水體富營(yíng)養(yǎng)化的又一污染來源。
2.2內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的污染
內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的污染主要是底泥污染及生物殘?jiān)?。水體底泥由于常年受到各種污染物質(zhì)的沉積,使其成為水體內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)的主要溶解釋放物質(zhì),形成水體富營(yíng)養(yǎng)化。
2.3水體的流動(dòng)性
水體流動(dòng)可增加水中溶解氧,為其他微生物生存提供有力條件,進(jìn)一步增加水體自凈能力。相反水體流動(dòng)性差、缺少流動(dòng)交換為藻類的迅速生長(zhǎng)繁殖提供了有力條件,進(jìn)而導(dǎo)致水體生態(tài)條件差,加劇水體富營(yíng)養(yǎng)化。
2.4管理能力
景觀水環(huán)境是一項(xiàng)有生命的工程,首先應(yīng)在加大技術(shù)上的扶持保證水質(zhì)穩(wěn)定,其次在項(xiàng)目管理和維護(hù)是不可忽略的。
3、王家壩濕地富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)治理的思路
目前景觀水體富營(yíng)養(yǎng)化治理通常從物理技術(shù)、化學(xué)方法、生態(tài)措施三個(gè)方面著手進(jìn)行。物理技術(shù)主要為調(diào)水換水、底泥疏浚、機(jī)械除藻增氧等技術(shù);化學(xué)方法主要是采用混凝沉底、藥劑除藻類、化學(xué)除磷脫氮等方式;而生物-生態(tài)措施主要有生物修復(fù)技術(shù)、人工浮島技術(shù)等。
王家壩濕地是一個(gè)已經(jīng)建設(shè)完成并已運(yùn)行3年的人工濕地,因其周邊環(huán)境為已建成的城市公園,本次水質(zhì)治理既不能承受大規(guī)模的土木建設(shè),亦不能采用化學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行藥劑處理,否則將會(huì)產(chǎn)生巨大的工程費(fèi)用和帶來極大社會(huì)反響,并可能使水體造成二次污染。為了能夠低投入、低影響、長(zhǎng)效地完成水質(zhì)治理,王家壩濕地富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)治理采用以生態(tài)處理為主,物理技術(shù)為輔綜合治理措施。
3.1物理技術(shù)
為了使整個(gè)濕地水體流動(dòng)性加強(qiáng),在梨江港與濕地交界處利用水力學(xué)原理建設(shè)生態(tài)島,將梨江港的水導(dǎo)入濕地水系,使整個(gè)濕地水體流動(dòng)性加大,以增加水體的溶解氧。同時(shí)水生植物能凈化吸收水體中的營(yíng)養(yǎng)物和污染物,達(dá)到治理和觀賞雙重目標(biāo)。
3.2 生物修復(fù)技術(shù)
王家壩濕地此次治理采用原位水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)。具體措施包括:控藻溞控藻技術(shù),沉水植物改良以及生物操縱技術(shù)。通過構(gòu)建“控藻溞—水下森林—底棲動(dòng)物”共生生態(tài),建立水體良性生態(tài)循環(huán)系統(tǒng),通過一段時(shí)間系統(tǒng)自我恢復(fù)和發(fā)展后,建立水體穩(wěn)定生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。治理完成后,整個(gè)濕地水體清澈、透明見底,無異味,完全達(dá)到水質(zhì)治理的目標(biāo)(圖3)。
3.2.1先由控藻溞吃掉藍(lán)藻,并產(chǎn)生某種生態(tài)因子抑制藍(lán)藻的再次生長(zhǎng),使水體較長(zhǎng)時(shí)間保持透明狀態(tài),繼而通過生態(tài)修復(fù)技術(shù)恢復(fù)和補(bǔ)植沉水植物,保持水體持續(xù)變清,形成良好的水質(zhì)。
3.2.2 通過修復(fù)后的沉水植被的光合作用把大量的溶解氧帶入底泥,使淤泥中的氧化還原電位升高,促進(jìn)底棲生物的滋生,進(jìn)而使水體生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)多樣化,恢復(fù)自然生態(tài)的抗藻效應(yīng),使水體保持穩(wěn)定清澈狀態(tài)。
3.2.3 有序地放入水生動(dòng)物,吃掉控藻溞(最后控藻溞退出水體修復(fù)系統(tǒng)),平衡沉水植被的生產(chǎn)力,同時(shí)優(yōu)化水體水生生物的多樣性,形成良性循環(huán)的水生生態(tài)自凈系統(tǒng),全面恢復(fù)有的水生生態(tài)系統(tǒng)。
4、生態(tài)修復(fù)技術(shù)的原理及要點(diǎn)
生態(tài)治理技術(shù)以生態(tài)學(xué)原理為指導(dǎo),通過人工干預(yù)水生態(tài)系統(tǒng),在水體中建立模仿自然的、自我凈化并維持穩(wěn)定的系統(tǒng)。具有原位凈化水質(zhì),穩(wěn)定、運(yùn)行成本低,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)。綜合對(duì)王家壩濕地治理經(jīng)驗(yàn)及研究,景觀水體生態(tài)治理技術(shù)需從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。
4.1 控制好景觀水體的源頭來水
源頭水源是決定景觀水體水質(zhì)的重要因素。
4.1.1 天然河湖水:據(jù)統(tǒng)計(jì)由于目前大部分城市約有60%河道、湖泊存在營(yíng)養(yǎng)化污染,因此必須保證景觀水體環(huán)境容量許可的前提下進(jìn)行補(bǔ)水,否則將加重景觀水體的污染風(fēng)險(xiǎn)。
4.1.2 自然降雨:自然降雨由于受到空氣污染、地面雨水徑流、水體周邊污染物、農(nóng)藥、肥料等因素的影響,使得自然降雨特別是初期雨水仍然是被污染的。
4.1.3 市政管網(wǎng)補(bǔ)水:首先要加強(qiáng)管網(wǎng)普查,堅(jiān)決杜絕污水管網(wǎng)水體進(jìn)入景觀水體。其次盡可能減少市政官網(wǎng)補(bǔ)水。
4.2 建立穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)
建立穩(wěn)定的生物凈化生態(tài)系統(tǒng),目的是利用水體生物間的生態(tài)關(guān)系,強(qiáng)化會(huì)恢復(fù)水體的自然凈化能力,改善水生態(tài)結(jié)構(gòu)、構(gòu)建穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。
4.2.1 水生植物。水生植物修復(fù)技術(shù)具有能改善景觀生態(tài)環(huán)境、能固定土壤或底泥中的水分、提供微生物了良好的棲息場(chǎng)所、凈化水質(zhì)、與自然生態(tài)系統(tǒng)有更大的相融性等優(yōu)點(diǎn)。
4.2.2 水生動(dòng)物。水生動(dòng)物對(duì)水體中有機(jī)污染物和無機(jī)污染物的吸收和利用。尤其利用湖泊生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中的蚌螺、草食性浮游動(dòng)物和魚類,對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽類、有機(jī)碎屑和浮游植物進(jìn)行直接吸收。
4.2.3 微生物。微生物作為生態(tài)系統(tǒng)中的分解者,對(duì)污染物的去除和養(yǎng)分的循環(huán)起著很重要的作用。通過對(duì)氮的氨化、硝化、反硝化作用,微生物驅(qū)動(dòng)著水體中氮的生物地球化學(xué)循環(huán);微生物還參與有機(jī)磷的分解作用,可以促進(jìn)水生植物的吸收利用。
4.3 加強(qiáng)水體的自然流動(dòng)和自然凈化
首先應(yīng)在豎向變化、生物過濾方面使水體運(yùn)動(dòng)起來,增加水體溶解氧,其次在條件許可情況下載水體中增加曝氣、造流設(shè)施,強(qiáng)化水體流動(dòng)性。
4.4 其他措施
除上述措施外,定期生物浮床技術(shù)、生物膜技術(shù)、定期改良底泥、生態(tài)駁岸等方法均能有效地改善水體水質(zhì)。同時(shí)應(yīng)在加強(qiáng)對(duì)景觀水體日常檢測(cè)和管理,防止人為性污染,確保景觀水體的生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
結(jié)語:
隨著市民的環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)和對(duì)景觀水體觀賞要求的不斷提高,建設(shè)單位在景觀水體建設(shè)之初應(yīng)該將景觀水體的建設(shè)、維護(hù)一并納入整體建設(shè)中,利用景觀設(shè)計(jì)、生態(tài)維護(hù)的手段使景觀水體成為景觀工程的點(diǎn)睛之筆。
作者簡(jiǎn)介:
鄢建鋒(1979-),男,本科,工程師,主要從事建筑工程。