以王家壩濕地治理為例分析景觀水體富營養(yǎng)化形成的原因及生態(tài)修復(fù)技術(shù)的要素

【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。它的實施效果很大程度上決定了整個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，水生植物長勢不佳、水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重（圖2）。

1.2王家壩濕地治理前潛在污染風(fēng)險

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)重度富營養(yǎng)化現(xiàn)象，直接影響濕地的觀賞價值并危害游人健康。

2、王家壩濕地水體污染分析總結(jié)景觀水體富營養(yǎng)化產(chǎn)生的原因

通過對王家壩濕地的現(xiàn)場踏勘以及濕地建設(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。造成景觀水體富營養(yǎng)化的原因主要有以下幾個方面。

2.1外部性營養(yǎng)物的輸入

外部超水體負(fù)荷的營養(yǎng)物的輸入和沉積是水體富營養(yǎng)化的主要原因。一般景觀水體外部營養(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)致水體富營養(yǎng)化進(jìn)程加速。

2.1.4城市生活垃圾。景觀水體相對人流量較為集中，部分有人由于環(huán)境保護(hù)意識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水生動物的飼養(yǎng)。為提高景觀水體的觀賞品質(zhì)及增加互動，游客過多地將水生動物飼料投放水體中，使水生動物、水體無法消化和溶解，成為水體富營養(yǎng)化的污染源頭。水生動物的過多排泄物同樣成為水體富營養(yǎng)化的又一污染來源。

2.2內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)的污染

內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)的污染主要是底泥污染及生物殘渣等。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)部營養(yǎng)的主要溶解釋放物質(zhì)，形成水體富營養(yǎng)化。

2.3水體的流動性

水體流動可增加水中溶解氧，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。相反水體流動性差、缺少流動交換為藻類的迅速生長繁殖提供了有力條件，進(jìn)而導(dǎo)致水體生態(tài)條件差，加劇水體富營養(yǎng)化。

2.4管理能力

景觀水環(huán)境是一項有生命的工程，首先應(yīng)在加大技術(shù)上的扶持保證水質(zhì)穩(wěn)定，其次在項目管理和維護(hù)是不可忽略的。

3、王家壩濕地富營養(yǎng)化水質(zhì)治理的思路

目前景觀水體富營養(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)方法對其進(jìn)行藥劑處理，否則將會產(chǎn)生巨大的工程費(fèi)用和帶來極大社會反響，并可能使水體造成二次污染。為了能夠低投入、低影響、長效地完成水質(zhì)治理，王家壩濕地富營養(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)

為了使整個濕地水體流動性加強(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，使整個濕地水體流動性加大，以增加水體的溶解氧。同時水生植物能凈化吸收水體中的營養(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，使水體較長時間保持透明狀態(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

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，不會對環(huán)境造成二次污染等優(yōu)點。綜合對王家壩濕地治理經(jīng)驗及研究，景觀水體生態(tài)治理技術(shù)需從以下幾個方面進(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)計由于目前大部分城市約有60%河道、湖泊存在營養(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。

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。

4.2.2 水生動物。水生動物對水體中有機(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、草食性浮游動物和魚類，對富營養(yǎng)化水體中的營養(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。通過對氮的氨化、硝化、反硝化作用，微生物驅(qū)動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)。同時應(yīng)在加強(qiáng)對景觀水體日常檢測和管理，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)保意識的不斷增強(qiáng)和對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、生態(tài)維護(hù)的手段使景觀水體成為景觀工程的點睛之筆。

作者簡介：

鄢建鋒（1979-），男，本科，工程師，主要從事建筑工程。