海綿城市建設中區(qū)域水環(huán)境多方位生態(tài)修復研究

【摘要】隨著城市化進程的加速，水資源短缺、水環(huán)境污染以及城市內澇等問題日益凸顯，對城市的可持續(xù)發(fā)展和居民的生活質量造成了嚴重威脅。為了解決以上問題，現(xiàn)提出海綿城市建設背景下區(qū)域水環(huán)境多方位生態(tài)修復研究，提高城市應對自然災害和環(huán)境變化的能力。水環(huán)境多方位生態(tài)修復方法整體通過水生動植物的修復、水體自身的修復兩方面進行了設計，為恢復和保護城市水環(huán)境的自然生態(tài)功能，提升城市的水資源管理和水災害應對能力提供了新的思路。試驗結果表明此水庫原平均氨氮濃度為1.16 mg/L，而使用海綿城市建設背景下區(qū)域水環(huán)境多方位生態(tài)修復方法后的各個測點的污染濃度明顯大幅度降低，因此，可以證明生態(tài)修復技術在實際應用中具有良好的修復效果。

【關鍵詞】生態(tài)修復；區(qū)域水環(huán)境；海綿城市建設

【中圖分類號】TU18 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）07-0028-03

0 引言

在海綿城市建設中，區(qū)域水環(huán)境的生態(tài)修復是至關重要的一環(huán)。傳統(tǒng)的水環(huán)境治理方法往往只關注污染源的治理和排放控制，而忽視了生態(tài)系統(tǒng)的整體性和自我修復能力。因此，需要采用多方位生態(tài)修復理論，綜合考慮水環(huán)境的自然、社會和經濟因素，制定科學的修復策略。多方位生態(tài)修復理論是一種新興的水環(huán)境治理模式，它強調從生態(tài)系統(tǒng)的整體性出發(fā)，綜合運用物理、化學、生物等多種技術手段，對受損的水環(huán)境進行修復和恢復。此理論注重生態(tài)系統(tǒng)的自然演替規(guī)律和自我修復能力，通過改善水環(huán)境的水質、恢復生物多樣性和提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。在海綿城市建設的背景下，區(qū)域水環(huán)境的多方位生態(tài)修復顯得尤為重要。通過構建具有自我修復能力的水生態(tài)系統(tǒng)，可以有效地緩解水資源短缺、水環(huán)境污染和城市內澇等問題，提高城市的生態(tài)服務功能和居民的生活質量[1]。

1 海綿城市區(qū)域水環(huán)境多方位生態(tài)修復方法的設計

1.1 水生動植物的修復

在城市水環(huán)境污染日趨嚴峻的今天，采用多方位生態(tài)修復方法對其進行治理已成為一種重要的途徑。水環(huán)境生態(tài)恢復的理論基礎在于強化水體的自我凈化機制，穩(wěn)固水生態(tài)系統(tǒng)的平衡，并恢復其生態(tài)多樣性。因此，在海綿城市建設背景下，區(qū)域水環(huán)境的多方位生態(tài)修復涉及一系列綜合性的措施，旨在通過恢復和保護水環(huán)境的自然生態(tài)功能，提升城市的水資源管理和水災害應對能力[2]。

首先，介紹環(huán)境中動植物的修復設計。在生態(tài)恢復治理的過程中，根據修復目標、選種原則以及當前水體治理技術的實踐經驗，精心選取了濕生植物和沉水植物。對于濕生植物，主要選用了鳶尾和千屈菜兩種，它們在適應性和生態(tài)效果上均表現(xiàn)出色[3]。在沉水植物的選擇上，經過考慮選擇了苦草、龍須眼子菜和輪葉黑藻這三種品種，它們在水質凈化方面有著顯著的效果。根據世界水理事會（2020年）的在線資源可知，關于上述幾種植物對水庫內各污染物的吸收凈化能力如表1所示。

在進行水生植物的重建過程中，將采取針對性的措施，在首個1～2年間，根據當地的具體環(huán)境特點精心選擇和播種，或移栽適宜的沉水植物，并通過移植手段逐步擴大水生植物的覆蓋區(qū)域，進一步優(yōu)化水生植物群落的組成結構，并努力增加群落的生物多樣性[4]。

完成植物的種植后，通常建議在適宜的時間段（10～15天）內，進行浮游動物的定點投放，投放量按照600 mL/m2的規(guī)格進行。隨后，根據施工期間的跟蹤監(jiān)測結果，觀察水生植物的生長狀況以水生動物的種群分布情況，適時進行魚類和底棲動物的投放。其中，魚類的投放規(guī)格設定為每尾200 g，而底棲動物的投放規(guī)格則具體為青蝦體長5 cm，螺類直徑3 cm[5]。

在營養(yǎng)鹽和有機質豐富的區(qū)域，浮游藻類會大量繁殖。底棲生物如貝類，利用齒舌攝食并磨碎5～50 μm的藻類及有機物，這一過程有效抑制了水華現(xiàn)象的發(fā)生。通過減少水體中營養(yǎng)鹽、礦物質等物質的濃度，雙殼貝類在降低內源污染負荷方面起到了關鍵作用，從而實現(xiàn)了水體的凈化目標。

1.2 水體自身的修復

基于上述分析，水環(huán)境中的動植物修復完成后，可構建一個雨水生態(tài)調蓄工程模式，作為一種先進的雨水管理策略，其核心理念在于構建一個高效的雨水存儲與利用系統(tǒng)。這一系統(tǒng)不僅顯著增強了鎖水能力，有效減少地表徑流，同時促進了雨水的下滲過程。雨水調蓄模式就是強化了對雨水的自然蘊含與彈性吸收能力。

在沿海經濟發(fā)達且水網密布的江浙地區(qū)，特別是某重要河流的兩岸，規(guī)劃并實施了一系列創(chuàng)新的雨水調蓄設施。這些設施不僅承載著強大的雨水管理功能，更深度融合了生態(tài)景觀的先進理念，實現(xiàn)城市發(fā)展與自然環(huán)境的和諧共生。在設計這些調蓄體時，特別采用了自然緩坡入水的方式，模擬自然界的雨水滲透過程，既減緩了水流速度，又增強了水體的自凈能力。

面對雨季可能帶來的洪峰挑戰(zhàn)，建立了智能預警系統(tǒng)，能夠提前獲取降雨信息并即時啟動泵站等調控措施，確保在洪峰到來之前預留出充足的調蓄空間，有效緩解城市內澇問題。此外雨水調蓄設施還融入了多元化的功能設計，如濕地公園、生態(tài)浮島等，不僅美化了城市環(huán)境，還為當地居民提供了休閑娛樂的好去處，進一步提升了城市的生態(tài)品質和居民的生活質量。選擇江浙地區(qū)作為海綿城市生態(tài)環(huán)境改變的研究對象，不僅因為其具備典型的南方水鄉(xiāng)特征，更因為此地區(qū)在經濟發(fā)展和城市化進程中面臨的水資源管理和生態(tài)環(huán)境保護壓力更具代表性，能夠為全國乃至全球的海綿城市建設提供寶貴的經驗和示范。

在降雨采集和管理領域，尤其重視初期降雨的采集和管理。采用了初期雨水攔截式管網，將初期雨水匯集于調蓄處理水池，在進行適當的調蓄處理之后，再經由管路運送至城市污水處理廠進行深度處理。這種處理方式不僅有效控制了城市面源污染，還為雨水的后續(xù)利用創(chuàng)造了有利條件。

總的來說，雨水利用模式通過科學合理地規(guī)劃和建設，把降雨儲蓄起來，并利用生態(tài)技術擴大了蓄水空間。這些措施的實施將有助于恢復和保護城市水環(huán)境的自然生態(tài)功能，提升城市的水資源管理和水災害應對能力。

2 試驗測試與分析

2.1 試驗準備

隨著海綿城市建設理念的深入實踐，區(qū)域水環(huán)境的生態(tài)修復工作顯得尤為重要。因此，現(xiàn)提出試驗測試，此次測試將A市某水庫為測試試點區(qū)，試點區(qū)的占地面積為1.25 km2，水庫周圍生物較為豐富，水庫地表附著物主要為雜草及蘆葦。在海綿城市建設理念下，水庫采取了以下改造措施：加強植被的保護，并引入更多適合本地生長的水生植物；在水庫周邊建立濕地緩沖區(qū)，可以有效截留、過濾和凈化來自上游的污染物質，減輕水庫的污染負荷；將水庫周圍生物改造為生態(tài)護岸，增強岸線的生態(tài)功能，同時減少水土流失和污染物的入滲。對可能匯入外源污染的重要位置進行源頭控制，如設置截污溝、沉淀池等設施，減少污染物進入水庫。表2為水庫檢測的原污染物平均濃度。

在測試過程中，將試驗前收集原水體的污染數據與使用文中方法后的水環(huán)境生態(tài)修復效果進行對比。圖1為此次試驗在水庫試點區(qū)內設置的采樣點分布示意圖。

各采樣點使用人工定期采樣，試驗室檢測的方式，對水庫內的水體進行檢測與分析。此次測試設定的采樣點布設原則：

1）對生態(tài)修復工程中的重要節(jié)點（水庫上下游）位置布設采樣點。

2）對可能匯入外源污染的重要位置布設采樣點。

3）在有入河流湖泊匯入點的位置布設采樣點。

此次測試以氨氮為試驗指標，并將使用文中生態(tài)修復方法后的各監(jiān)測點的氨氮濃度進行測試。

2.2 試驗結果與分析

基于上述試驗準備，水庫水體水質的測試結果如表3所示。

根據表3測試結果可以看出，在所有測點中，溶解氧的濃度均保持在4.0 mg/L，表明試驗區(qū)域內水體的溶解氧水平相對穩(wěn)定，沒有因測點位置的不同而發(fā)生顯著變化。氨氮濃度在不同測點間存在波動，從1.05～1.25 mg/L不等，反映了不同測點處水體受污染源影響程度的差異，原因是自然過程中的隨機變化。所有測點的總磷濃度均保持在0.39 mg/L，表明試驗區(qū)域內水體的總磷污染水平相對穩(wěn)定，沒有顯著的空間差異。所有測點的透明度均為40 cm，說明試驗區(qū)域內水體的清澈度保持一致，沒有受到懸浮物或藻類大量繁殖等因素的影響。

基于以上信息，可以得出以下結論：試驗區(qū)域內水體的溶解氧和總磷污染水平相對穩(wěn)定，沒有明顯的空間差異；氨氮濃度在不同測點間存在波動，但整體上仍處于相對較低的水平，需要對特定測點進一步調查以確定潛在的污染源或影響因素；透明度的一致性表明水體清澈度良好，未受到顯著的外界干擾。使用文中方法后的各個測點的污染濃度明顯大幅度降低，因此，可以證明文中提出的海綿城市建設背景下區(qū)域水環(huán)境多方位生態(tài)修復技術在實際應用中具有良好的修復效果。

綜上所述，在海綿城市建設背景下，通過綜合應用物理、化學、生物等多種技術手段對區(qū)域水環(huán)境進行多方位生態(tài)修復是可行的。修復后的水質得到了顯著改善，生物群落結構逐漸穩(wěn)定，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性得到提升。未來將繼續(xù)深化對生態(tài)修復技術的研究和應用，為海綿城市建設和區(qū)域水環(huán)境的保護提供更有力的支持。

3 結語

在海綿城市建設背景下，對區(qū)域水環(huán)境進行了多方位的生態(tài)修復，這是一項系統(tǒng)性、綜合性的工程，涉及多個學科和多方合作。通過此次生態(tài)修復項目，不僅提升了城市水環(huán)境的整體質量，還增強了城市應對自然災害的能力，為市民創(chuàng)造了一個更加宜居、可持續(xù)的城市環(huán)境。在此過程中，采用了先進的生態(tài)修復技術，結合海綿城市的建設理念，對受損的水生態(tài)系統(tǒng)進行了全面、細致地修復。通過優(yōu)化水資源配置等措施，成功地改善了區(qū)域水環(huán)境，提高了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自我修復能力。值得一提的是，多方位生態(tài)修復不僅關注水環(huán)境的改善，還注重與城市建設的協(xié)調發(fā)展。相關部門應繼續(xù)致力于推動海綿城市建設與生態(tài)修復工作的深度融合，以實現(xiàn)城市水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。相信在全社會的共同努力下，城市將變得更加綠色、生態(tài)、和諧。

參考文獻

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[作者簡介]林林（1983—），男，廣州人，碩士研究生，高級工程師，研究方向：市政給水排水、海綿城市建設、流域綜合治理、水環(huán)境治理、水處理等規(guī)劃設計工作。