吳銳敏 吳銳杰 葉瑞彬

(深圳市金河建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東 深圳 518049)

在全國(guó)各地的村莊和景區(qū)有不計(jì)其數(shù)的景觀湖、內(nèi)湖、風(fēng)水塘等，其特點(diǎn)是水域面積小、分布廣泛、水體流動(dòng)性差。由于人們對(duì)土地的過(guò)度開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)意識(shí)淡薄和管理不到位，部分景觀湖、內(nèi)湖、風(fēng)水塘污染嚴(yán)重，出現(xiàn)湖塘容積變小、底泥淤積、水體發(fā)黑變臭、水生物品種單一、水體變綠、水質(zhì)不達(dá)標(biāo)等情況。十九大以來(lái)，國(guó)家向全社會(huì)倡導(dǎo)生態(tài)文明的主流價(jià)值觀，推動(dòng)水環(huán)境綜合治理與水生態(tài)修復(fù)建設(shè)，成果顯著。深圳市作為改革開(kāi)放的排頭兵、試驗(yàn)田，積極統(tǒng)籌實(shí)施水環(huán)境污染整治、水資源管理和水生態(tài)保護(hù)的生態(tài)戰(zhàn)略，將最貼近民生的河、湖、塘水環(huán)境保護(hù)和水生態(tài)修復(fù)作為主戰(zhàn)場(chǎng)。湖、塘生態(tài)設(shè)計(jì)以尊重物種多樣性、保持營(yíng)養(yǎng)和水循環(huán)、維持植物生存環(huán)境和動(dòng)物棲息地為總體原則[1]。西湖苑內(nèi)湖治理是深圳市實(shí)施生態(tài)水體修復(fù)的第一批項(xiàng)目，治理前水體泛綠、散發(fā)臭味、底泥淤積，在水生態(tài)修復(fù)工程中具有一定的代表性，因此本文對(duì)西湖苑內(nèi)湖的生態(tài)修復(fù)措施進(jìn)行分析，其治理經(jīng)驗(yàn)可為其他省市的湖、塘水生態(tài)修復(fù)治理提供參考。

1 工程簡(jiǎn)介

西湖苑內(nèi)湖位于深圳市龍崗區(qū)，水域面積約10000.00m2，水質(zhì)為劣Ⅴ類水，主要指標(biāo)超標(biāo)較嚴(yán)重，其中影響最大的為氨氮，其次為總磷，在旱季尤為明顯。因內(nèi)湖周邊居民密集，夏天湖水散發(fā)的臭味及滋生的蚊蟲，給人們生活帶來(lái)困擾。根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)研，了解水質(zhì)情況特點(diǎn)，對(duì)西湖苑內(nèi)湖實(shí)施水生態(tài)修復(fù)工程，共設(shè)置生態(tài)浮床2870.91m2，太陽(yáng)能曝氣機(jī)10臺(tái)，底泥微生物強(qiáng)化處理面積10000.00m2。西湖苑內(nèi)湖生態(tài)修復(fù)設(shè)施平面布置見(jiàn)圖1。

圖1 西湖苑內(nèi)湖生態(tài)修復(fù)設(shè)施平面布置

2 生態(tài)修復(fù)措施

水生態(tài)修復(fù)治理必須先治根本，通過(guò)對(duì)污染源及現(xiàn)有污染物進(jìn)行清理，再利用生態(tài)浮島技術(shù)進(jìn)行治理，通過(guò)浮島上的植物吸收氮磷及浮島底部微生物膜載體協(xié)同凈化水體，并輔助水生植物、增氧曝氣等強(qiáng)化措施提升水環(huán)境質(zhì)量。生態(tài)浮島主要組成部分的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 生態(tài)浮島主要組成部分的技術(shù)參數(shù)

2.1 內(nèi)湖污染源處理

通過(guò)對(duì)景觀湖進(jìn)行勘察發(fā)現(xiàn)，湖水較淺，湖底存在多處“白色垃圾”、雜物等無(wú)法自然降解的情況，且由于長(zhǎng)年缺乏管理，湖底底泥厚度累積達(dá)到1.2～2.0m。

經(jīng)檢測(cè)，底泥有害金屬含量超標(biāo)，因此，決定對(duì)內(nèi)湖水和底泥采用“大換血”的方式進(jìn)行處理，即在枯水期放干湖水，利用機(jī)械清理湖底淤泥及其他污染物，清理湖底淤泥和污染物厚度不超過(guò)污染層和過(guò)渡層總厚度(因底泥有害金屬含量超標(biāo)，因此，全部由有淤泥處理許可資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行無(wú)害化處理)。放干湖水也有利于完善截污系統(tǒng)，可以更直觀地查看是否存在直排、偷排進(jìn)湖的污水管道，修建截污導(dǎo)流管道，將影響水生態(tài)的管路全部接入市政污水管網(wǎng)。

2.2 生態(tài)浮島主體

生態(tài)浮島系統(tǒng)由多個(gè)310cm×210cm的獨(dú)立單元組進(jìn)行任意組合，形成浮島組分布于湖面上。為了保持水體及水生動(dòng)植物接受陽(yáng)光直接照射，生態(tài)浮島的面積一般不超過(guò)湖面面積的1/3。本工程由18個(gè)浮島組組成，包括17個(gè)15.50m×10.50m浮島組，1個(gè)16.85m×6.20m浮島組。生態(tài)浮島主體結(jié)構(gòu)由浮床框體、床體、定植籃等材料組成，獨(dú)立單元樣式見(jiàn)圖2。

圖2 生態(tài)浮島獨(dú)立單元組樣式 (單位:mm)

2.2.1 浮床框體

浮床框體所用材料要求堅(jiān)固美觀、抗蝕耐用、能抵抗風(fēng)浪，一般采用浮力較好的PVC管材、木材、毛竹等作為框體骨架，框體可根據(jù)需要做成正方體或長(zhǎng)方體。本工程采用的框體材質(zhì)為PVC管，該管無(wú)毒無(wú)污染，重量輕，能承受一定的沖擊力，管材規(guī)格為內(nèi)徑50mm，壁厚2mm，轉(zhuǎn)彎處采用PVC標(biāo)準(zhǔn)90°彎頭。

2.2.2 浮床床體

浮床床體必須選用浮力較大，材料本身無(wú)毒，不會(huì)因光合作用析出污染物質(zhì)的支承物，是整個(gè)浮島浮力的主要提供者。本工程采用了定制的65mm HDPE聚乙烯板模塊，這種材料具有成本低、浮力強(qiáng)、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，且方便施工，重復(fù)利用率相對(duì)較高。

2.3 微生物膜填料

健康穩(wěn)定的微生物群落是浮床凈化水體的一個(gè)主體。微生物膜填料搭配浮床共同作用，可為水中的微生物以及該工程采用的微生物菌劑(脫氮副球菌、多粘類芽孢桿菌等)提供更大的生長(zhǎng)面積，提高削減水中污染物的能力。微生物膜材料通過(guò)尼龍繩等懸掛于浮床的下方，為微生物群落提供更大的附著面積，增強(qiáng)微生物群落降解污染物的作用。微生物膜材料的長(zhǎng)度以西湖苑內(nèi)湖常水位為參考，不接觸湖面及湖底底泥，本工程中微生物膜材料長(zhǎng)度為1m。

2.4 浮島植物凈化系統(tǒng)

水生植物修復(fù)技術(shù)也是改善水環(huán)境行之有效的手段之一[2]，是浮島凈化水體的另一個(gè)主體。在選擇水生植物種類時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個(gè)因素：?適合當(dāng)?shù)貧夂蛏L(zhǎng)、符合水質(zhì)條件，成活率較高，一般優(yōu)先選擇本土植物；?根系發(fā)達(dá)，根莖繁殖能力強(qiáng)，有利于吸附水體中有害物質(zhì)；?植物生長(zhǎng)快、生物量大；?植株優(yōu)美，具有一定的觀賞性；?具備一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本工程主要采用粉綠狐尾藻作為浮床的搭配植物，不僅可以作為觀賞植物，而且能作為魚類避難、產(chǎn)卵的場(chǎng)所。

粉綠狐尾藻屬于沉水植物，種植時(shí)必須帶水種植，水位不超過(guò)20cm，種植完畢后根據(jù)情況采用拋秧方式補(bǔ)種，并視沉水植物生長(zhǎng)情況及水質(zhì)現(xiàn)狀逐漸提升水位。種植需采用合理的間距及密度，并控制每叢生物量，以免生物量過(guò)大產(chǎn)生植物自屏效應(yīng)，或生物量過(guò)低達(dá)不到凈化效果。水生植物生長(zhǎng)范圍需進(jìn)行控制，可在水生植物附近設(shè)置圍網(wǎng)，每年定期收割管理，防止沉枝敗葉二次污染河道水體。

2.5 生態(tài)浮島安裝固定

組裝浮島單元組：?按照?qǐng)D紙的尺寸將PVC管裁切后拼裝成一個(gè)長(zhǎng)方框體，用尼龍?jiān)鷰⒍ㄖ不@、聚乙烯板模塊、微生物膜分別固定于浮島框上，各部件之間的連接應(yīng)綁扎緊固；?使用尼龍?jiān)鷰⒍鄠€(gè)單元組進(jìn)行綁扎形成浮島系統(tǒng)；?浮島系統(tǒng)的固定方式是通過(guò)尼龍繩(φ10)在湖底的固定樁上固定，尼龍繩長(zhǎng)度以湖體洪水位為參考，以應(yīng)對(duì)雨季的沖擊。固定樁采用直徑80mm、厚10mm壓入湖底的無(wú)縫鍍鋅鋼管，施工前應(yīng)對(duì)鋼管進(jìn)行防銹處理；固定樁的埋深以湖底表面為基準(zhǔn)，埋深3m以上；固定樁朝上一端需開(kāi)孔或焊接鋼筋彎鉤，便于尼龍繩索將固定鋼樁與浮島連接固定，焊接部位涂防水漆或包裹防水材料，以防止生銹；鋼樁數(shù)量以浮床組數(shù)量為參考，每個(gè)浮床組搭配4根鋼樁用于穩(wěn)固浮床組的相對(duì)位置。

2.6 曝氣增氧系統(tǒng)

太陽(yáng)能曝氣機(jī)：以太陽(yáng)能作為設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的直接動(dòng)力，設(shè)置獨(dú)特的旋切提拉曝氣葉輪，通過(guò)葉輪旋轉(zhuǎn)提升作用，將底部缺氧水轉(zhuǎn)移到水體表面與表層富氧水混合；表層富氧水通過(guò)離心旋轉(zhuǎn)橫向水平擴(kuò)散、縱向進(jìn)入底層缺氧區(qū)。由此實(shí)現(xiàn)水體解層、增氧和縱橫向循環(huán)交換三重功效，最大限度地將表層超飽和溶解氧水轉(zhuǎn)移到水體底層，增加底層水體溶解氧，消除自然分層，提高水體自凈能力。

本工程布設(shè)10套太陽(yáng)能曝氣設(shè)施為西湖苑內(nèi)湖水體提供額外的溶解氧，與周邊生物浮島形成厭氧-好氧環(huán)境，協(xié)助水體中污染物的降解。太陽(yáng)能曝氣機(jī)安裝在深度大于1.8m水體中，曝氣效果最佳；如水深大于10.0m，可設(shè)置導(dǎo)流筒，以滿足深層供氧需求。組裝完畢后移至設(shè)定位置，開(kāi)機(jī)觀察水流的方向是否符合設(shè)計(jì)要求，并可根據(jù)要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。太陽(yáng)能曝氣機(jī)為一體式結(jié)構(gòu)，采用漂浮安裝方式，無(wú)須安裝基礎(chǔ)，固定方式為插桿固定式。

3 強(qiáng)化管理措施

水生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)不是一勞永逸的，要維持良好的生態(tài)環(huán)境，必須配備具有專業(yè)知識(shí)的技術(shù)人員，在工程完工后進(jìn)行有效的管理和維護(hù)，才能發(fā)揮更好的生態(tài)作用。

3.1 加強(qiáng)宣傳教育

政府部門要加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)宣傳工作，引導(dǎo)居民環(huán)境保護(hù)意識(shí)，不在湖中、湖邊亂丟垃圾、雜物，不將廢污水排入湖、塘；不破壞水生態(tài)工程設(shè)施，發(fā)現(xiàn)破壞行為要及時(shí)制止；不在湖、塘中捕捉魚蝦，不放生外來(lái)水生物種。

3.2 浮島結(jié)構(gòu)管養(yǎng)

?要按實(shí)際情況制定管養(yǎng)周期，定期補(bǔ)充生態(tài)浮床基質(zhì)，檢查浮床植物的生長(zhǎng)狀況；?定期檢查PVC管和聚苯乙烯泡沫板的老化情況，對(duì)于老化嚴(yán)重且不能繼續(xù)使用的浮床要及時(shí)更換；?定期檢查曝氧設(shè)備的運(yùn)行情況，出現(xiàn)故障或安全隱患時(shí)應(yīng)及時(shí)檢修。

3.3 水生植物管養(yǎng)

浮床植物的管護(hù)主要包括：?水生植物(如狐尾藻)的補(bǔ)種、浮床水位的控制、定期收割清理、病蟲害控制；?不同的水生植物，其生長(zhǎng)周期不同，應(yīng)根據(jù)其生長(zhǎng)周期進(jìn)行管控，死亡或接近死亡的水生植物應(yīng)及時(shí)打撈，補(bǔ)種新的水生植物[3]；?在管護(hù)過(guò)程中，防止引入新的污染源，采用生物方法防止病蟲害；?及時(shí)收集與切割浮床植物的枯枝、爛葉，防止其長(zhǎng)期漂浮于水體中污染水質(zhì)，并相應(yīng)地進(jìn)行補(bǔ)充。

3.4 水質(zhì)管理

在管理過(guò)程中，如出現(xiàn)水體混濁，即懸浮物濃度高引起的水體透明度下降，可施用懸浮物絮凝類藥劑，其主要是由鋁鹽、殼聚糖等配置而成。施工技術(shù)要求為：將藥劑均勻潑灑在透明度下降區(qū)域，然后攪拌上、下層水體，使其充分溶解，并混合均勻，用量按20g/m3控制。若出現(xiàn)水體藻類生物量過(guò)大(葉綠素含量大于30mg/L)、水體變色，即藻類生物量過(guò)高引起的水體透明度下降，可施用除藻類藥劑，其主要是由銅鹽、漂白粉等配制而成。施工技術(shù)要求為：將藥劑均勻潑灑在透明度下降區(qū)域，充分?jǐn)嚢枭?、下層水體，使其充分溶解，并混合均勻，用量參考值按20g/m3控制，根據(jù)不同污染程度決定投加量。

4 結(jié) 語(yǔ)

在淺水或流動(dòng)性較差的內(nèi)湖、風(fēng)水塘等進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)中，通過(guò)建設(shè)生態(tài)浮島，利用植物根系吸收和吸附作用，在管養(yǎng)收割植物過(guò)程中將富集氮、磷等元素及其他有毒有害物質(zhì)從水體中輸出；利用生物膜載體、曝氣增氧設(shè)備進(jìn)行脫氮、增氧，協(xié)助水體污染物降解。通過(guò)以上水生態(tài)修復(fù)措施，在構(gòu)建水體生態(tài)系統(tǒng)、凈化水體的同時(shí)，還可呈現(xiàn)出較好的景觀效果，有效改善周邊環(huán)境的溫度和濕度，增加空氣舒適度，為當(dāng)?shù)鼐用駹I(yíng)造一個(gè)更加適宜的生態(tài)環(huán)境。