水質(zhì)改善視角下的生態(tài)水利工程建設研究

生春新，陸一清

（1.泰州市城市水利投資開發(fā)有限公司，江蘇 興化 225300；2.興化市水利建筑安裝工程總公司，江蘇 興化 225700）

水質(zhì)改善視角下的生態(tài)水利工程建設研究

生春新1，陸一清2

（1.泰州市城市水利投資開發(fā)有限公司，江蘇 興化 225300；2.興化市水利建筑安裝工程總公司，江蘇 興化 225700）

基于白云湖生態(tài)水利工程實際情況，依照生態(tài)水利工程學理論，與改善白云湖水質(zhì)項目研究成果相結(jié)合，對建設白云湖生態(tài)水利工程方案及思路進行了分析與探討，以期為可持續(xù)城市人工湖工程機制的創(chuàng)建提供有效參考。

生態(tài)水利工程；水質(zhì)；白云湖；改善

廣州石井鎮(zhèn)白云湖，擁有 2.07km2的占地面積，1.05km2的水面面積。白云湖呈現(xiàn)拱門形狀，其功能主要是調(diào)蓄飲水，更多優(yōu)質(zhì)水源補充給連接白云湖的海口涌、環(huán)滘涌、石井河以及滘心涌等，以使四涌水環(huán)境壓力得到有效緩解。白云湖是廣州休閑娛樂與觀光旅游的景觀湖泊，其環(huán)境效益、經(jīng)濟效益以及社會效益都非常高。然而，因為白云湖本身為新型水利工程樞紐，而且湖內(nèi)具有非常脆弱與簡單的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有非常脆弱的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與較差的取水水源水質(zhì)條件，周圍存在很多入湖污染源，導致現(xiàn)階段白云湖僅具備調(diào)蓄補水功能。

1 白云湖水利工程存在的主要問題

對生態(tài)水利工程功能的理論評價指標和評價方法，如表 1所示，白云湖水利工程存在的主要問題包括以下幾方面。

（1）站取水口與珠江西航道廣的水質(zhì)屬于 V類，具有非常嚴重的水體污染情況，白云湖源水污染物具有非常大的變化幅度。

（2）人工湖面雨水匯流面積可以說非常大，而且在降水過程中，白云湖周邊地表徑流會將大量污染物攜帶到湖心中央，而且白云湖屬于新開挖湖體，周邊土層比較松軟，由于雨水沖刷，會將很多污染物帶到湖中，導致水體污染負荷的加重。

（3）白云湖引水渠存在較少的截污對策，而且周邊有若干生活污水排放口，對白云湖水質(zhì)帶來直接性影響。

（4）白云湖中具有較少的沉水植物與水生動物，所以其生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱。

表1 生態(tài)水利工程功能評價的理論指標與方法

2 水利工程生態(tài)建設原則

（1）確保白云湖水利工程中三大水系（即:引水渠、注漿、受水河涌、湖區(qū)間水系）存在連通性，從而保證白云湖具備調(diào)蓄防洪功能，從而符合河涌生態(tài)補水之需。

（2）基于白云湖環(huán)境現(xiàn)狀，地區(qū)生態(tài)環(huán)境條件和種植相適合，對水生動植物水體自凈能力的改善具有重要作用，選擇近自然化理念規(guī)劃，同時創(chuàng)建白云湖生態(tài)水利工程，從而保障白云湖的自我調(diào)整、自我更新和自我恢復功能。

（3）對湖泊生態(tài)多樣性加強保護。相對白云湖水利工程而言，必須依照白云湖自然條件、形態(tài)分布、流場分布以及水系特點等多方面因素，對湖泊水利工程進行合理設計，以此形成緩流區(qū)、動水區(qū)、靜水區(qū)、深水區(qū)及淺水區(qū)等多種形態(tài)的白云湖水系條件，以此對水生動植物群落和棲息地予以創(chuàng)建，進而保障生物群落本身所具有的多樣性和豐富性。

（4）將白云湖水利工程當作一個整體，改善其水質(zhì)，修復其被破壞的生態(tài)環(huán)境。在建設白云湖生態(tài)工程時，應該將受水河、引水渠、珠江以及湖區(qū)等當作一個統(tǒng)一整體，對各水域間相關(guān)性加以充分考慮，以在空間與實踐方面實現(xiàn)協(xié)調(diào)運作與整體優(yōu)化，全面結(jié)合白云湖生境條件和生態(tài)修復技術(shù)，對水利工程措施進行合理布設，因地制宜，對最優(yōu)化生態(tài)水利工程結(jié)構(gòu)，實施合理設計和構(gòu)建。

圖1表示了生態(tài)水利工程在白云湖生態(tài)建設中的地位，圖中右側(cè)表示人類活動對自然河流生態(tài)系統(tǒng)的干擾過程，左側(cè)表示人類活動對被干擾的河流生態(tài)系統(tǒng)的修復過程。

圖1 河流生態(tài)恢復示意圖（↓表示人類活動干擾；↑表示恢復）

3 基于水質(zhì)改善視角的白云湖生態(tài)水利工程建設思路

基于白云湖水利工程本身所具有的功能與所存在的問題，并與建設白云湖水利工程原則相結(jié)合，依照生態(tài)水利工程學理念，結(jié)合工程特點與需求，以完善水利生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建與滿足水利生態(tài)功能為重點，建設白云湖生態(tài)水利工程思路包括以下幾點。

3.1 明確目標

服務于區(qū)域水生態(tài)環(huán)境是白云湖設計目標與宗旨，因此，建設白云湖生態(tài)水利工程，一定要為滿足白云湖生態(tài)需求做出相應措施，以此實現(xiàn)白云湖生態(tài)效益最大化，對白云湖生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)與健康建設予以不斷加強，白云湖生態(tài)水利工程創(chuàng)建關(guān)鍵點在于生物群落與棲息地建設、生態(tài)補水、生態(tài)需水等。

3.2 貫徹理念

（1）可研階段，必須對白云湖水利工程破壞原有生態(tài)環(huán)境加以充分考慮，根據(jù)水力學和生態(tài)學原理，尋求環(huán)節(jié)該破壞的最優(yōu)方案，對白云湖建設產(chǎn)生的生態(tài)效益加以充分評估，同時實現(xiàn)該效益的最優(yōu)化與最大化。

（2）設計階段，應該注重生態(tài)學與水力學的有效融合，與白云湖區(qū)域條件相結(jié)合，構(gòu)建現(xiàn)代化、可持續(xù)及健康的生態(tài)水利系統(tǒng)。

（3）施工期間，應該對工程自然地勢加以充分考慮，對水土保持方案進行合理規(guī)劃，強化保護自然植被，避免在施工過程中植被遭到破壞。

（4）運行管理期間，其導向為服務于生態(tài)水利，統(tǒng)一管理水利工程，重視健康生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建與維護，將白運輸水利生態(tài)效益充分發(fā)揮出來，創(chuàng)建白云湖補水 -調(diào)蓄-取水等協(xié)調(diào)機制，確保受水河、白運輸需水量。

3.3 落實改造

保證水體與岸邊能夠形成一個連貫性比較強的生態(tài)系統(tǒng)，除此之外，還必須不斷提升引水河蜿蜒性，確保引水渠能夠呈現(xiàn)自然狀態(tài)，對湖區(qū)水域形態(tài)予以不斷豐富，形成交錯綜合的多樣化生態(tài)系統(tǒng)，合理、有效控制沿湖與沿渠污染源。

4 基于水質(zhì)改善角度的白云湖生態(tài)水利工程建設方案

4.1 全面完善工程水質(zhì)項目

依照白云湖水利工程實踐，在改善工程水質(zhì)上主要采用原位凈化技術(shù)，通過生物工程和物理工程有效結(jié)合措施，水體凈化反應器為白云湖與引水渠，對白云湖補水水質(zhì)進行全面改善，將富氧型水源提供給海口涌、環(huán)滘涌、石井河等，其內(nèi)容主要包括。

（1）引水渠。重點是削減耗氧性物質(zhì)，使水體氧性物質(zhì)得以不斷提升，對河道接觸氧化系統(tǒng)予以不斷構(gòu)建，為引水渠曝氣充氧。

（2）湖區(qū)。重點在于加強白云湖自凈能力和水體生態(tài)修復能力，通過水生系統(tǒng)的修復，進一步加強水體自凈功能，以此對白云湖水質(zhì)進行全面改善。

（3）與水力學原理相結(jié)合，深入研究與探討東西湖濕地水凈化效果。

（4）在對白云湖水質(zhì)和生態(tài)修復工程進行改善過程中，對白云湖水利工程生態(tài)運行機制予以構(gòu)建，同時構(gòu)建白云湖補水-調(diào)蓄 -取水協(xié)調(diào)機制，創(chuàng)建生態(tài)、景觀及防洪等協(xié)調(diào)機制，確保受水河涌、白云湖等需水量。

4.2 建設白云湖生態(tài)水利工程的方案研究

4.2.1 創(chuàng)建水生植物群落

白云湖生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極為脆弱，基于白云湖氣候、植被和物種等特性，同時結(jié)合白云湖水力條件，合理、科學配置白云湖水生植物結(jié)構(gòu)，優(yōu)化沉水植物、挺水植物以及浮葉植物等布局搭配和種植比例，對水生植物種植面積予以不斷提升，從而形成豐富、穩(wěn)定的白云湖水生植物群落，將充足的棲息地提供給水生生物。

4.2.2 創(chuàng)建水生動物種群

對廣州白云湖無脊椎動物、水生動物種群進行大力培植，并對廣州白云湖現(xiàn)有食物鏈狀態(tài)進行全面、深入分析，草食性魚類養(yǎng)殖方式應該選擇放羊式，正確、有效調(diào)控水食物鏈，對生物棲息地進行合理構(gòu)建，并通過創(chuàng)建人工魚島、靜水區(qū)合理設置以及種植水生植物等，創(chuàng)建相對比較穩(wěn)固的白云湖水生動物棲息地。

除此之外，還應該不斷提升白云湖底棲動物量，對食魚型魚類與食草型魚類實施有效、合理控制，對白云湖食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)予以全面優(yōu)化，從而形成相對較為完整、平穩(wěn)的水生動物群落，確保白云湖自然生態(tài)性。

4.2.3 補充人工干預措施

采用除藻機、人工曝氣以及生態(tài)草等人工干預模式輔助與補充現(xiàn)階段比較脆弱的白云湖生態(tài)系統(tǒng)，以此實現(xiàn)自然循環(huán)和人工干預的轉(zhuǎn)化，對白云湖生態(tài)自我調(diào)節(jié)與自我恢復功能進行不斷完善。

5 總 結(jié)

總而言之，生態(tài)水利工程建設本身就是從無到有，再從有到逐漸完善的一個綜合過程，其內(nèi)容主要在于水域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)予以不斷豐富與完善，從而形成具備自我凈化、自我修復以及自我完善能力的一個健康水利生態(tài)系統(tǒng)。基于水質(zhì)改善視角的生態(tài)水利工程建設研究為深入探究廣州白云湖生態(tài)水利工程與創(chuàng)建國內(nèi)其它生態(tài)人工湖，提供了更具價值的理論基礎和實踐參考，而且對建設現(xiàn)代化生態(tài)城市也具有促進作用。

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X322；TV213.4

：A

：1008-1305（2015）05-0053-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2015.05.019

生春新（1975年—），男，工程師。