渼陂湖清水型生態系統構建的工程應用

雷倉龍

(西安曲江建設集團有限公司， 西安 710061)

1 工程概況

渼陂湖水系生態修復工程位于西安市鄠邑區，是“關中水系建設”的三大湖池之一，起步區湖面面積約180000m2，蓄水初期，水質總氮、總磷偏高，野雜魚類繁殖較快，食物網鏈結構不合理，容易發生水體污染，本工程通過清水型生態系統構建工程的實施，有效的解決了這一問題，達到了水體清澈，生物多樣性高，水生態系統穩定，自我運行。

2 施工工藝及原理

1、施工原理：

水生態修復技術，是利用培育的水生植物、水生動物、微生物的生命活動對水中污染物進行轉移、轉化及降解，從而使水體得到凈化的技術。簡單的說，就是在水域中人為地建立起一個生態系統，整個生態系統能適應外界環境對它的影響，處在原始的生態平衡狀態，最終形成一個具備自我凈化能力，可以長久自我運行的水生態系統。從而達到各項水質目標，滿足國家景觀用水標準；提升整體感官效果，清澈見底。

針對渼陂湖水系生態修復工程，通過穩態轉換理論與生物操控原理，構建景觀湖清水型生態系統，秉承物競天成、自然選擇的理念，通過前期的數據匯總和施工時段自然對物種的接納，采用純生態的施工手段，結合實際情況及施工區域內各項水質指標的變化，對水體中的各生物群落進行了恢復，對群落結構實施了調整，使得整個水體的生態系統結構趨于平衡。

2、工程內容包括：

1）基底改良；2）材料合理進場和配置；3）水生植物群落構建；4）水體透明度提升；5）大型底棲動物群落構建；6）魚類群落構建7）水生態系統優化調整。

3、水生動植物的配置（見圖一）

在北方地區水生態修復技術應用的成功案例還很少，為選擇合適的動植物品種，在工程開工前期，對西安市周邊的河流進行了詳盡的踏勘，收集河道水庫中的自然物種，但品種比較匱乏，有些生物物種只是季節性的短暫的品種，對水環境的治理功能效果甚微，通過大量的實驗，并邀請水生態專家進行多次方案論證，最終確定了動植物的配置。

1）植物配置：以苦草為基本沉水植物，以黑藻為先鋒品種，以金魚藻和馬來眼子菜等為輔助品種對基底改良后的湖區進行植物配置；

2）魚類的投放：通過生物操控全湖投放肉食性魚類烏鱧、鯰魚控制野雜魚類生物量減少底泥擾動，提升水體透明度，投放雜食性魚類黃顙魚促進底棲動物共生；

3）底棲動物：大型底棲動物用于調節水與泥界面營養鹽平衡，抑制底泥營養鹽釋放，濾食浮游植物，提高水體透明度，攝食沉水植物葉片表面附著物，促進沉水植物的生長，全湖均勻投放梨形環棱螺、無齒蚌。

3 水質改善效果評估

1.采樣點設置

為了數據的準確性與評估的客觀公正，同時考慮成本因素，點位布設參考原則為：示范工程地理位置、工程面積、工程水域形狀、可能存在的污染源等。在上述綜合分析的基礎上，布設采樣點位 4個點，采樣點具體位置根據工程現場來定。

2.采樣分析指標

水質指標：現場分析指標2項：濁度、透明度(SD)。實驗室分析指標5項：TN、TP、氨氮、葉綠素 a、化學需氧量。

3.水質評價

（1）水樣采集與指標分析

采用塞氏盤現場測定透明度，測定結束后，用采水器采集表層及中層水樣5 L，混勻后保留300-500 mL水樣，帶回實驗室用于水體營養鹽（總氮、總磷、氨氮）、葉綠素 a以及高錳酸鹽指數的測定。其中，總氮采用堿性過硫酸鉀消化紫外分光光度計比色法；總磷采用酸性過硫酸鉀消化鉬睇抗比色法；氨態氮和磷酸鹽分析參照國標方法；（COD）采用重鉻酸鉀法；葉綠素采用丙酮提取、紫外/可見分光光度法測定。

（2）單因子評價方法

水環境質量現狀評價采用與標準比較法，TN、TP是造成湖泊水體富營養化的重要指標，本水質評價中采用TN、TP、氨氮指標，以反映該水質的實際情況。水質評價標準采用《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）。

表1 檢測結果（單位：mg/L）

圖2 湖區水質變化趨勢分析圖

4 結論

1、與湖區未治理前相比較，總氮、氨氮降幅顯著，并明顯降低了綜合營養狀態指數。同時，示范區浮游動物和底棲動物多樣性有明顯提升。因此，示范區作為一個整體來衡量，明顯改善了水質。

2、湖泊與進水口水質和多樣性比較

與進水口相比，渼陂湖作為一個整體，顯著降低了總氮、氨氮、葉綠素a、濁度（各參數削減率在23.8～65.8%之間），明顯增加了透明度（54.7%），并在一定程度上增加了湖區溶解氧。在絕大多數情況下，渼陂湖湖區的多樣性指數平均值明顯高于進水口，明顯增加了生物多樣性。