合肥環巢湖方興湖水環境景觀綜合治理項目分析

王竹青

摘要：方興湖作為塘西河水流入巢湖之前的蓄水庫及水體凈化庫，起著凈化包河區排放的污水及補充巢湖的水量的作用。2017前該湖體水質較差，主要指標氨氮、總磷、總氮、COD均出現不同程度的超標情況，水質為劣五類。湖邊由于缺少水生植物，植物群落較為單一，景觀效果有待提升。基于以上問題，2017年合肥環巢湖方興湖水環境景觀綜合治理項目開工建設。本文就該項目的實施情況及經驗進行分析探討。

Abstract： As the reservoir and water purification reservoir before the Tangxi River flows into Chaohu Lake， Fangxing Lake plays a role in purifying the sewage discharged from Baohe District and supplementing the amount of water in Chaohu Lake. Before 2017， the water quality of the lake was poor. The main indicators of ammonia nitrogen， total phosphorus， total nitrogen and COD were all over the standard， and the water quality was inferior. Due to the lack of aquatic plants at the lakeside， the plant community is relatively simple and the landscape effect needs to be improved. Based on the above problems， the Fangxing Lake Water Environment Landscape Comprehensive Treatment Project in Hefei was started construction in 2017. This paper analyzes and discusses the implementation and experience of the project.

關鍵詞：方興湖;水環境;景觀;生態治理;對策

Key words： Fangxing Lake;water environment;landscape;ecological management;countermeasures

中圖分類號：TV213.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）14-0046-03

0 ?引言

巢湖作為中國五大淡水湖之一，位于合肥市的南部。巢湖的優質生態環境吸引著居民的聚集居住，也迎來了各地游客，增長了區域經濟，影響著周邊的氣候條件。但是巢湖周邊劇增的居民也增加了巢湖水體凈化的負擔，維護好巢湖的水生態環境已然成為合肥人民關注的重點。

方興湖作為塘西河水流入巢湖之前的蓄水庫及水體凈化庫，承擔著凈化包河區排放的生活污水并維護著巢湖一部分補充水源。2017前該湖體水質較差，主要指標氨氮、總磷、總氮、COD均出現不同程度的超標情況，水質指標為劣五類;由于缺少水生植物，景觀效果的較為單一。2015-2017年夏季均出現藍藻大面積爆發。為解決以上問題，2017年10月合肥環巢湖方興湖水環境景觀綜合治理項目開工建設。該項目由合肥包河區重點工程局負責實施管理，筆者作為業主項目負責人參與該工程實施。

1 ?方興湖水環境景觀綜合治理項目實施前存在問題分析（2014-2016）

1.1 方興湖水文分析（2014-2016年）

方興湖治理面積約852802.7平方米，目前湖水蓄水水深達3米左右，最深處8米多，總水量約為450萬m3。方興湖主要補水為上游塘西河河道水體徑流和周邊雨水徑流，而上游塘西河水源主要水源為自然徑流、再生水廠補水及城鎮直排污水，經過匯流后流入方興湖，最終排入巢湖。方興湖與上游塘西河、下游巢湖均有水閘聯結，均可以根據實際需要進行互換水體。

1.2 方興湖水質監測數據及問題分析（2014-2016年）

2014-2016年方興湖中心水體整體狀況較好，但存在水體富營養化導致藍藻、水綿泛濫的趨勢，尤其是在方興花園處等水體波動較小區域出現大面積的水綿、藍藻等現象。在汛期及降雨時，受到雨水沖刷、侵蝕，水體周邊的地表污染物通過直排及排水管道匯入方興湖。湖體周邊種植的植物由于季節性的枯萎未及時進行清理，將對水體造成一定的影響。

如表1是近三年塘西河流域各監測斷面監測數據，塘西河流域水體水質較差，主要水質指標氨氮、總磷、總氮、COD均出現不同程度的超標情況。由于流域內分布各種污染源，不同監測斷面的水體水質出現不同程度的波動。從方興湖入湖口上游廬州大道斷面監測數據可以看出，氮、磷及COD呈現上升趨勢，尤其是TN、TP營養鹽常年超目標值，長期的超量匯入不僅對方興湖水體水質造成影響，同時這些未經治理的污染水體流入巢湖后將進一步加劇了巢湖藍藻水華爆發程度。

2 ?方興湖水環境景觀綜合治理項目建設目標

2.1 本項目的目標

通過生態修復手段來提高方興湖水體水質，一方面方興湖水質改善已成為巢湖環境整體治理中不可或缺的一環;另一方面通過改善水質將提高方興湖公園環境的整體美觀，為附近居民打造出一個美觀整潔的休閑公園，豐富人民的精神生活，促進社會的和諧。

2.2 項目驗收標準（摘自：該項目招標文件及合同）

該區域水質達到如下要求：

①水質主要指標：方興湖主要水質指標達到國家《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）Ⅳ類水質標準（CODcr≤30mg/L，BOD5≤6mg/L，TP≤0.3mg/L，TN≤1.5mg/L，NH3-N≤1.5mg/L ，溶解氧平均值≥3mg/L）。

②水體清澈，水體透明度≥1.2m。

③水體無異味、無藻類聚集，無垃圾等漂浮物。

④水生態系統構建后，建設初期水域非硬化底質區域的沉水植被覆蓋率達30%以上，后期運營維護期逐年提升，運營期滿要求非硬化底質區域的沉水植被覆蓋率達60%以上，四季都有綠色的沉水或浮水水生植物，形成優美的水下景觀，完善水體生態系統的食物鏈，形成全面穩定的生態平衡，并建立后續生態平衡維護保養系統。

⑤本項目以原位生態修復技術為主，應充分考慮生態安全性，處理方案不得對本區域及下游造成二次污染，嚴禁使用化學藥劑等化學手段。若由于投標人所使用的生物制劑導致發生的二次污染，承包人需無條件修復治理達到招標人質量驗收指標。并處以20萬元/次的罰款。

⑥施工期間對治理區域內的魚類確有捕撈需要的必須和甲方協調，按照甲方要求有序捕撈，但不可以進行投藥捕撈。

3 ?方興湖水環境景觀綜合治理項目實施情況

本項目具體實施的三階段劃分為：

3.1 底泥原位生態修復階段（2017年10月-11月）

投加生物復合酶制劑，提高底泥微生物活性，強化底泥水解酶對底泥有機污染物的分解。

3.2 以沉水植物為主導結合景觀功能構建水生態系統階段（2017年11月-2018年5月）

根據合肥當地氣候環境及沉水植物的習性，針對不同水深情況結合景觀效果使用適宜的水生植物種植在湖區范圍，構建出“水生植物—水生動物—微生物”的共生體系，增強水體中營養物質的分解及氮、磷的吸附消除。

3.3 曝氣增氧工程階段（2018年5月-6月）

安裝推流式曝氣機與微納米曝氣增氧設備，提高水體氧化還原電位，削減耗氧性物質，增強水體的凈化功能。

3.3.1 底泥原位生態修復階段實施（2017年10月-11月）

根據水質、污染源、沉積污泥量按一定劑量投加生物制劑到水體中，對于入湖河流，根據流速在上游及沿線安裝定點投加裝置;對于湖區水體，根據水域面積安裝定點投加裝置或人工均勻噴灑入水體。在不同水質下對水體投加不同量的生物制劑，本次實施如下：

①生物清淤初期：生物制劑添加到水體中后，會將原先存在于水體中微生物活性呈幾何數量級增長。由于微生物的分解作用，會使水底的污泥有機結合發生質變，形成底泥的松動，水質會暫時變渾變差。大約一個月后（如處低溫季節會更久），水底的有機污泥更會變得松散，并產生大量的二氧化碳和甲烷氣體。松散成絲狀的污泥會隨著氣泡上浮，在水中逐步分解，部分成為后生動物和魚類的食物。隨著微生物活性的不斷增強和湖底有機污泥的分解，部分有機污泥會轉化為活性污泥，此時，水體的自凈功能得到極大的增強，水體的透明度會得到提高，水質得到改善。

②水質凈化中期：隨著將生物制劑連續滴入水體，其特有的抗氧化、抗菌作用，可以提高有益微生物的活性（催化作用）和降低腐敗菌、雜菌的活性（負催化作用）。使好氧區的有機物分解菌、硝化菌、硫酸化菌、脫氮菌等活性提高，促進有機物的完全分解，氨向硝酸根離子的轉變。硫化氫向硫酸離子的轉變，因而使好氧區的濁度降低。

③原位生態修復穩定期：水底有機污泥大部分得到分解，并形成活性污泥，此時需根據外界持續輸入的污染源（暴雨等極端天氣，或者污染物突然排放）來調整復合酶的配方、稀釋倍數、投加量來控制污染物分解能力，使二者形成動態平衡。于此同時，投加微生物凈水劑，構建含有有益微生物的底質處理系統，也沉水植物群落的提供良好的生長環境，從而達到修復生態的目的，并使水質得以維護并保持長期良好狀態。

3.3.2 以沉水植物為主導結合景觀功能構建水生態系統實施（2017年11月-2018年5月）

①生態景觀植物群落的選擇原則。本項目采用以合肥鄉土物種為主的植物品種進行湖濱植物群落的重建，方興湖的濱水生態植物帶包括3級：1）近岸區域的濕地植物帶;2）淺水區域的挺水、浮葉植物帶;3）淺水及深水區域的沉水植物帶。水體的深度是方興湖水生植被分布的決定性因素。從方興湖的岸邊逐步向湖心延伸，一般隨著水深的逐漸加深，植物帶由濕地、挺水植物帶逐步過渡到浮葉植物帶，再過渡至沉水植物帶。

依據項目前期方興湖的測繪出的水文數據，我們在根據方興湖水深梯度并參考當地的原生水生植物長勢及景觀效果確定相應的優勢水生植被類型。

方興湖的水生植物的選擇依照以下原則：1）適地性：引種物種以本地及周邊本土水生品種為主。2）生態高效性：引種物種占據植物分布高比例的生態位，對于改善生態功能發揮決定性作用，具有高效的凈化水質的作用。3）景觀提升性：引種物種應滿足景觀效果的多樣性要求，不僅具有凈化水質能力，更要有良好的景觀觀賞價值。在臨近岸邊可觀賞區的沉水植被的配置上，應做到暖水性和冷水性植被共存，冬季見綠效果。4）多樣性、協調性：多樣性具體表現為生物品種的多樣性、生物環境多樣性、生態功能多樣性。協調性表現為各引種物種的數量比例、空間結構應滿足多樣性及協調性要求，共同構建穩定的生態系統。5）養護可實施性：引種水草種類應生長速度比較慢，不容易形成瘋長，減少每年的收割次數。其中沉水植物品種，成熟期高度應比較矮，不宜超出水面標高，減少日常的養護難度;近岸布置的沉水植物宜選用矮生苦草生成水下草坪，提升景觀效果。

②實施種植的植物品種：1）挺水植物：荷花、再力花、千屈菜、黃菖蒲、香蒲、水蔥、梭魚草、花葉蘆葦、旱傘草、德國鳶尾。2）浮水植物：睡蓮、荇菜、香菇草。其中常綠水生植物為黃花鳶尾、常綠鳶尾、千屈菜、大聚草等。3）沉水植物：輪葉黑藻、刺苦草、矮生耐寒苦草、馬來眼子菜、金魚藻、菹草、大茨藻、穗花狐尾藻。

③生態浮島設置：水生植物通過與納污生態浮島相結合，將最大效果的發揮水生植物對水體水質的凈化能力。納污生態浮島生長的水生美人蕉、銅錢草等植物的根系在水中交織成表面積較大且濃密的植物根系網，不僅能吸附水體中大量的懸浮物，并且逐漸在植物根系網表面及網內形成生物膜以供微生物生活，而微生物通過吞噬及代謝將水中的有機污染物轉成為無機物，又能提供生長植物所需要的營養物質，促進植物的光合作用及浮島植物的生長。最后養護人員進行收割浮島植物、捕獲浮島內生活的魚蝦以減少水中營養鹽;此外，浮島漂浮于水面上，遮擋了陽光，抑制藍藻的光合作用，減少藍藻、水綿等浮游植物數量，防止“水華”發生以提高水體的透明度。同時浮島上的植物群落可供鳥類棲息空間，下部植物根系網絡形成魚類和水生昆蟲共生環境，構建微生物—植物—動物共存的系統。

生態浮床不僅具備凈化水質、提升景觀效果還具備提供水生生物棲息生活空間等多種功能。在實際施工時還具備以下優點：1）浮島浮體面積及形狀可根據水體的面積等因素進行調整，并且易制作和拖運;2）教固定性人工濕地，浮島內植物品種具有更換方便性，可根據氣候及時間進行更換;3）管理便捷性，不需要進行日常養護，僅進行定期清理，縮減了人工和設備的投資，降低了建成后的養護費用，性價比較高。（圖2）

④水生態系統結構持續調整。待沉水植被凈化系統構建完畢后，從生態位和食物鏈的角度，投放對生態系統不會造成破壞的新型優質湖泊水生動物。包括肉食性魚類、濾食性魚類、雜食性魚類、螺類、貝類、蝦類等。

3.3.3 曝氣增氧工程階段（2018年5-6月）

①微納米曝氣增氧機。構建曝氣增氧系統是生物—生態水體修復技術中重要的環節，水體中大量的溶解氧是微生物繁殖、掛靠、激活的基本生存條件。增加溶解氧含量，可以使水中微生物斷開的生物鏈得到有效的修復，然后依據水質情況逐步形成更加完善的、穩定的生態系統。實施安裝水體曝氣增氧系統，主要是為了增強水體水質凈化的保障能力，前期提高水生態系統構建效率，后期作為水質應急保障系統，在突發性污染發生時連續運行。本項目預采用推流式增氧機臺、微納米曝氣機臺運用于方興湖內。常規的曝氣器產生的毫米、厘米級氣泡能上升到水面，對水體的生態結構有一定的破壞。本次實施的微納米曝氣裝置產生的氣泡體積教小，微納米氣泡在上升的過程中溶解到周圍的水體中，能夠提高好氧微生物的生化效率。

②推流式曝氣增氧機。推流式增氧機由潛水泵、浮體、水射器、噴嘴、導流筒和定位支架組成，兼具推流和造流的功能。其對下層水的增氧能力比葉輪式增氧機強，強大的推動力可使水體短期內溶解氧迅速增加，形成富氧活水流，同時改善微生態環境，強化水體自凈能力，使水質短期內明顯改善。該型增氧機設置了導流室和混合室，空氣中氧的轉化率可達30%以上。

通過該系統復氧和去層化的作用提高水體溶解氧含量，打破水體底部的厭氧環境，降解水體中的有機物和氮、磷等營養鹽含量，同時可消除水中的超飽和的有害氣體，例如：氨氮、沼氣、硫化氫等氣體。該系統的建立還能抑制底泥營養鹽的釋放，改良水質環境，消減轉化酶、氨基酸及抗生素，降低水生動物患病的可能性。結合水生植物對方興湖中的氮、磷等營養物質消化吸收，能夠長期有效的改善水質水體，最終使方興湖構建成健康的、長效的生態系統。

4 ?項目完工分析

方興湖項目于2018年6月份完成全部施工內容。施工完成后對水體水質進行觀測及檢測。根據相關的檢測數據表明，采用生態手段建立生態系統后，水體凈化能力得到進一步的提升。湖中心的水質指標BOD、氨氮，總氮、總磷、COD等相關指標對比上游塘西河有明顯提高，部分區域已經達到合同要求。多層次、多陽性的水生植物的體系建立也進一步提升了方興湖整體的景觀效果。該項目的實施對于合肥市的水環境問題治理給出了相應的經驗，提供了景觀改造與生態體系同設計、同施工、同運營的思路。（圖3、圖4）

參考文獻：

[1]葉林，周光華，劉建平.湯河生態治理工程淺析[J].河南水利與南水北調，2017（03）.

[2]張秀娟.高都河生態治理工程設計與施工探析[J].山東水利，2017（06）.

[3]王云華，楊云.撫仙湖湖濱帶生態治理工程的探討[J].玉溪師范學院學報，2006（06）.