水生態修復技術在四川音樂學院人工湖中的應用

[摘 要] 本文通過對四川音樂學院人工湖進行調查和分析，對水生態修復技術進行探究，提出四川音樂學院人工湖在水污染防治、水質改善及駁岸優化等方面的具體措施和方法，如通過外源控制、物理化學生物法及構建生態駁岸等方法進行修復，這些方法能有效促進四川音樂學院人工湖水生態系統的修復與改善，為建設更加寧靜、和諧、美麗的校園生態環境提供理論依據。

[關鍵詞] 水生態修復技術;人工湖;風景園林;四川音樂學院

[中圖分類號] X171.4;X52 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2019）35-121-3

為了積極踐行“把生態文明建設放在突出地位”的國家戰略，建設美麗中國典范城市，四川省成都市加快了城市生態文明建設。位于成都市新都區的四川音樂學院（以下簡稱“川音”）作為知名的中國高水平大學，順應時代趨勢，緊跟國家政策，加強校園生態文化建設，不斷提升生態文明水平。本文通過分析探討川音人工湖面臨的問題，因地制宜地將水生態修復技術應用于川音人工湖，為人工湖水生態設計提供借鑒與參考，提出人工湖未來的生態發展辦法，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

1 人工湖概況

1.1 人工湖現狀

四川音樂學院新都校區在校師生規模1.8萬余人，占地面積66.667余hm2。居于校區中心位置的人工湖面積約1.8萬m2，水深約2.5 m，湖面東寬西窄，北側湖面密植睡蓮，湖中折橋橫貫南北，湖邊植物相圍，點綴亭榭一二，建筑相鄰排列于人工湖周邊。人工湖與建筑之間的環形主路是師生前往各教學樓及生活區的必經之路。

1.2 人工湖存在的問題

川音人工湖的治理手段較單一、落后，基本滿足了防洪防災、景觀用水的需求，而水體自身的需求卻被輕視。為了提高泄洪效率，設置混凝土硬化護岸，阻止了水體中的物種與岸邊物質進行交換，并且截彎取直，使駁岸形態與自然狀況相差較大。為了獲得更穩定的水源，過度強調防滲性，阻礙了湖水的自然下滲過程，局部湖床底泥污染嚴重，破壞了原有地下水循環供給，有富營養化的傾向，在一定程度上影響了人工湖健康狀況。川音人工湖長期處于封閉性、非流動的死水狀態，水量漲幅隨季節變化較明顯，沒有與自然河流連通，不能進行循環暢通和維持自流自凈，而且僅有少量水生植物分布，水質容易腐敗發臭，造成對水環境的破壞，從而影響校園生態環境，使小氣候的積極影響微小甚微。

2 人工湖的水生態修復技術選用原則

由于本次的研究對象在高校，要根據川音人工湖實際現狀及特點，以因地制宜為首要原則選擇適用于本土的方法。在遵循自然規律的基礎上，遵循安全性、長期性、實用性、經濟性等原則，采取具有針對性的措施，達到環境好、造價低、有效改善水質的效果，防止水體造成二次污染或富營養化，發揮生態系統的自我修復功能。

3 人工湖的水生態修復措施

水生態修復是一個綜合性的系統工程，可以利用各類技術措施，控制污染物產生量和進入量，提高水體自凈能力，改善水質，使水生態進入良性循環。川音人工湖水生態修復包括外源污染控制、水質改善及駁岸優化等。通過水生態修復技術的應用，可恢復人工湖的水循環系統和生態功能;重建生物群落多樣性，將生態系統趨于自然化，走可持續發展道路。

3.1 外源污染控制

經過調查發現，川音人工湖的水體污染主要來自路人隨手丟棄的垃圾雜物、汽車尾氣產生的塵埃、校園生活污水、水邊植物的代謝殘留物以及周邊植物使用的化肥、農藥等。污染物進入水體是水環境污染的根本原因，因此污染源的控制與治理是水環境治理的首要工作。首先，要嚴格監管，使校園師生及周邊居民養成不亂丟垃圾的習慣;對于汽車尾氣帶來的塵埃，應限制外來車輛隨意進入，減少湖邊尾氣塵埃帶來的污染;校園生活污水應排入城市污水處理系統，不得流入人工湖。其次，應定期對水面漂浮的樹葉及雜物進行打撈處理，并且嚴格控制人工湖周邊植物的化肥、農藥使用量。源頭控制措施是污染源治理最有效的手段，而在實際水環境治理中，很難從源頭上完全控制污染物排放，導致治理效果存在反復，所以在水生態修復治理過程中必須重視這一環節。只有從源頭控制了污染，才能為水生態修復治理提供可靠保證。

3.2 水質改善與提升

川音人工湖水質的改善與提升要以維持水體生態為前提，通過采用物理法和生物法為主、化學法為輔的方式，提高水體的流動性，增加水體氧含量，減少水中污染物質，逐步改善水體環境質量，提高水體的自凈能力。

3.2.1 物理修復。長期沒有進行水生態修復的人工湖可能沉積有大量的污染物，這些污染物藏于底泥中，其屬于水體的內污染源，將其移出水體能顯著降低內源負荷。此方法可在川音人工湖南部進行小范圍疏浚，避免破壞北部的水生植物。但是，僅僅通過底泥疏浚的方法可能會對水底生態系統造成破壞，需要在外源得到控制的前提下才能最有效地控制水體污染。

同樣適用于川音人工湖的物理修復方法是人工曝氣增氧，由于人工湖長期處于非流動的靜止狀態，會變成缺氧或厭氧狀態，此時的水質極易惡化，自凈能力下降。人工曝氣充氧是通過一定的增氧設備來增加水體中的溶解氧，將更多的空氣或氧氣充入水體，促進不同區域的水體混合，使水體能循環，有利于提高水體的自凈能力，改善受污染水體的水質。川音人工湖由于受到地形的限制，不便采用自然跌水曝氣，可使用機械曝氣的方法將水送到空中經大氣富氧后回落至原水體來增加水體中的溶解氧。機械增氧設備多配以浮筒直接安裝于水面上，投資較少，使用便捷，且受水位影響小。水循環增氧也是生物生態修復技術中的重要一環，為好氧微生物和水生動物提供了良好的生存條件，能使斷開的生物鏈得到有效的修復，是建立更完善的生態系統的前提條件。

3.2.2 生物生態修復。生物生態修復是一項既經濟又效益高的水生態修復技術，是將動植物和微生物放入受污染的水體中，讓其吸收、轉化和降解污染物，以減少水體污染，提高水體的透明度，從而恢復水生態功能的生物措施。適用于川音人工湖的生物生態修復技術包括微生物修復技術、水生動物修復技術和植物修復技術，其共同作用可讓被破壞的生態系統得到恢復。

微生物修復技術是將本土微生物或人工培養的微生物投放于水體中，通過微生物的代謝，降低水體中的有害污染物的活性或將其降解成無害物質，從而使污染水體得到凈化;其能在短期內提高人工湖的污染物降解率，迅速降低水污染程度，可有效治理和防止水體富營養化。微生物修復技術既經濟又有效，符合川音人工湖水生態修復的原則。對微生物的選擇不應含病原菌等有害生物，不對其他生物造成威脅，要適應人工湖的環境特點，應優先使用降解效果明顯、適應性強的高效菌。

水生動物修復技術是將貝類、蝦類等底棲動物、草食性魚類、濾食性魚類等水生動物放養入水體，使其濾食浮游藻類，進而達到凈化水質的目的。水生動物的配置從低級到高級向水體投放，用于延長食物鏈，建立完善、穩定的生態系統。選擇水生動物時，應選擇本地的物種為主，避免外來物種進入。例如，鰱魚、鳙魚、鯽魚和草魚等適用于投放川音人工湖，其可以有效去除水體中的綠藻類物質，從而增加水體的透明度。應用于川音人工湖的水生動物修復技術不同于速成的人工養殖，是以自然放養的形式為主，不投放餌食，不進行任何人工干預，修復時間雖較為緩慢，生態效果卻非同一般，這正是對回歸自然的生態理念的傳達。

水生植物修復技術是利用水生維管束植物的枝葉和根系對污染物進行過濾，或對污染物進行吸附、降解等，能達到水質凈化的效果。水生植物生長過程中會釋放氧氣，增加水體的氧含量，抑制污染物的生長;其能吸收大量的氮、磷等營養元素，有效去除水體中的營養鹽;其還能為微生物的附著、棲息、繁殖提供場所。水生植物包括挺水植物、浮葉植物、沉水植物等，將不同的水生植物進行相互配合，水體凈化效果更佳。植物的選擇，要優選當地植物品種，確保植物能充分凈化水體。植物水生態修復不僅成本低、能耗低，而且易維護。經調查，適用于川音人工湖的水生植物包括蘆葦、香蒲、浮萍、香根草和睡蓮等本地植物，這些水生植物的凈水能力強，根能吸附過濾水中的微粒，可以分解水中有機質，包括苯酚等有毒有機質，從而使污染的水質得到凈化。在川音人工湖合理種植水生植物，經過一段時間的培養，水質能見度能長期在2 m以上，可將陸生生態基地轉為自然生態基地，成為水生生態系統自凈的人工湖泊。水生植物的應用有利于整體生態環境的改善，其恢復是水生態修復的關鍵，其所產生的環境效應是生態系統穩定和水環境質量改善的重要依據。

3.2.3 化學修復。化學除藻可以在短時間內有效控制藻類生長，提高水體透明度，但不能從根本上解決水體富營養化問題，且不能長期使用，否則會對生態系統造成負面影響。以川音人工湖的水色來判斷，目前藻類數量偏多，污染情況嚴重時，可少量使用化學除藻劑輔助人工湖的水生態修復，主要還是采用物理法和生物法進行修復。

3.3 駁岸優化

川音人工湖單一的硬質化駁岸形式，雖具備行洪能力，卻阻斷了水路生態系統的連通性，侵占了動植物棲息環境，在一定程度上破壞了水生態系統的交流，還降低了河床的滲透性，使地下水得不到補給。通過對駁岸進行優化修復，合理改造人工湖的駁岸岸線，改變傳統硬質水泥的直立結構形式，將規則直線化的岸坡恢復為彎曲自然形態，并在岸坡上種植草皮，搭配不同類型的水生植物，利用植物的根系，使得土壤固結，防止駁岸水土流失，也為各類動物提供生長、庇護的場所。同時，采用石頭或透水材料加固，既能保證岸坡的穩定，又不阻止水陸緩沖帶的連續性，不僅提高駁岸的透水性，而且使景觀效果更好。在對駁岸進行優化的過程中，應盡可能地保留原有的植物，使鳥類和其他動物不被干擾從一地遷移至另一地[1]。

建立生態駁岸還有一個易被忽視的點在于湖邊道路使用透水性鋪裝。川音人工湖與校園環形主路之間設有休閑散步道，分別有人行汀步及1.8 m寬的游徑2種形式，校園師生及周邊居民常游走于此步道。但是，由于步道鋪裝是非透水性鋪裝，雨天常積青苔，雨天行走極為不便，且雨水無法及時滲透。將川音人工湖周邊道路鋪裝更換為透水性鋪裝，能讓雨水迅速滲入地下，減少路面積水，從而減輕排水系統的壓力，減少對水體的污染;使用透水性鋪裝能有效地保護地面以下的動植物及微生物，為其提供生活、生存空間;透水性鋪裝不僅具有生態功能，而且能吸收車輛行駛時產生的噪聲，為創造安靜舒適的校園交通環境提供條件[2]。

4 結語

水生態修復是一個復雜且漫長的過程，需從前端污染源控制、過程中積極治理、末端加強管理3個環節對水環境進行整治。就川音人工湖水體現狀及實際問題，選擇綜合應用外源控制、物理化學生物法及構建生態駁岸多種方法，有助于提升水體的自凈能力和透明度，減少和消除污染物，讓川音人工湖有健康穩定的水循環系統和生態功能;為動植物及微生物提供良好的生存環境，恢復生物多樣性;有助于改善區域小氣候，從而減緩城市熱島效應。水生態修復不僅具有生態價值，而且具有景觀觀賞價值;對生態校園的建設具有重要意義，為師生與校園自然環境之間的和諧相處創造了良好的氛圍，同時對類似的水環境問題的治理有指導和借鑒意義。

參考文獻

[1]約翰·O.西蒙茲，巴里·W.斯塔克.景觀設計學：場地規劃與設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2009.

[2]水利部追資源管理中心.水生態保護與修復關鍵技術及應用[M].北京：中國水利水電出版社，2015.