以王家壩濕地治理為例分析景觀水體富營養化形成的原因及生態修復技術的要素

【摘要】景觀水體工程是指園林景觀工程中的水體景觀部分，通常面積占比不大，但卻是園林景觀工程的重要組成部分。它的實施效果很大程度上決定了整個園林景觀工程的成敗。由于景觀水體治理的成本、水體治理意識以及技術性等多重因素，景觀水體在建設之初很少將水質治理與維護環節納入整體景觀工程之中，致使在后期維護過程中出現水體富營養化、水質惡化等問題。本文以王家壩濕地治理為例來分析景觀水體富營養化形成的原因以及在已完成的景觀工程中的通過生態修復手段達到水體凈化的措施。

【關鍵詞】富營養化;生態治理;生態平衡

1、王家壩濕地治理前現狀分析、潛在污染風險及污染過程分析

1.1王家壩濕地治理前現狀

王家壩濕地位于長沙經開區環城綠地內，周邊面積約20000平方米，屬于環城綠帶城市公園的一個重要組成部分（圖1）。王家壩濕地由原生池塘和梨江港局部河道改造成濕地景觀，湖體底部為軟底，平均水深1.5-2.0米，補水水源為梨江港河道來水、雨水。現狀為緩坡軟質駁岸，現狀水體泥沙含量該，水色呈泥黃色，水生植物長勢不佳、水體富營養化嚴重（圖2）。

1.2王家壩濕地治理前潛在污染風險

王家壩濕地作為開放環境狀態下的景觀水體，不可避免地受到各種潛在污染因素的挑戰，影響景觀水體觀賞效果。從建設跟蹤和現狀調研分析來看王家壩濕地景觀水體潛在污染源及水質限制性因素包括上游河道補水水質不達標、降雨、地表徑流沖刷帶來的污染、大氣干濕沉降帶來的污染、周邊綠化環境等因素帶來的污染、水體生態系統結構不完整、水體流動性不足等。

1.3梨江港水體污染路徑圖

從王家壩濕地污染和其他水體污染一樣具備一般規律性，其污染主要是由于有機污染物及氮、磷等營養物質不斷在水體中積累并滋生藻類植物，導致水質下降、水質渾濁，水體呈現重度富營養化現象，直接影響濕地的觀賞價值并危害游人健康。

2、王家壩濕地水體污染分析總結景觀水體富營養化產生的原因

通過對王家壩濕地的現場踏勘以及濕地建設期、養護期的跟蹤調查，水質富營養化是王家壩濕地生態系統遭受破壞、水質惡化的主要原因。造成景觀水體富營養化的原因主要有以下幾個方面。

2.1外部性營養物的輸入

外部超水體負荷的營養物的輸入和沉積是水體富營養化的主要原因。一般景觀水體外部營養物質的輸入主要有水源水質、自然降雨、生活垃圾、水生動物的飼養等。

2.1.1水源水質差。一般景觀水體來源方式主要有自然降水、現有河湖水等。由于現在多數城市河湖水源污染嚴重，氮磷等物質含量偏高，同樣具有很高污染負荷，加速水體營養化進程;自然降雨也是水景水體重要的源頭，因目前空氣污染、地面雨水徑流等諸多污染問題導致自然降雨特別是初期降雨同樣是水體污染的原因之一。

2.1.2城市污水排放。景觀水體通常靠近商業區或居住區，即使大部分城市已經設置了完整的截污設施，仍可能存在部分生活污水以偷排的方式進入周邊河道、溝渠間接進入景觀水體中。生活污水富含大量的有機物被水體問生物分解后以氮、磷等方式釋放于水體中，從而導致水體富營養化。

2.1.3雨水徑流污染。污染物通過大氣沉降、雨水澆淋、地面雨水沖刷等方式進入水體，將地面各類污染物以及各種氮、磷、鉀等營養物和肥料、農藥、匯集水體中，使水景底部污泥受到污染，導致水體富營養化進程加速。

2.1.4城市生活垃圾。景觀水體相對人流量較為集中，部分有人由于環境保護意識薄弱等原因隨意向水體或沿岸丟棄垃圾及雜物，導致其逐漸腐化緩慢地釋放于水體中。

2.1.5水生動物的飼養。為提高景觀水體的觀賞品質及增加互動，游客過多地將水生動物飼料投放水體中，使水生動物、水體無法消化和溶解，成為水體富營養化的污染源頭。水生動物的過多排泄物同樣成為水體富營養化的又一污染來源。

2.2內源性營養物質的污染

內源性營養物質的污染主要是底泥污染及生物殘渣等。水體底泥由于常年受到各種污染物質的沉積，使其成為水體內部營養的主要溶解釋放物質，形成水體富營養化。

2.3水體的流動性

水體流動可增加水中溶解氧，為其他微生物生存提供有力條件，進一步增加水體自凈能力。相反水體流動性差、缺少流動交換為藻類的迅速生長繁殖提供了有力條件，進而導致水體生態條件差，加劇水體富營養化。

2.4管理能力

景觀水環境是一項有生命的工程，首先應在加大技術上的扶持保證水質穩定，其次在項目管理和維護是不可忽略的。

3、王家壩濕地富營養化水質治理的思路

目前景觀水體富營養化治理通常從物理技術、化學方法、生態措施三個方面著手進行。物理技術主要為調水換水、底泥疏浚、機械除藻增氧等技術;化學方法主要是采用混凝沉底、藥劑除藻類、化學除磷脫氮等方式;而生物-生態措施主要有生物修復技術、人工浮島技術等。

王家壩濕地是一個已經建設完成并已運行3年的人工濕地，因其周邊環境為已建成的城市公園，本次水質治理既不能承受大規模的土木建設，亦不能采用化學方法對其進行藥劑處理，否則將會產生巨大的工程費用和帶來極大社會反響，并可能使水體造成二次污染。為了能夠低投入、低影響、長效地完成水質治理，王家壩濕地富營養化水質治理采用以生態處理為主，物理技術為輔綜合治理措施。

3.1物理技術

為了使整個濕地水體流動性加強，在梨江港與濕地交界處利用水力學原理建設生態島，將梨江港的水導入濕地水系，使整個濕地水體流動性加大，以增加水體的溶解氧。同時水生植物能凈化吸收水體中的營養物和污染物，達到治理和觀賞雙重目標。

3.2 生物修復技術

王家壩濕地此次治理采用原位水生態系統修復技術。具體措施包括：控藻溞控藻技術，沉水植物改良以及生物操縱技術。通過構建“控藻溞—水下森林—底棲動物”共生生態，建立水體良性生態循環系統，通過一段時間系統自我恢復和發展后，建立水體穩定生態循環系統。治理完成后，整個濕地水體清澈、透明見底，無異味，完全達到水質治理的目標（圖3）。

3.2.1先由控藻溞吃掉藍藻，并產生某種生態因子抑制藍藻的再次生長，使水體較長時間保持透明狀態，繼而通過生態修復技術恢復和補植沉水植物，保持水體持續變清，形成良好的水質。

3.2.2 通過修復后的沉水植被的光合作用把大量的溶解氧帶入底泥，使淤泥中的氧化還原電位升高，促進底棲生物的滋生，進而使水體生態系統恢復多樣化，恢復自然生態的抗藻效應，使水體保持穩定清澈狀態。

3.2.3 有序地放入水生動物，吃掉控藻溞（最后控藻溞退出水體修復系統），平衡沉水植被的生產力，同時優化水體水生生物的多樣性，形成良性循環的水生生態自凈系統，全面恢復有的水生生態系統。

4、生態修復技術的原理及要點

生態治理技術以生態學原理為指導，通過人工干預水生態系統，在水體中建立模仿自然的、自我凈化并維持穩定的系統。具有原位凈化水質，穩定、運行成本低，不會對環境造成二次污染等優點。綜合對王家壩濕地治理經驗及研究，景觀水體生態治理技術需從以下幾個方面進行。

4.1 控制好景觀水體的源頭來水

源頭水源是決定景觀水體水質的重要因素。

4.1.1 天然河湖水：據統計由于目前大部分城市約有60%河道、湖泊存在營養化污染，因此必須保證景觀水體環境容量許可的前提下進行補水，否則將加重景觀水體的污染風險。

4.1.2 自然降雨：自然降雨由于受到空氣污染、地面雨水徑流、水體周邊污染物、農藥、肥料等因素的影響，使得自然降雨特別是初期雨水仍然是被污染的。

4.1.3 市政管網補水：首先要加強管網普查，堅決杜絕污水管網水體進入景觀水體。其次盡可能減少市政官網補水。

4.2 建立穩定生態系統

建立穩定的生物凈化生態系統，目的是利用水體生物間的生態關系，強化會恢復水體的自然凈化能力，改善水生態結構、構建穩定的生態系統。

4.2.1 水生植物。水生植物修復技術具有能改善景觀生態環境、能固定土壤或底泥中的水分、提供微生物了良好的棲息場所、凈化水質、與自然生態系統有更大的相融性等優點。

4.2.2 水生動物。水生動物對水體中有機污染物和無機污染物的吸收和利用。尤其利用湖泊生態系統食物鏈中的蚌螺、草食性浮游動物和魚類，對富營養化水體中的營養鹽類、有機碎屑和浮游植物進行直接吸收。

4.2.3 微生物。微生物作為生態系統中的分解者，對污染物的去除和養分的循環起著很重要的作用。通過對氮的氨化、硝化、反硝化作用，微生物驅動著水體中氮的生物地球化學循環;微生物還參與有機磷的分解作用，可以促進水生植物的吸收利用。

4.3 加強水體的自然流動和自然凈化

首先應在豎向變化、生物過濾方面使水體運動起來，增加水體溶解氧，其次在條件許可情況下載水體中增加曝氣、造流設施，強化水體流動性。

4.4 其他措施

除上述措施外，定期生物浮床技術、生物膜技術、定期改良底泥、生態駁岸等方法均能有效地改善水體水質。同時應在加強對景觀水體日常檢測和管理，防止人為性污染，確保景觀水體的生態系統的穩定性。

結語：

隨著市民的環保意識的不斷增強和對景觀水體觀賞要求的不斷提高，建設單位在景觀水體建設之初應該將景觀水體的建設、維護一并納入整體建設中，利用景觀設計、生態維護的手段使景觀水體成為景觀工程的點睛之筆。

作者簡介：

鄢建鋒（1979-），男，本科，工程師，主要從事建筑工程。