莫亞思,蔡曉男,楊連佼,林墨翰
(中交三航局第二工程有限公司,上海 200122)
上?;ú﹫@地區生態水系整治工程位于崇明島東平鎮,是第十屆中國花卉博覽會項目的景觀水體工程。本工程外圍緩沖區水系發達,常水位2.8~3.0m。本文對現狀水系的水質指標pH值、溶解氧(O2)、總磷(TP)、化學需氧量(COD)及氨氮(NH3-N)進行了實地采樣檢測,根據單因子水質評價法,檢測結果表明:園區內現狀主水系牡丹湖、梅湖水質為IV類地表水,玉蘭湖為劣V類地表水(見表1)。

表1 花博園生態水系整治工程現狀水質指標檢測
在生態修復方法中,植物、微生物、動物對水體修復都起著相應作用,其中植物因其光感效應凈化效果尤為突出,因此本文將園區生態體系中的沉水植物作為研究重點。由園區內現狀水體水質檢測報告可知,現狀水系水質情況不佳。玉蘭湖COD含量嚴重超標,分別為52,124mg/L(V類地表水COD限值40mg/L);牡丹湖與梅湖溶解氧含量偏低;梅湖總磷含量偏高;pH值8.11~8.59,在正常指標范圍內呈弱堿性。結合園區水系現狀情況、沉水植物生態特性及園區景觀需求,選取矮型苦草、改良刺苦草及龍須眼子菜3種新型沉水植物作為花博園水生態修復手段(見表2)。

表2 新型沉水植物生態特征
這3類植物為四季常綠或有花期種屬,能通過光合作用提供大量溶解氧,對水中有機物、亞硝酸鹽、氮磷等物質具有極佳的吸除能力。結合園區水系常水位及3類植物的適宜水深,從深至淺可依次構建龍須眼子菜、改良刺苦草、矮型苦草的梯隊群落,同時這3類植物生命力極強,易生長、好養護,既能對現狀水質進行針對性修復,又能滿足生態園林的景觀需要。園區構建科學合理的沉水植物生物群落結構,沉水植物建設面積211 329m2,覆蓋率達57.5%(見表3)。

表3 花博園生態水系整治工程沉水植物種植種類及面積
為構建良好的水生態系統,在治理區域由深入淺依次種植龍須眼子菜、改良刺苦草和矮型苦草,以矮型苦草為核心,改良刺苦草、龍須眼子菜為輔助的水生態系統構建工程。根據沉水植物生長的季節要求,本工程分3個階段實施。
1)現場勘察 為針對性制定水生態修復方案,須對種植水系進行實地勘察,摸清外圍水系情況,測量常水位,評估水體能見度,檢測水質指標。
2)降低蓄水位 沉水植物種植前,需降低蓄水位,蓄水位高于沉水植物植株約20cm為宜。
3)駁岸雜草處理 對水系兩側駁岸進行雜草清除,集中堆放并搬離施工區域。
4)浮淤清理 浮淤長期累積,將阻擋水生植物所需的陽光,對水中植物的生長造成嚴重影響,因此對水中的浮淤宜及時清理。
5)底泥活化處理 檢查水系底質情況,對非新開挖水系需進行底泥活化處理。底泥活化采用環保型除藻劑噴灑,挖掘機翻耕20~30cm,除藻劑添加量200~300mg/L,作業時間8~12h。
6)安裝軟圍隔 為避免外來水生動物入侵,防止外部河道水體引入污染,在修復水系和外部水系間設置軟圍隔。軟圍隔采用聚乙烯材質,共設置10目、20目、40目3種規格軟圍隔。
1)確定植株用量 本文針對現有水質的高COD、高總磷情況,設置了3種植物不同種植密度的對比試驗,分別種植25,50,75,125,200株/m2及空白組,試驗結果表明,對于COD的去除效率125株/m2的效果最佳,對于去除總磷50株/m2的效果最佳。結合凈化效果及經濟效益,最終選擇沉水植物種植密度75~80株/m2。
2)植株運輸與保鮮 一般天氣情況下,可采用硬質塑料筐打包運輸,裝車前澆水保濕。當氣溫較高時,宜采用泡沫箱內置冰塊打包,空調車運輸。植株運輸宜分批次根據施工進度適量入場。植株入場后應堆放至陰涼處,并每4~6h澆水保濕養護。
3)植株分選與清洗 在植株種植前,應對植株進行二次分選,淘汰原有不健康的、運輸過程中造成折損的及保濕不到位而枯萎的植株。分選后對植株進行清洗,洗去附在植株表面的藻類孢子及螺類卵殼,洗凈后應盡快種植入土。
4)定點放線 種苗測量放樣采用拉線法,避免漏種、少種。插秧種植間距為0.15~0.3m,帶泥拋秧作業間距為0.5~1.0m。
5)種苗 每年5—8月陽光充足、雨量充沛,為種苗最佳時期。種苗可采用人工插秧、拋秧種植或叉子種植法(如龍須眼子菜)。當非雨季水位可控時,宜采用人工插秧工藝,每50cm深度間隔從深至淺依次種植,初期水位宜高出植株20~40cm。當雨季水位不可控或水深>1m時,可采用水中拋秧工藝,植株底部需保留完整的泥球包裹根部及根莖連接處。種植密度為75~80株/m2,3~5株一叢,網格尺寸約250mm×250mm。
6)回水 種植期間,生態修復水系分階段逐步回水,待沉水植物種植完成后,回水至常水位。
1)補種 根據沉水植物的存活情況,在成活率較低的區域,按原種植密度進行補種。補種宜采用拋秧工藝,維護船運送補種苗至空白區域進行拋種。
2)水體監控 水體監控可分肉眼觀測和水質檢測2部分,主要監控水體中污染物種類和數量,水體色度、能見度,檢測水質各項綜合指標。
3)種群優化 通過水體監控,根據區域水質的改善情況,對沉水植物進行適應性種群優化。
1)病蟲害管理 水生植物的病蟲害防治工作,應貫徹“預防為主,防重于治”的原則。工程養護實施過程中須及時檢查是否存在災害性物種,是否發生動植物病害,是否有食草性動物。發現病蟲害要及時防治,以防蔓延,并加強引種的檢疫工作,避免引入新的病蟲害。如果連續多天出現漂浮葉草,應檢查是否有福壽螺、食草性蜻蜓幼體、白堊幼蟲。對于長勢茂盛的植物以圈養種植、收割等方式控制其蔓延,防微杜漸,避免水體走向淤積過度導致沼澤化,同時也可增加水體中污染物的輸出量。
2)二次污染防范 除了日常的水質保潔外,定期進行水體水質檢測工作,根據水體水質,隨時調控水生植物生長,優化水生植物和水生動物結構與數量,對水體進行增氧,適時補充微生物菌,保持水體生態穩定平衡,防止二次污染。為有效防止水系的二次污染,在水生態體系完成后,須進行如下管理工作:①及時清除水體表面的植物及非目的性沉水植物。②沉水植物長出水面影響景觀時,應進行人工打撈或機割;對于浮出水面的死株,應及時清除。③根據沉水植物種類不同,一年收割3~4次,防止水草瘋狂生長。收割時間為枯萎 1 周內開始收割,收割方式為機器收割或人工打撈。④臺風、大風大雨天氣及強泄洪后2~3d,檢查沉水植物的沖毀情況,根據現場情況調節水質。⑤若出現水質惡化,水體發綠、發臭等現象,可立即投放食藻蟲控制施工水域內的水質進一步惡化,本文食藻蟲共投放蟲溶液5 000L,蟲本體量約100kg。
通過構建完善的生態群落,科學的種植與養護技術,對園區水系進行針對性整治,從IV類和V類水質改良達III類水質,其水質檢測結果如表4所示。

表4 花博園生態水系整治工程水質修復后指標檢測
1)為構建良好的水生態系統,在治理區域內由深入淺依次種植龍須眼子菜、改良刺苦草和矮型苦草,構建以矮型苦草為核心,改良刺苦草、龍須眼子菜為輔助的梯隊式水生態系統。通過水生態系統群落結構優化,提升水體修復能力。
2)水系內設置聚乙烯軟圍隔,投放了適量食藻蟲溶液及水生動物,形成完善的水生態生物鏈體系。
3)通過研究龍須眼子菜、改良刺苦草和矮型苦草3種水生植物的生態特征及生長習性,科學合理種植,后期嚴格執行養護管理措施,重視病蟲害治理及二次污染防范,最終園區內水體水質達III類地表水標準,能見度可達3m,取得了優良的水系治理效果。