湖濱濕地生態修復和藍藻防控治理思路與措施

余 婷，謝三桃

(安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司，安徽 合肥 233000)

湖濱濕地是湖泊生態系統重要組成部分，在攔截凈化入湖徑流污染、豐富保育生物多樣性及調節改善湖濱生態環境等方面發揮著顯著作用。近年來，隨著人類活動加劇、湖泊富營養化加重、水文節律波動及藍藻聚集腐化等因素影響，湖濱濕地不同程度上出現水質惡化、植物消亡、功能退化等一系列問題，保護修復湖濱濕地已成為大型淺水湖泊生態治理的重點和難點。

巢湖是我國第五大淡水湖和全國水污染重點防治的“三河三湖”之一。建國以來，相繼建成了巢湖閘、裕溪閘、環巢湖防洪大堤等一系列控湖工程，這些工程在防洪、灌溉及供水等方面功能顯著，但由于江湖交換關系與水文節律發生變化，巢湖生態系統遭受破壞，湖濱濕地萎縮嚴重，濕地面積由建閘前的200km2銳減至不足2km2，生態服務功能基本喪失。由于缺乏濕地緩沖過渡，藍藻水華暴發時期，藍藻直逼湖岸邊，聚集腐爛發臭，嚴重影響周邊生態環境并威脅人們身體健康[1]。由此，探索巢湖湖濱濕地生態修復與藍藻防控具有十分重要現實意義。

巢湖常年為東南風向，藍藻聚集區域主要西北部湖區，派河口更是藍藻暴發的重災區。本文選取派河口湖濱濕地作為研究對象，通過分析濕地生境條件、藍藻時空分布特點及重難點問題，針對藍藻全生命周期生長特征，提出了“攔擋+打撈+捕獲”3道防線藍藻防控策略。針對湖濱濕地水文節律變化特點，提出了基底修復、植被恢復及消浪防護等技術措施，工程的實施對于派河口濕地藍藻防控與生態修復效果顯著，可為巢湖其他區域及類似湖泊湖濱濕地保護修復提供理論支持和技術參考。

1 湖濱濕地演變及問題分析

1.1 濕地演變過程

巢湖歷史上曾是一個多層次的生態結構，蘆、荻叢生，菰、芡和柳樹防浪林等水生經濟植物遍布，有多種魚類、禽鳥棲息繁衍，形成了較為穩定的自然濕地生態系統[1]。自1962年巢湖閘建成后，水位提高，堤岸防浪林等植物屏障喪失，崩岸嚴重。自新中國成立以來，每年平均崩岸寬度達5m。沿岸屬嚴重崩岸的土岸長達44.4km，輕微崩塌的土岸20km，每年崩塌入湖的土方為34萬m3，約60萬t。巢湖每年損失大量濕地，水土流失嚴重，導致湖水日趨混濁。同時，過度圍墾圈圩導致巢湖濕地資源嚴重退化，面積減少，濕地功能受損，巢湖湖面逐漸縮小[2]。自2000年開始，濕地生態保護修復工程逐步實施，主要包括河道整治、堤防加固、水源保護、濕地修復等。

據2018年4月底調查，環巢湖堤壩水向湖濱濕地多為防浪林臺，自然濕地類型較少，寬度30～500m，平均寬度不足50m，其中防浪林臺有50m和100m的2種寬度。巢湖堤岸防護林在防浪護堤、凈化水質、保護濕地及生物多樣性方面起到了極為重要的作用。巢湖堤岸防護林分為迎水面防護林和背水面防護林。迎水面防浪林主要是天然防浪植物蘆葦、柳樹，也間有東方香蒲和空心蓮子草等水生植物，天然形成水草、蘆葦、柳樹不同梯度的防浪林帶。堤岸背水面防護林主要由楊樹多品系混合組成。自然濕地寬度較寬的分布于西部的派河河口、西南的羅大郢、南部的兆河河口、東北是羅巷村和柘皋河口，濕地總面積約1.67km2，僅占巢湖水域面積0.21%。據研究，巢湖湖濱濕地內捕獲的藻類生物量為巢湖藻類總現存量的0.047%，積累的氮、磷分別僅占水體總量的0.016%和0.048%，可見巢湖湖濱帶濕地對湖體藍藻消納與水質凈化幾乎沒有作用，生態環境效益極低。2019年9月調查顯示，受環湖堤防修筑影響，環巢湖濕地面積進一步萎縮，其中派河口濕地面積減少了約4.85hm2。

1.2 生態環境現狀

派河口湖濱濕地寬度在50～500m，長約1000m，高程8.3～9.4m(吳淞高程系，下同)。根據2020年水質監測數據，派河河口整體水質處于中度富營養化狀態，水體質量總體處于劣Ⅴ類水平。派河口位于巢湖下風口，風浪吹程最大達42.7m，受風浪淘刷，導致周邊土壤硬化，不利于動植物生長。根據相關調查，派河口區域湖濱帶生態系統健康狀況一般，植物以蘆葦、雜交柳為主，蓋度在15%左右。浮游植物物平均物種數位20；底棲動物物種較巢湖平均少，主要是底質以淤泥為主，軟體動物物種極少[3]。

1.3 藍藻脅迫影響

據統計，近3—5年來巢湖每年藍藻暴發頻次約60次，巢湖在所有月份都有不同程度的藍藻水華覆蓋，4月份開始水華覆蓋度明顯增加，藍藻水華主要發生在5—11月，其中水華發育蓋度在9月達到最高[4]。研究認為，藍藻生長與水華形成會經歷越冬休眠、春季復蘇、生長和集聚上浮4個階段[4- 5]。冬季(12月—次年2月)隨著溫度降低，藍藻從上層水體下沉到水底越冬，表面藍藻覆蓋明顯降低；春季(3—4月)隨著溫度上升、光照增加，藍藻從水底開始上浮復蘇，藍藻覆蓋度明顯增加；夏、秋季(5—11月)藍藻大量生長并上浮集聚，形成大面積水華。從巢湖各區域來看，西巢湖月平均覆蓋度最高[4]，尤其派河口全年藍藻水華暴發頻率為100%。藍藻水華暴發時，湖體呈稠密的油狀，腥臭難忍，觸目驚心，極大的影響到湖濱濕地的感官效果。

派河口現有1座去藻平臺、1座藻水分離站和3道擋藻圍隔。通過近年來藍藻暴發期實際情況來看，現有打撈藻設備只能不斷打撈更新藻華，減輕對湖濱堆積的壓力，防止藍藻腐爛發臭，近岸湖區藍藻防控問題沒有得到根本性解決。

1.4 問題識別及分析

湖濱濕地生態系統脆弱，生態服務功能退化：巢湖風大浪高，水位變幅較大，湖濱濕地受風浪淘蝕，底質退化和岸線崩塌；同時受藍藻脅迫，濕地生態服務功能退化，如不加以保護和回復，派河口湖濱濕地將迅速喪失。

藍藻水華暴發頻繁，應急防控能力不足：流域內城鎮快速擴張，污染物排放剛性增長，湖區氮磷濃度偏高，藍藻水華時有暴發；受岸線形狀、氣象條件尤其是風向、水流、水溫多因素影響，派河口是聚藻區湖濱帶，僅僅通過設備打撈無法從根本上控制水華。

2 治理思路與策略

2.1 治理思路

為抑制湖濱藍藻聚集暴發，豐富濕地生物多樣性、改善近岸湖區生態環境[6]，本文提出了湖濱濕地生態修復與藍藻防控的治理思路，對湖濱濕地進行基底修復、植被恢復及消浪防護等措施，恢復濕地生態功能[7]；針對派河口聚藻型湖濱濕地特點，提出設置“攔擋+打撈+捕獲”3道防線，最終形成從春季至冬季可以抵御、捕獲與降解藍藻的防控體系。

2.1.1生態修復

在維持湖濱自然形態的基礎上，外圍新建水生植物帶，一方面通過大片茂密的水生植物帶起到消浪緩沖的作用；另一方面，增加湖濱濕地濕地植物寬度，提升湖濱區域生態效益；其次，避免藍藻進入近岸水域，促進近岸水域沉水植被發育，修復生態完整性；再次，為抵御巢湖風浪對岸坡沖刷，在區域最外圍利用木籬樁進行消浪防護。

2.1.2藍藻防控

針對巢湖藍藻衰亡下沉、越冬、復蘇和快速生長、水華暴發各階段的分布特征，以夏季藍藻應急防控工程為重點，集成物理防藻除藻和生物控藻等技術措施，構建派河湖濱濕地藍藻水華防控集成技術與裝備體系。

2.2 治理策略

針對巢湖派河口聚藻型湖濱濕地特點，結合派河口已有藍藻打撈設施，在秋季絮凝沉淀、冬季底泥洗脫降低藍藻暴發生物量的基礎上，在派河口構筑“智能攔擋+物理打撈+濕地捕獲”3道防線。第一道防線：利用現有最外側擋藻圍隔和加壓除藻平臺，削減60%以上外部藻類，其技術原理是在運用圍隔物理攔截并聚集大量水華藍藻的基礎上，再通過“加壓除藻平臺+圍隔系統”對聚集的藍藻進行大面積消除，達到快速消除外部敞水區域水華藍藻的目的；第二道防線：增加移動藍藻打撈設施，打撈剩余的70%以上藻類；第三道防線：湖濱濕地生態修復和捕獲藍藻，主要是在湖灘外圍新建水生植物帶，利用水生植物帶滯留水華藍藻，避免藍藻進入近岸水域[8]，可利用藍藻捕獲濃縮裝置對蘆葦濕地內部藍藻進行高效清除，最終消除近岸湖區藍藻腐爛發臭的現象。

2.3 技術路線

針對巢湖藍藻衰亡下沉、越冬、復蘇和快速生長，水華暴發各階段的分布特征，提出藍藻水華全過程控制的技術與工程方案，結合濕地基底修復、植被恢復及消浪防護等技術措施，構建派河口湖濱濕地生態修復與藍藻水華集成技術與裝備體系。湖泊濕地生態修復與藍藻防控技術路線如圖1所示。

圖1 湖濱濕地生態修復與藍藻防控體系示意圖

3 防控與修復措施

(1)底泥洗脫和絮凝覆蓋措施。秋冬季對湖灘內部坑塘和近岸水域進行底泥洗脫和絮凝覆蓋，降低越冬藻種生物量[9]。

(2)物理隔離措施。為防止藍藻進入湖濱內，2015年起，在近岸區分別設置了3道柔性軟圍隔，總長約4.0km。因2020年巢湖地區普降大雨，巢湖最高水位達13.43m，受超高洪水的影響，該處3道柔性軟圍隔受到不同程度的損壞，為了使其更好地發揮作用，本次擬修復該處損壞的柔性軟圍隔，修復總長約3.83km。

(3)應急打撈措施。針對派河口水域藍藻控制現狀問題，從延長除藻作業時間，提高除藻作業效率，消除湖蕩區域藍藻水華產生的次生污染角度，增設3艘可移動式除藻船[10]。

(4)消浪防護措施。巢湖環湖汛期風大浪高，要求護坡堅固耐久、抗沖刷、抗磨損性能強；巢湖沿岸護坡設計要考慮生態環境和水景觀的要求，此外還要求便于施工，經濟合理。根據工程區的現狀及工程特點，參考滇池、太湖工程案例經驗，采用木籬樁進行消浪。設計木樁直徑12cm，木樁長度5m。

(5)濕地基底修復措施。以現有8.3m高程的湖灘岸線為基礎，保留湖灘上現有的水塘洼地，稍加整理形成淺灘、深潭、島嶼、緩坡等多樣生境，完善濕地生態系統。

(6)濕地植物恢復措施。鑒于滇池、太湖工程案例經驗，綜合藍藻暴發、風浪吹程因素影響，在派河口外圍新建蘆葦帶1.0km，設計平均寬度150m；同時為豐富濕地生物多樣性和提升湖濱帶景觀效果，在蘆葦帶中增植喬木，品種選擇上充分借鑒了巢湖2016、2020年大水年經驗，選用了適生、耐水濕的池杉、落羽杉和美國雜交柳。其次對派河口近岸子湖進行適當改造，首先利用加壓井對子湖水體的藍藻進行加壓除藻；通過改性土壤提升水體的透明度[11]，在透明度適宜的時候恢復苦草、輪葉黑藻、狐尾藻、眼子菜等沉水植物種植，完善派河口近岸子湖的水生植物群落[12]。

4 實施效果及評價

派河口生態修復與藍藻防控工程于2021年4月底基本建設完成，工程共構建0.55km2的健康生態系統，水生植被分布面積為23.7萬m2，蓋度為43%，水生植物種類有22種，生物多樣性指數為2.09，可實現自然演替。修復后的濕地可促進水體中藻類及懸浮泥沙沉降，沉積物平均年沉積通量達118.9kg/(m2·a)，年消解轉化藍藻藻漿的能力約為98797t/a，有效降低了近岸湖區藻密度，減少了藍藻暴發頻率和面積，為美麗巢湖、城湖相依共生的美好生活盡一份力。

5 結語

本文深入分析了派河口湖濱濕地生境條件、水文節律變化及藍藻時空分布等特點，從藍藻全生命周期，提出了藍藻“攔擋+打撈+捕獲”3道防線防控策略，并針對湖濱濕地水文節律變化特點，提出了基底修復、植被恢復及消浪防護等濕地修復措施，對于抑制湖濱藍藻聚集暴發、豐富濕地生物多樣性及改善湖濱區域生態環境等方面，起到了明顯的效果，具有一定的復制推廣價值。

湖泊治理是一個長期復雜的過程，目前仍存在著生境條件對植物生長影響機理及群落穩定的機制不清、水生植物生境改良技術匱乏、濕地滯留藍藻等污染物的去除及處置技術不足等機理與技術問題，湖濱濕地生態修復需在水文節律變化、生境條件營造、濕生植物選擇及藍藻脅迫影響等方面加強探索研究。