龍潭公園景觀水體提高透明度生態養護技術研究

關 旭 周 浩 何秀芳

(深圳市廣匯源環境水務有限公司，廣東 深圳 518011)

1 研究背景

水體透明度是表征水體渾濁程度的重要參數，是反映水體光傳輸能力的關鍵生態指標[1]。它是一個能夠較為直觀反映水質的常用物理特性指標，也可以作為評價水體富營養化和水生態健康的重要指標[2]。一般認為，透明度的大小由水中浮游生物、有機碎屑、泥沙或其他懸浮物的含量所決定。水體懸浮物、浮游藻類越多，水體透明度越低[3]。水體透明度下降，會直接影響沉水植物以及其他水生生物的生存，從而導致水質惡化，加速水體富營養化趨勢的發展，形成水生態系統的惡性循環[4]。

目前有研究表明，總懸浮固體是影響水體透明度的主要因子，其次是浮游藻類生物量[2]。張睿婷等[5]研究表明，水體的透明度主要受水體中懸浮顆粒物和總有機碳含量的直接影響，藻類等內源性生產是懸浮顆粒物和總有機碳的重要來源；水溫、氮磷比和風速主要通過調節水體中的總有機碳含量和葉綠素a含量對水體透明度產生間接影響。提高水體透明度主要有種植沉水植物[6-7]、投放大型溞[8]、源頭管控、構建清水廊道等措施。目前，通過生態養護措施提高透明度方面的研究還較為少見。因此，本文以深圳市龍潭公園景觀湖水體為例，研究水體水質隨季節的變化情況，分析影響水體透明度的因素，并應用生態養護技術提高水體透明度，以期為城市景觀水體的管養工作提供借鑒。

2 工程概況

2.1 地理位置

龍潭公園位于深圳市龍崗區龍崗中心城長興南路，建成于1999年8月，占地面積約18.0萬m2。該公園坐落于中心城區，許多大型住宅小區環公園而建。龍潭公園景觀湖由兩個湖體組成，其中北湖面積約3.2萬m2，水深1.00～2.50m，淤泥層厚1.00～2.00m；南湖面積約1.3萬m2，水深1.50～5.00m，淤泥層厚0.50～1.50m。南北湖之間通過管道連通，日常水位低于連通管0.05～0.15m，降雨期水位上漲，兩湖水體相通，水流由北湖流進南湖，再通過南湖東北一側的溢流口溢出(配強排泵抽水)，龍潭公園布局見圖1。2018年，采用“生態系統構建技術”重建和修復龍潭公園湖泊水生態，構建以沉水植物為主的健康持續的水生態系統，2019年3月工程完工，正式投入運營。此景觀水體的管養要求為水體透明度大于1.50m，常規水質指標滿足地表水Ⅳ類標準。

圖1 龍潭公園景觀水體示意圖

2.2 水質分析方法

氨氮采用《水質 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》(HJ 535—2009)測定；總磷(TP)采用《水質 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》(GB 11893—89)測定；化學需氧量(COD)采用《水質 化學需氧量的測定 重鉻酸鹽法》(HJ 828—2017)測定；生化需氧量(BOD)采用《水質 五日生化需氧量(BOD5)的測定 稀釋與接種法》(HJ 505—2009)測定；透明度采用塞氏盤測定。將塞氏盤放入待測水體中，直至恰好看不見塞氏盤白色部分，記錄水面處尺子刻度，此即該處水體透明度。溶解氧(DO)利用溶解氧儀現場測定。將探頭伸入水下20cm處，待數值穩定后溶解氧儀上讀數即為水體溶解氧含量。

2.3 氣象數據來源

本文使用的降雨量數據來源于深圳市氣象局(臺)官網2021年龍城街道雨量站每日平均降雨量。

3 水質變化及影響分析

3.1 水體水質變化情況

深圳市每年5月開始進入雨水期，公園水體水質逐漸變差，龍潭公園水體2020年8—9月的水質指標見圖2。從圖2可以看出，雨水期的景觀水體COD指標無法穩定達到地表水Ⅳ類標準，濃度在13～40mg/L之間波動，氨氮濃度為0.1～0.8mg/L，總磷濃度為0.03～0.09mg/L，透明度為0.40～0.80m。有文獻表明[9]，當水體中氮含量大于0.2～0.3mg/L，磷含量大于0.01mg/L時，水體易形成富營養化。因此，該公園景觀水體有富營養化的風險，存在浮游植物暴發的隱患。分析其原因，主要是由于該公園管網改造不徹底，雨水期大量雨污混流水進入湖體，且岸上裸露的黃泥隨雨水一同沖刷入湖。雨后泥沙沉降包裹住沉水植物(見圖3)，抑制了植物的光合作用和呼吸，生態系統被破壞，無法起到凈化水質的作用。另外，游客大量放生魚類(見圖4)，使原本的食物鏈被破壞，湖體生態系統平衡被打破。如此形成惡性循環，當達到適宜浮游植物生長繁殖的條件時，浮游植物大量暴發，水體透明度逐漸降低。

圖2 公園水體2020年8—9月部分水質檢測數據

圖3 黃泥覆蓋植被

圖4 大量放生魚類

3.2 影響因素分析

不同水體影響透明度的因素及受到的影響程度可能均不同。針對雨季水體透明度下降的問題，本研究對龍潭公園2021年全年度水體的透明度進行了長期跟蹤與研究，并分析了影響透明度的內外部因素。

影響龍潭公園景觀水體透明度的外部因素主要為高溫天氣以及降雨造成的外源營養鹽的輸入。針對降雨問題，本文分析了北湖2021年全年度水體透明度和降雨量之間的關系，見圖5。由圖5可知，旱季(每年1—4月和11—12月)北湖水體透明度均能達標(標準為透明度大于1.5m)；雨季(每年5—10月)水體透明度波動較大，最低降至80cm。總體來說，降雨量對北湖水體透明度影響較大。關于高溫問題，深圳市為典型的亞熱帶氣候，自3月中下旬，氣溫就達到25℃，高溫天氣可持續至10月，同期陽光充足，夏季又為暴雨高發季節，營養鹽隨地表徑流進入景觀水體，營造一個適宜藻類繁殖的高溫、光照充足、營養鹽充足的水體環境，水體易發生水華現象。由此可知，龍潭公園景觀水體透明度下降是高溫天氣和降雨兩者共同作用引起的，且該過程是迅速的。

圖5 北湖水體透明度與降雨量的關系

影響龍潭公園景觀水體透明度的內部因素主要為魚類以及沉水植物。龍潭公園景觀湖為龍崗區中心景觀水體，市民們的放生行為，導致外來的魚類進入龍潭水體生態系統。由于缺乏天敵，放生魚類易成為優勢魚種，擠占本土魚類生存空間，最終導致水體中魚類品種單一、密度高，龍潭公園景觀水體原有的食物網結構受到破壞。魚類密度的提高增加了對浮游動物的捕食，從而導致浮游動物對浮游藻類攝食的減少，浮游藻類數量增加。同時，過高的魚類密度，加大了對水體的擾動，水體底泥懸浮嚴重。沉水植物在水生生態系統中具有重要作用，沉水植物不僅能直接吸收水體中的氮、磷等營養物質，還能通過遮光控制浮游藻類暴發性增殖，還能夠分泌化感物質，抑制藻類生長，且能固定水體中的底泥，使其不易受到魚類的擾動。

4 生態養護技術應用

針對不同的影響因素，提出切實可行的養護手段，為龍潭水體環境的改善及水體的養護管理提供科學依據。綜合考慮外部天氣因素和內部生物因素對透明度的影響，采用生態養護手段調控水體生態系統結構，維持透明度在較高水平，具體生態養護措施與透明度的關系見圖6。

圖6 水體透明度變化與生態養護措施的關系

針對降雨和高溫引起的藻類大量繁殖，可采用微生物滅藻法進行應急處理。微生物滅藻法通過往水體中投加微生物菌種并馴化使該微生物增殖繁衍，形成相對穩定和平衡的水體微生物菌種環境，使水體中菌種與藻類生物協同生長，共同分解水體中的營養鹽和有機物等污染物質，從而抑制藻類生長。該方法已多次成功應用于解決龍潭水體的水華問題。2021年3月下旬，龍潭水體溫度升高，達到25～30℃，由圖6可知，由于溫度適宜，微囊藻迅速繁殖，成為優勢種。在此期間，由于龍潭水體給外部水體補水，水位下降了50cm，光照進入水體深層，導致微囊藻暴發[10-11]。為消除微囊藻，現場管養人員投加了微生物菌劑抑制藻類生長，兩日后，水體逐漸恢復清澈。6—10月，深圳市進入雨季，連續的降雨天氣時常發生，水體透明度大幅度下降，甚至低至80cm，湖面出現較多死亡水草，湖底水草發黑，葉片缺失。為提高水體透明度，管養人員在連續陰雨天氣結束后，投加微生物菌劑，幫助水體透明度快速恢復，效果明顯。

針對沉水植物的生長和魚類種類及密度等影響因素，需要定期收割、更新沉水植物，確保其良好的生存狀況，同時定期開展生物調控，控制水體中魚類的數量，防止水生動物密度過低而使藻類快速繁殖。生物調控通過調控生物鏈，增加肉食性魚類，減少濾食性魚類來調節浮游動物的結構和種群數量，繼而調整生態系統的結構與功能，以達到改良水質的目的。廣東地區每年5—8月為魚類繁殖生長高峰期，龍潭公園于2021年7月以及10月分別進行生物調控以控制魚類的種群組成及密度。2021年3月開始，每月對沉水植物黑藻進行修剪，收割露出水面部分的莖葉，苦草則保持葉片在水面下20～30cm。

5 結 語

本文研究了深圳市龍潭公園景觀湖水體水質隨季節的變化情況，分析了影響水體透明度的因素。結果表明，雨季龍潭公園景觀水體COD指標無法穩定達到地表水Ⅳ類標準，濃度在13～40mg/L之間波動，氨氮濃度為0.1～0.8mg/L，總磷濃度為0.03～0.09mg/L，透明度下降至0.4～0.8m。通過分析，影響龍潭公園景觀水體透明度的主要因素為外部降雨以及魚類的種群和密度。針對不同的影響因素，采取切實可行的養護手段，包括微生物滅藻法、定期收割、更新沉水植物、生物調控等，可以有效改善水體中各種生物的數量，從而快速提高水體透明度，有效改善龍潭公園景觀水體環境。

在日常養護過程中，可從以下3個方面進行加強：

a.定期修剪沉水植物。定期修剪可防止沉水植物長勢過高，為水體表面藻類提供附著場所；通過收割沉水植物將植物體內吸收的污染物移除水體。另外，定期收割還有助于植物的生長更新。

b.加強魚類管控。加強游人魚類放生活動的管理，嚴控外來魚類；防止魚類密度過高，擾動底泥，使水體透明度下降；防止魚類過度咬食沉水植物，妨礙植物生長。

c.加強水體的日常監測。尤其是出現溫度驟升，雨后晴天等情況，及時對水體進行藻類監測，了解藻類群落變化，及時采取防治措施，避免藻類暴發的情況發生。