龍馬湖景觀改造工程水生態無邊界保護施工技術研究

簡東南

（中交投資有限公司西南分公司，四川 成都 610000）

城市湖泊作為一個水生態系統，由生物群落與非生物環境2 部分組成。生物群落中有生產者（如水生植物）、消費者（如底棲動物、魚類）和分解者（如細菌）。非生物環境中的陽光、空氣、無機物（碳、氮、磷、水等）和有機物（蛋白質、碳水化合物、腐殖質等）等為湖中的生物提供能量、營養物質和生活空間。

通過對龍馬水庫水生態系統的構建，以保證系統內的物質循環和能量流動，維持湖泊水生態系統相對穩定與發展，從而實現水生態保護的目的。

1 工程概況

1.1 工程地點

簡州新城地處成都東南，位于龍泉山以東，沱江以西，在成都市圈環線高速內，北有滬蓉高速，南有天府國際機場高速、成安渝高速穿境而過，西距離成都老城和龍泉驛區分別約40 km 和25 km，東南距簡陽老城約10 km。

龍馬湖公園位于簡州新城的城中心，成都第二繞城高速以東，簡州大道以北，占地面積約為1.6 km2，其中景觀面積約為20 000 m2、綠化面積約為10 000 m2、水體面積約為10 000 m2。簡州新城龍馬湖水庫工程位于簡州大道與漣江大道交匯處。本次施工面積約為57 400 m2。

1.2 主要施工內容

本次施工任務為龍馬湖水庫水生態構建（水生態平面位置如圖1 所示），實施的主要內容為湖底土方及基底改良工程、湖中植物群落工程、湖中底棲動物群落工程、湖中魚類群落構建工程、微生物附著基工程工程、有益微生物功能群構建工程、攔截網膜工程、水體透明度提升工程、水質自動監測工程和后期維護[1]。

圖1 水生態平面位置示意圖

1.3 主要工程數量表

本次施工內容為主湖區水生態工程，具體工程量如表1 所示。

表1 水生態主要工程數量表

1.4 湖水受到的主要污染

作為開放環境狀態下的景觀水體，不可避免地會受到各種污染因素的影響，其水質和景觀效果也會受到影響，主要污染因素為周邊雨水徑流所帶來的污染、水體流動性不足、水體內污染物不斷沉積在水底、內源污染。

2 施工方法

通過湖底土方及基底改良工程→湖中植物群落構建工程→湖中底棲動物群落構建工程→湖中魚類群落構建工程→微生物附著基工程→有益微生物功能群構建工程→補水攔截網膜工程→水質自動監測工程→水體透明度提升工程→后期維護等一系列生態系統構建工程的實施及其他生態工程措施，使水域生態系統趨于生態平衡[2]。

2.1 施工準備

施工現場要達到“三通一平”，且工、料、機、施工技術準備齊全，開工手續完善齊備，并達到開工條件。

2.2 施工流程

本項目主要施工流程如圖2 所示。

圖2 主要施工流程圖

2.3 湖底土方工程

2.3.1 防滲施工

防滲施工主要施工工序流程如圖3 所示。

圖3 防滲施工工序施工流程圖

筑堰并排干施工區域內的水，清除淤泥。回填3 сm厚的黏土基層并壓實平整（密實度大于等于290%），基面不得有石子等尖銳物。基層上鋪設200 mm 厚的砂墊層，砂墊層上鋪設6 mm 厚的鈉基膨潤土防水毯，防水毯上鋪設50 mm 厚的細砂緩沖層，緩沖層上鋪設100 mm 厚的C15 素混凝土保護層（間隔4～5 m 留設伸縮縫，縫寬20 mm，用瀝青瑪蹄脂嵌縫）。

鈉基膨潤土防水毯使用的膨潤土應為天然鈉基膨潤土或人工鈉化膨潤土，0.2～2 mm 范圍內的膨潤土顆粒質量分數應大于80%，使用的塑料扁絲編織土工布應符合GB/T 17690—1999 的要求，并具有抗紫外線功能，用單位面積質量為120 g/m2的塑料扁絲編織土工布[3-4]。

2.3.2 湖底改良施工

2.3.2.1 改良施工

對不利于植物生長的巖石、石塊、卵石等硬質湖底部分進行改造。改造方法為：施工至設計高程后，松鋪30 сm 厚的種植土以確保植物生長所需的土壤。

2.3.2.2 質量要求

完成防滲施工后，松鋪30 сm 厚的黏土；種植土土質рH 為6.0～8.5；土中有機質含量控制在15～25 g/kg；回填土最大粒徑小于等于20 сm，不得有粒徑大于2～3 сm 的石塊，且無建筑垃圾；回填土需松鋪，不得壓實，以便于種植水生植物。

2.3.3 基底消殺

蓄水前，按照使用說明，將惡霉靈等土壤滅菌類藥劑稀釋后均勻潑灑，以消殺土壤里的細菌性霉菌和病原體，避免發生植物葉銹病、黑粉病、桿銹病、褐斑病等，藥劑用量為100.0 g/m2。土壤滅菌類藥劑主要由氫氧化鈣、氯化鈣、次氯酸鈣配制而成，有效氯質量分數大于28%。

質量要求及注意事項：土壤樣品上覆水рH 值為7.5≤рH≤8.5。

2.4 湖中植物群落施工

2.4.1 種苗預處理

清洗、整理、除去雜質與傷、殘、病植株。用殺卵劑（殺魚卵、螺卵）、滅菌劑（滅細菌性病原體、霉菌、病蟲害等）、促生根劑、促生長劑等進行預處理，以保證沉水植物的生長、定植。

2.4.2 種植

種植采用扦插種植法及拋種法。采用邊蓄水邊種植的方式，保證種植區域內水深大于10 сm。沉水植物種植主要采用扦插法，種群混種，種植過程類似農田插秧，從水體深的區域開始逐步向淺水區推進。

根據設計要求以固定的標準點或固定建筑物、構筑物等為依據進行定點放線，用竹竿或打木樁作為標記區域。定點放線符合設計要求，且位置準確，標記明顯。

將預處理后的沉水植物像農田插秧一樣插入湖底泥土中，插入深度為5～10 сm；當水位過高，人工無法直接扦插時，采用輔助工具進行扦插種植或采用拋種的方法進行種植。用輔助工具進行種植時，將節長1～1.5 m 的竹竿頂端制作成U 形缺口，取3～6 株沉水植物鮮體種苗嵌入缺口中，再將竹竿缺口向下插入湖底10 сm 左右拔出；采用拋種法則取沉水植物種苗3～6 株，用塘泥將植株根部包裹住，然后放入營養袋中，再拋擲于需要種植的區域[5]。

2.4.3 質量要求

選擇無病蟲害，根、莖發育好的健壯植株進行種植，且水生植物種類和植株應滿足質量要求和設計要求。嚴格按照設計的區域和位置種植對應的浮水植物（睡蓮、荇菜等）、挺水植物（水蔥、菖蒲、荷花等）、沉水植物，以便形成良好的景觀效果。水深小于1.5 m的區域主要種植苦草、美人蕉、再麗花、黃花鳶尾、水蔥等觀賞性強的植物；水深大于1.5 m 的區域種植黑藻、香蒲、水藻、綠竹、報春草、篦齒眼子菜、金魚藻，以打造層次感豐富的水下景觀。種苗包裝、運輸、臨時儲存要求為高溫時泡沫箱加冰包裝20 kg/箱，冷藏車運輸（儲存時間不超過7 d）。為確保種植密度的控制及美觀效果，設置種植線作為參照。種植時水溫為10 ℃以上，存活率高、存活快。沉水植物的種植需避開陽光強烈的中午，可在早晨和傍晚種植。

2.5 湖中底棲動物群落構建

2.5.1 構建

利用底棲動物對水體受到污染后敏感度高的特性，對水質進行監測。按底棲動物對水污染的敏感度來劃分，一般分成“耐污類群”和“敏感類群”，前者常分布在污染物相對較多的水體中，而后者一般分布在水質較好（比如溶解氧質量濃度很高）的水體中。

本湖泊投放如下底棲動物構建群落：敏感物種（不耐污）有石蠶、蜉蝣幼蟲、水生甲殼蟲的幼蟲，半耐污物種有石蠅幼蟲、螺螄、扁卷螺、河蜆、貝、河蚌，耐污物種有淡水蟶、螃蟹、淡水蝦，非常耐污物種有肺螺類、螞蟥、水蚯蚓。

2.5.2 質量要求及注意事項

嚴把挑選關，剔除傷殘及帶病的個體。選擇晴好天氣運輸，并且保證運輸過程中氧氣持續供應。在充氣運輸車箱內用質量分數為0.5%的食鹽水對即將投放的底棲動物進行消毒處理30 min。投放前先試養，確保成活率。投放時加強保護，不得損傷個體。

2.6 湖中魚類群落構建

2.6.1 構建

按照凈化水質，維持湖中生態平衡的原則，根據設計要求投放魚類，本湖泊投放的魚類如下：食草魚類（草魚），濾食性的鰱魚等食浮游生物，肉食性的黑魚、青魚等，雜食性的鯉魚、鯽魚。

2.6.2 質量要求及注意事項

剔除傷殘及帶病的個體，選擇晴好天氣進行運輸，并且保證運輸過程中氧氣持續供應。在充氣運輸車箱內用質量分數為0.5%的食鹽水對即將投放的魚類進行消毒處理30 min。投放前先試養，以確保成活率。投放時加強保護。

2.7 有益微生物功能群構建

2.7.1 構建

水生動植物群落構建完成后，根據水體的水質狀況，投加微生物制劑，以構建良好的生態環境，有助于湖體生態系統的快速恢復。微生物制劑施用前先對菌劑進行活化，方法如下：微生物菌劑使用前用適量水稀釋（按1∶30），攪拌均勻后靜置30 min 后均勻潑灑在水面。視水體情況采用如下微生物。

光合菌群的代謝物質被植物和微生物吸收成為養分，其他有益微生物隨著光合細菌的增殖而增殖；乳酸菌群具有阻止其他致病菌增殖的作用，還能把未腐熟的有機物質轉化，變成動植物能吸收的養分；酵母菌群為有效微生物增殖提供必需的營養保障；革蘭氏陽性放線菌群將纖維、甲殼等難分解的物質分解為被動植物易吸收的養分；發酵系的絲狀菌群（嫌氣性）防止蛆等害蟲發生，消除惡臭[6-7]。

2.7.2 注意事項

操作人員應根據微生物制劑使用方法與提示施用，注意安全防護。微生物制劑產品開封即用，不可久置。微生物制劑使用前后一周內禁止使用有殺菌作用的消毒劑及抗生素微生物制劑。

2.8 水體透明度提升

2.8.1 透明度提升

為促進沉水植物生長，必須提高水體透明度，如湖水受到污染等導致水體透明度差，應迅速用生物制劑按100 倍水攪拌稀釋，均勻潑灑于水面。

2.8.2 注意事項

生物制劑使用量應根據現場水體情況進行小范圍實驗后再確定；操作人員應根據生物制劑使用方法與提示施用，注意安全防護。

2.9 攔截網膜工程

2.9.1 施工

按照設計在入水口設置攔截網膜以防止雜質、大型的污染物進入水體。根據設計，按照入水口水岸線的距離設定網膜長度。攔截網膜主要由6 股無結網聚乙烯網膜、浮球以及配置石籠組成。在6 級風速作用下，網膜配重不發生位移；攔截網膜除了配重固定以外，需采用打樁固定，樁直徑為8～10 сm，入土深度根據現場地質條件和抗沖擊實驗確定，在常水位下，樁在水中的高度應低于相應水深5～10 сm。

2.9.2 質量要求及注意事項

安裝前應將攔截網膜與固定支架進行試組裝，組裝過程中避免損壞生態攔截網膜幔。施工完成后定期檢查攔截網膜支架和固定樁是否松動，防止人為破壞，對松動損壞攔截網膜進行加固及更換。

2.10 水質檢測

水生態系統構建期間，需定時自行檢測水質，掌控水質情況，以指導施工。

采樣點設置與采樣方法：按照批準的方案設置水質采樣點，施工前、施工后各檢測1 次，保質期檢測頻率不低于每季度1 次。

水樣檢測指標：BOD（生化需氧量）、COD（化學需氧量）、總磷、總氮、氨氮、рH 值、高錳酸鹽指數。

2.11 后期維護

日常維護主要內容包括水面保潔、透明度保持、水溫、降雨量、水位、蒸發量、溶解氧、濁度。

水生植物的維護內容主要如下：①雜草清除。春季淹水或人工拔出雜草。②季節性收割及補種。植物生長最旺盛的季節，對水體中氮、磷增大吸收量，收割后能快速恢復生長，對植物不產生影響；秋冬季節，及時收割枯萎的植物，防止污染水體；早春季節，對枯死的水生植物進行補種，確保植物群落結構穩定。③對強勢生物群種進行控制與干預。強勢生物種群會把弱勢生物種群吞噬掉，這樣勢必會破壞生態平衡，因此需對強勢生物種群進行人為控制與干預。

水生動物維護內容主要如下：①及時清理水生動物的尸體；②發現水生動物明顯減少時，對它進行補充；③對超過合理數量的種類進行捕撈，控制它們的數量；④對于生病的動物及時采取措施進行治療與防治。

水質監測主要內容包括總磷檢測、總氮檢測、葉綠素A 檢測、CODMn 檢測、懸浮物檢測、其他指標。

生態系統調節：根據湖區水質檢測結果，采取針對性的措施進行調整，以使景觀水域生態系統趨于平衡。

3 結束語

在水生態系統作用下，湖中長期保持II 類水質標準，湖水清澈見底，水底被綠色覆蓋，投放的水中動物成活率為95%以上，水中森林層次分明，立體感強，與周邊環境融合一體，達到了生態修復及自然景觀效果。龍馬湖中景觀改造后局部如圖4 所示，龍馬湖水景如圖5 所示。

圖4 龍馬湖中景觀改造后局部圖

圖5 龍馬湖水景圖

本項目綠化工程采用了112 種植被，物種多樣化、層次豐富多彩、空間稀疏有致，促進城市雙碳目標實現。該項目獲得了四川省建設工程天府杯獎（省優質工程），為“提高龍馬湖公園苗木移植成活率”QC 成果，獲得了一種沉水植物種植裝置、一種景觀橋組合式欄桿結構等國家級實用新型專利2 項。