生態修復技術在城市景觀水體中的應用

關鍵詞：城市景觀水體；生態修復；水生態系統

中圖分類號：X171.4 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）05-0277-04

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.05.084

Abstract： Taking the landscape water bodyof Yuhu park in Hangzhou cityasanexample，basedontheregional water system，waterenvironment，and waterecologystatus，problemidentificationiscarriedout，according totheenvironmental risksfaced，ecologicalrestorationmeasuresareimplementedwith“hydrodynamicimprovement，waterqualityimprovement， transparencyimprovement，and water ecologyhealthand stability”as thecore.Theresults showthatafterthecompletionof the mainconstruction，thehydrodynamics，waterquality，transparency，andaquaticecologicalenvironmentoftheriverhave ben significantly improved.This casecan provide reference for the ecological restoration of urban landscape water bodies in the future.

Keywords： urban landscape water bodies; ecological restoration; water ecosystem

景觀水體是城市生態系統的重要部分，具有調節微氣候、承載休閑娛樂等功能。然而，由于水體流動性差、自凈能力弱，周邊污染源持續輸入，致使許多城市景觀水體出現水質惡化、生態失衡，影響城市生態環境及居民生活質量。在此形勢下，生態修復技術成為解決城市水體污染和生態退化的有力手段。

該技術依據生態學原理，運用多種修復方式恢復水生態系統結構與功能，提升水體自凈能力和生態穩定性。基于此技術的城市景觀水體設計將生態修復與景觀設計相融合，實現生態效益與景觀效益的雙贏[2]

杭州市余杭區玉湖公園景觀水體玉湖自2023年9月施工，2024年6月主體工程基本竣工，目前水質穩定在Ⅲ類，水生態修復成效顯著。本文以玉湖為例，分析設計前配水河道污染情況，從水動力、水質、水生態三方面闡述其采用的技術措施，總結水生態修復設計過程與經驗，為其他城市景觀水體修復提供參考。

1水環境現狀

玉湖公園地處杭州市余杭區良渚中央商務核心區，總占地面積為37.4萬 m² ，以其核心的玉湖為特色。玉湖由原郁宅港水系拓寬、新挖而成，位于郁宅港中游。河道寬約為 30m ，水域面積約為15萬 m² 。冬季（2019年12月），郁宅港全河段氨氮濃度平均值為1.16mg/L ，總磷濃度平均值為 0.19mg/L ，水質屬V類;夏季（2020年6月），氨氮濃度平均值為 2.68mg/L 總磷濃度平均值為 0.28mg/L ，總氮濃度平均值為2.74mg/L ，屬劣V類水體。此外，水體透明度季節差異顯著，冬季平均值為 30cm ，夏季平均值為 15cm 整體透明度較低。郁宅港中央商務核心區河段，植被緩沖帶寬度較窄，河道內大型水生植物缺失，藻類易暴發，生物多樣性差，群落結構不完整。

2 總體布局

根據面臨的環境風險，以“水動力改善、水質改善、透明度提高、水生態健康穩定”為核心，對玉湖實施生態修復措施。水資源方面，實施生態補水工程，改善水體流動性。工程設計技術路線如圖1所示。水環境方面，實施旁路治理工程，從郁宅港引水，并通過一體化設備凈化后排入公園湖區；針對湖區原位水質凈化，采用生態礫石床工藝。實施原位治理工程，針對局部緩流區水質保障，采用固定床生物反應器（FixedBedReactor，FBR）和推流曝氣設備，提高水體流動性并抑制緩流區水藻暴發。實施洪澇水導流工程，采用生態潛堤方式分隔湖區。水生態方面，實施動植物群落構建工程，形成穩定健康的水生態系統。

3生態修復工程設計

3.1 補水預處理

補水預處理水量的設計規模為6萬 m³/d 。根據進出水水質、處理程度要求，預處理工藝選擇高效微濾水處理系統[3]。該系統全自動化運行，可根據地形靈活布置，適應性較強，投資合理。系統采用半地埋式。出水口設2個，并優先保障核心位置的水體景觀效果。

圖1工程設計技術路線

3.2洪澇水導流措施

通過在玉湖公園湖區中心設置生態潛堤進行洪澇水導流，生態潛堤的北側為景觀湖區，南側為河道行洪通航區，功能相對獨立，減少不同功能的相互干擾。

3.3強化處理設施

3.3.1 FBR生物床

玉湖公園湖區布設3處FBR生物床，實施總面積為 1214m² 。采用分散布置，布設3處，對重點部位的藻類問題進行控制，面積分別為400、400、 414m² 。

3.3.2 生態礫石床

利用湖區東北側大草坪，采用生態礫石床技術，抽取湖水，經凈化后排入湖區，主要削減湖水中的懸浮物，促進湖區水體流動，同時兼具一定的削減營養鹽功能。濕地功能區呈弧形分布，使得出水均勻分散，進而推動湖區水體自我循環與凈化。

3.4死水區水動力改善措施

基于場地規劃水系布局和周邊水系情況，分析不同區域水動力條件，有針對性地設置補償設施。在局部死水區及緩流區增設2臺推流曝氣機[4。

3.5水生動植物群落構建

湖區劃分為淺水區、深水區以及河道行洪通航區。主要在淺水區構建水生植物群落，形成水陸交接的近自然濕地環境。水生植物系統構建區域水深控制在 0.3～ 1.5m ，以沉水植物為主構建水下森林。玉湖公園水生植物群落構建面積約為 87630m² ，占水域面積的 58.4% 。此外，根據工程特性，投放螺、蚌、蝦和蟹等底棲動物以及鰱魚、鳙魚等濾食性魚類。待水生植物生長穩定后，逐步適量投放雜食性魚類和肉食性魚類。

4水體生態修復效果

根據提出的生態修復方案對玉湖公園景觀水體進行水環境生態治理，從玉湖修復前后水動力的改善、生物多樣性及景觀美化、持續性修復、水體生態修復效果4個部分展開討論。

4.1水動力的改善

本工程對玉湖實施引水補水、生態潛堤分洪、湖底生境優化的措施，改善水體流動性。同時，設置FBR生物床、生態礫石床，局部促進微循環。此外，在局部死水區及緩流區增設推流曝氣系統，充分提升水域水動力條件。這些綜合措施可加快水體復氧，助推水中微生物菌群遷移，提升有機污染物的降解效率，顯著提高水體的自凈能力。

4.2生物多樣性及景觀美化

生物多樣性保護是生態修復的重要組成部分。利用FBR生物床及其附著的微生物、生態礫石床中的微生物、水生動植物群落共同進行修復。淺水區以種植挺水植物和浮葉植物為主，如美人蕉、鳶尾、菖蒲和睡蓮等，形成水陸交接的近自然濕地環境。北部主湖區以沉水植物為主，構建水下森林。同時，利用多種生物共同控制水生動物食物鏈網絡，以維持生態系統穩定。

4.3水體生態修復效果

項目實施運行后，3個月內各指標的變化如表1所示。

4.3.1對水體感官的改善

生態修復工程實施后，玉湖水體透明度已穩定維持在 1m 以上，即便在暴雨行洪后，主湖區的透明度也能在3d內迅速恢復。

表1項目實施運行后3個月內各指標的變化

4.3.2對氨氮的去除凈化效果

項目實施后的首個季度周期內，水體氨氮濃度顯著下降，達到《地表水環境質量標準》（GB3838—2002）的Ⅲ類水質。但項目啟動首月（2024年7月），水質并未立即呈現顯著改善跡象。這是由于生態修復技術側重微生物和植物的生態凈化能力。初始階段，水體的微生物與植物處于適應新環境的過渡期，生態系統自我修復能力尚未能完全展現。隨著時間推移，生物逐漸適應環境，生長速度加快。微生物群落日趨豐富，分解有機物、轉化營養物質，水體污染物濃度降低。同時，水生植物在光合作用旺盛期大量消耗溶解性無機碳，溶解氧濃度增加， pH 值上升，有助于氨逸出和磷沉淀，氮、磷等短期蓄積，促進水體有機物礦化。水體氨氮濃度隨時間的變化如圖2所示。項目實施3個月后，氨氮濃度已顯著降至 0.86mg/L 最大削減率為 65.32% ，水質成功躍升至Ⅲ類水標準。對比2023年同期7一9月，氨氮的平均去除率分別達到 13.65% 、 45.43% 和 65.95% ，可見該組合生態修復技術對河道中氨氮的凈化效果顯著。

圖2水體氨氮濃度隨時間的變化

圖3水體總磷濃度隨時間的變化

4.3.3對總磷的去除凈化效果

項目實施后的首個季度周期內，水體總磷濃度顯著下降，達到《地表水環境質量標準》（GB3838—2002）的Ⅲ類水質。項目實施后首月（2024年7月）對總磷便已展現卓越凈化效果。這主要得益于高效微濾水處理系統，系統穩定運行5d后，總磷濃度從初始的 0.32mg/L 降至 0.14mg/L ，達到Ⅲ類水質標準。水體總磷濃度隨時間的變化如圖3所示。項目啟動2個月后，微生物和植物逐漸適應新環境，協同作用使得水質進一步改善，總磷濃度降至 0.101mg/L ，最大降解率為 68.63% 。對比2023年同期7一9月，總磷平均去除率分別達到 64.42% 、 69.81% 和 71.70% ，可見該組合生態修復技術對河道總磷具有顯著的凈化效果。

5結論

本文以杭州市玉湖公園景觀水體為研究對象，對公園湖區水體生態修復展開示范研究。該水體存在水動力不足、水質不達標、透明度低及水生態系統失衡等問題，致使自凈能力差。針對這些問題及環境風險，從水資源、水環境、水生態3方面實施修復，將補水預處理、生態潛堤導流、FBR生物床與生態礫石床凈化、推流曝氣及水生動物群落構建等技術合理搭配，構建穩定健康的水生態系統。目前，水動力、水質、透明度及水生植物覆蓋率已達規劃目標，生物多樣性提升，景觀美學與生態功能增強。但是，生態修復是一項長期工程，為確保長效性，后期需要從水生植物日常及季節性維護、魚類群落結構調整等方面持續維護管理生態系統，構建具備持續凈化能力的水生態系統。

參考文獻

1王軒，韓飛，何權杰，等.城市公園景觀水體生態修復技術研究[J].環境與生活，2024（1）：104-106.

2 唐士芳，龔玲玲，徐璐，等.城市景觀人工湖水體治理與修復技術研究進展[J].水道港口，2021（6）：798-806.

3劉倩，諸志杰，張赤潔，等．一種新型河道應急水處理設備：202220921222.7[P].2022-07-29.

4 趙慶習.水下推流曝氣裝置結構設計及優化研究[D].長春：吉林大學，2020.