某區(qū)寶圣湖水環(huán)境綜合治理

寶圣湖位于某區(qū)鎮(zhèn)中心地帶，兩岸居民排放的污水、丟棄的固體廢物均進入湖內(nèi)，給湖內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生和水體造成嚴重破壞和污染。大量富含有機物的淤泥沉積在湖內(nèi)及堆積在湖邊兩岸，常常發(fā)出惡臭氣味，嚴重威脅了居民的身體健康。貫穿全鎮(zhèn)的寶圣湖“雜、亂、臭”的形象，也影響了該鎮(zhèn)形象，挫傷了企業(yè)引入和當?shù)剞r(nóng)民發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟的積極性。為了美化環(huán)境，改善生態(tài)，寶圣湖的綜合治理勢在必行。

1 工程概況

寶圣湖屬于長江水系一小支流，其庫積雨面積5000m2，河床長度2800m，水庫總庫容為250萬m3，正常庫容156萬m3，可灌溉面積13238畝，是該區(qū)最大的城區(qū)湖泊。寶圣湖污染最重要因子TN值為5.44mg/L(標準值為1.5mg/L)，已超標3.63倍。本次綜合治理包含湖底清淤、人工浮島、人工濕地、旁路凈化系統(tǒng)、生態(tài)濾溝、人工復氧、邊坡綠化和生態(tài)修復等多項工程。

2 水環(huán)境綜合治理

2.1 湖庫清淤

寶圣湖整個湖庫水面積為26萬m2，經(jīng)實地用插桿測量，整個湖庫淤泥總量約為48.6萬m3。清淤是治理湖泊污染的重要措施，清淤的主要目的是清除湖泊的潛在污染源，使湖泊的環(huán)境容量增大。在湖泊環(huán)境發(fā)生變化時，尤其是外來污染源被全部切斷后，底泥中的營養(yǎng)鹽會重新釋放出來進入水體，使湖泊繼續(xù)發(fā)生富營養(yǎng)化。因此，底泥既是湖泊污染的"源"，又是湖泊污染的"匯"，危害極大。

污染底泥的釋放技術(shù)按照控制方法原理的不同，大致可分為：物理控制技術(shù)及生物控制技術(shù)。物理控制技術(shù)是借助工程技術(shù)措施，消除底泥污染的方法，主要包括疏浚、覆蓋技術(shù)；生物控制技術(shù)是利用生物體，主要是微生物來降解底泥環(huán)境中的污染物，進而消除或降低其毒性的方法。考慮到物理技術(shù)中的疏浚有著見效快、并能提高河流過水能力及夾沙能力等優(yōu)點，本工程河底清淤決定采用疏浚技術(shù)。底泥疏浚通過挖出表層的污染底泥，從而減少底泥污染物的釋放。疏浚方式包括機械疏浚、河水力疏浚兩大類。機械疏浚的物料含固率近似于原地底泥的含固率，其含固率相對較高，但其疏浚過程中的底泥再懸浮河污染物釋放比較嚴重；水力疏浚物料的含固率較低，所要疏挖的物料體積也會顯著增加，但其適合于疏浚污染程度較高的懸浮層淤泥，針對性較強。

2.1.1 湖庫放水

寶圣湖污染最重要因子TN超標3.63倍，若在短期內(nèi)即半年內(nèi)要達到總體Ⅳ類水質(zhì)，須換水約156萬m3。放水方式如下：

（1）開閘放水

寶圣湖屬顯著亞熱帶濕潤季風氣候特點，具有秋夏多雨、濕度大、風力小、霧多、夏天溫度高的氣候特點。水資源時空分布極不均勻，季節(jié)性缺水十分明顯，年內(nèi)降雨主要集中在5-10月，占全年的76.8%。最大降雨一般在6月，降雨量占全年的16.1%；最小降雨一般在1月，降雨量占2%。多年平均降雨量為1150mm，多年平均水面蒸發(fā)量為912.26mm，多年平均徑流深為550mm。因此放水及清淤宜在秋冬春季實施，先盡量利用庫壩放水閘閥進行降排水，使湖庫水位一直降到不能再下降為止，再采用下列方法繼續(xù)進行放水。

（2）虹吸排水和機械抽水

項目采用3根DN200管道，運用虹吸原理很快就將湖內(nèi)的水抽出。并采用2臺功率為90kW的潛水泵（排水管徑300m，轉(zhuǎn)速985r/min）進行排水作業(yè)（1臺備用），工作時間約515小時。

2.1.2 修建施工公路便道和施工機械便道

在湖庫水放干后，開始修建下湖清淤施工公路便道。便道具體作法見圖1。

同時在湖底修建湖底清淤施工機械便道，與下湖清淤施工公路便道相應連成一體。湖底清淤施工機械便道與下湖清淤施工公路便道垂直相交每間隔20m布置，貫穿于整個寶圣湖湖底，以滿足施工機械有效開挖5m半徑的施工作業(yè)要求。修建湖底清淤施工機械便道具體作法參照圖2。

圖1 下湖清淤施工公路便道橫斷圖

圖2 湖底清淤施工機械便道橫斷圖

2.1.3 湖庫淤泥清理

寶圣湖湖底沉積了大量的含N、P的泥沙、魚類糞便、殘料及其他有機碎屑，這些污染物會消耗湖水溶解氧并敗壞水質(zhì)。全部清淤工程量約為30萬m3。在湖底機械清淤時，每個清淤作業(yè)點均用2臺挖掘機進行連續(xù)湖底轉(zhuǎn)淤工作，使所有淤泥均達到湖底清淤施工便道有效裝車范圍內(nèi)。

2.1.4 底層排水措施

在湖底布置一定的排水臥管或修建集污排污溝，將其部分排出以減輕湖泊污染。本案采用3根DN200管道，運用虹吸原理在泄洪時置換底層排水，強化排水去污的效果。

2.1.5 淤泥運輸及處置

進出場內(nèi)道路全部硬化，車輛全封閉運輸，工地出入口必須設置車輛沖洗和排水設施。在粉塵較大的部位或時段，采用噴射自來水幕降塵。寶圣湖所有淤泥均運至某污水處理廠進行相應環(huán)保處理，不得隨意傾倒。

2.2 人工浮島工程

人工浮島的凈化作用原理[1]：一方面，表現(xiàn)在利用表面積很大的植物根系在水中形成濃密的網(wǎng)，吸附水體中大量的懸浮物，并逐漸在植物根系表面形成生物膜，膜中微生物吞噬和代謝水中的污染物成為無機物，使其成為植物的營養(yǎng)物質(zhì)，通過光合作用轉(zhuǎn)化為植物細胞的成分，促進其生長，最后通過收割浮島植物和捕獲魚蝦減少水中營養(yǎng)鹽；另一方面，浮島通過遮擋陽光抑制藻類的光合作用，減少浮游植物生長量，通過接觸沉淀作用促使浮游植物沉降，有效防止“水華”發(fā)生，提高水體透明度，其作用相對于前者更為明顯。同時浮島上的植物可供鳥類棲息，下部植物根系形成魚類和水生昆蟲生息環(huán)境。浮島植物選用如風車草、美人蕉、香蒲、菱白、蘆葦、水蔥等多種植物。

該工程從浮島的穩(wěn)定性、耐用性、經(jīng)濟性、環(huán)境協(xié)調(diào)性及施工安裝方面考慮，決定采用成品浮島單元進行組裝放置來進行水質(zhì)凈化。一體化浮島采用湖底錨固式進行固定，間隔10m將配重用尼龍繩系于浮島，錨固于湖底。人工浮島大樣及實景圖見圖3。

圖3 人工浮島大樣及實景圖

2.3 人工濕地工程

人工濕地系統(tǒng)是利用天然濕地凈化污水能力的生態(tài)工程措施，將石、砂、土壤、煤渣等材料按一定比例組成基質(zhì)，并栽種經(jīng)過選擇的水生、濕生植物，組成類似于自然濕地狀態(tài)的工程化濕地狀態(tài)系統(tǒng)。人工濕地根據(jù)濕地中的主要植物形式分為浮生植物系統(tǒng)、挺水植物系統(tǒng)、沉水植物系統(tǒng)。人工濕地是一種低成本、低能耗、低技術(shù)要求的污水處理方法。本工程采用梯級垂直流人工濕地（即污水從濕地表面縱向流入填料床底，氧氣主要源于大氣擴散和植物根系傳輸）對某廠區(qū)雨水函道流入湖區(qū)的污水進行生態(tài)進化[2]。梯級垂直流人工濕地構(gòu)造詳圖見圖4。

2.4 旁路凈化系統(tǒng)工程[3]

用泵將湖水提升到一定高度，用園林環(huán)境功能材料構(gòu)筑跌落水階，根據(jù)生物濾池原理，沿左岸至某廠區(qū)修建人造生態(tài)溝，使湖水得以凈化并返流入湖，形成循環(huán)流動，可在局部水域防止藻類快速生長并兼顧美化景觀的效果。包括旁路凈化渠及其提升泵的建設，總長約為430m，溝道寬0.5m，高0.8m。溝內(nèi)設置0.35m的填料層（下層為粒徑60～80mm的卵石，厚度為0.20m；上層為粒徑20～30mm的卵石，填充高度為0.15m），栽種濕生型植物如菖蒲、風車草、美人蕉等，栽種時搭配種樹，每平方米栽種9株。旁路凈化渠實景圖及作法參見圖5。

圖4 人工濕地工程剖面圖

圖5 旁路凈化渠實景及剖面圖

圖6 生態(tài)濾溝實景及剖面圖

2.5 生態(tài)滲濾溝工程[4]

在部分湖岸附近采用生態(tài)攔截的方法，修建仿生溝，其上可種植風車草等水生植物，利用水生植物的持留和根際系統(tǒng)的凈化作用來攔截雨水帶來的污染物，可以達到凈化入湖污水的目的。仿生溝尺寸：長60m，溝道寬0.5m，高0.8m。溝內(nèi)設置0.6m的填料層（下層為大顆粒的碎石、礦渣、煤渣等，厚度為0.35m；上層為小顆粒的砂石，填充高度為0.25m），栽種濕生型植物如香根草、風車草、美人蕉等。在仿生溝出水處采用格網(wǎng)保護，防止填料在水流沖刷下流失。生態(tài)滲濾溝實景及剖面圖參見圖6。

2.6 人工復氧工程

湖泊水體人工復氧技術(shù)是治理污染湖泊的一種有效技術(shù)。它具有占地面積小、設備投資少、運行簡單、處理水量大等優(yōu)點，且無二次污染，其費用僅為達到同樣處理效果的污水處理廠投資的25%左右。對于目前部分城市湖泊水質(zhì)惡化的現(xiàn)狀，人工復氧技術(shù)是一種行之有效的處理方法，具有良好的應用前景[3]。人工復氧工程是本次水環(huán)境綜合治理工程的重要組成部分，人工復氧系統(tǒng)采用水下充氧與太陽能水清器相結(jié)合的方法實現(xiàn)。

2.7 邊坡綠化工程

湖濱生態(tài)帶是在水體入湖前后或其消落帶內(nèi)建立的一個過渡性濕地地帶，利用生長在生態(tài)帶內(nèi)的動物、植物、細菌形成食物鏈，吸附、截留、降解水體中的污染物質(zhì)。包含近岸邊坡的植被綠化和近岸水域的植物栽種[5]。對寶圣湖周邊坡地植被進行補充強化，以盡量減少其坡地裸露土質(zhì)地表，從而強化其水土保持功能，并適當考慮其景觀功能。在寶圣湖近岸水域，由湖岸向湖心依次種植錯落有致的灌木、喬木、濕生植物、挺水植物、浮葉植物、沉水植物，實行立體栽種，同時，在局部地段建設景觀亭臺，便于市民的親水性活動。

2.8 生物修復工程

在富營養(yǎng)水體中放養(yǎng)食藻性動物能有效預防或延緩"水華"發(fā)生[1]。根據(jù)湖水的具體情況，主要采取放養(yǎng)濾食性魚類和移植螺類和蚌類的措施對水質(zhì)進行凈化。

濾食性魚類不僅濾食浮游動物，有的也能濾食浮游植物，對微囊藻的水華有強烈的控制作用。放養(yǎng)時要合理搭配魚種，早放養(yǎng)，選優(yōu)質(zhì)種，控制投放密度，定期捕撈，防止二次污染。

螺類和蚌類共同的生物學特點是，在水中產(chǎn)生巨大的過濾作用；每克體重的蚌類每天可過濾200ml水；河蚌能濾食環(huán)境中大部分的浮游植物，對于濾取到消化道中的浮游植物，除一些結(jié)構(gòu)復雜的外，都能很好的消化，因此，對控藻降藻有很好的作用。

3 結(jié)束語

圖7 治理后的湖面實景圖

寶圣湖綜合治理工程從2010年4月開工，到2011年6月工程順利投入運行，工程造價約4000萬元。綜合治理后寶圣湖的水體PH值為7.5、總磷（以P計）含量為0.4、糞大腸菌群1500個/ L、溶解氧大于1.5等各項水質(zhì)指標均達到四類景觀水標準，極大的改善了湖岸流域生態(tài)環(huán)境，清除湖泊的潛在污染源，建立穩(wěn)定的生態(tài)型生活區(qū)，創(chuàng)造美好人居環(huán)境及工作環(huán)境，促進流域內(nèi)經(jīng)濟快速發(fā)展，社會效益和生態(tài)效益顯著。

[1]張志方.論城市水環(huán)境的綜合治理[J].黑龍江水利科技，2010（1）.

[2]朱記偉，劉建林，高雙強，等.城市河流生態(tài)綜合治理規(guī)劃實證研究[J].人民黃河，2010（10）.

[3]盧伯生.水環(huán)境綜合治理的探索[J].江蘇水利，2004（6）.

[4]周豐，劉永，黃凱，等.流域水環(huán)境功能區(qū)劃及其關(guān)鍵問題[J].水科學進展，2007，18(2):216-222.

[5]李志東.他山之石可以攻玉—武漢市水環(huán)境綜合治理經(jīng)驗的啟示[J].黑龍江水利科技，2008，36(05):85-86.

責任編輯:李 紅

Comprehensive Treatment of Environment of Baosheng Lake

楊子榮1，鄭文杰2，胡勇軍1，胡玉林1，樊益輝1
（1重慶一建建設集團有限公司，重慶400051；2重慶渝高新興科技發(fā)展有限公司，重慶401121）

水環(huán)境治理是一個涉及面廣、關(guān)系復雜的綜合工程，必須按照可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和科學思想，將水環(huán)境整治融入社會經(jīng)濟發(fā)展中，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與投資環(huán)境協(xié)調(diào)共進的模式。該文以某區(qū)寶圣湖水環(huán)境的綜合治理工程為例,對綜合治理的兩個重要組成部分:湖底清淤和人工復氧工程的實施過程進行重點闡述。

水環(huán)境;綜合治理;生態(tài)環(huán)境

Water environment management is a comprehensive project which involves a wide area and complex relationship.So it is a must to combine environmental treatment with social and economic development in accordance with the strategy of sustainable development and scientific thought so as to push ecological development and,based on the comprehensive treatment of environment of Baosheng lake in some district,the authors highlight the two important procedures of comprehensive treatment:mud cleaning at the lake bottom and artificial re-oxygenation implementation engineering.

water environment;comprehensive management;ecological environment

X37

A

1671-9107（2012）07-0055-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2012.07.055

2012-03-17

楊子榮（1973-），男，四川南部人，工程師，從事土建工程施工管理及技術(shù)工作。