趙微氵

（河海大學(xué)，江蘇 南京210098）

1 城區(qū)湖泊一般面臨水環(huán)境問題

1）水體污染加劇，治理嚴(yán)重滯后。由于污水處理能力相對(duì)滯后，周邊的污水收集管網(wǎng)建設(shè)進(jìn)展緩慢，使得大量的城市生活污水進(jìn)入湖體。

2）湖淤積嚴(yán)重，水體面積萎縮。淤泥沙一般由雨污水帶入湖體，湖泊底泥既是“匯”，也是“源”，在一定的條件下，底泥中所含的氮、磷、有毒有害物質(zhì)等重新進(jìn)入水體，破壞湖體水質(zhì)，危害湖體健康，同時(shí)使得水體面積逐漸萎縮。

3）水體交換性差，水循環(huán)空間小。由于湖體相對(duì)面積較小，使得湖體自凈容量有限，水環(huán)境空間較小，水量不足，又無足夠的補(bǔ)充水源，水體自凈能力下降，水質(zhì)狀況呈現(xiàn)繼續(xù)惡化趨勢(shì)。

4）城市化進(jìn)程快，涉水建設(shè)誤區(qū)多。隨著該區(qū)域城市化進(jìn)程加快，在涉水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中存在一些錯(cuò)誤做法，導(dǎo)致了城市特色喪失和城市水環(huán)境、水生態(tài)功能退化。比如部分湖體采用硬化護(hù)砌水岸景觀。硬化護(hù)岸徹底破壞了水岸的生態(tài)功能，減少了親水性，造成了湖岸土地的“窒息”和自然生態(tài)的淪喪，也造成了水生動(dòng)植物系統(tǒng)的致命破壞。

2 治整技術(shù)路線

以湖泊水環(huán)境現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，以水環(huán)境質(zhì)量改善為目標(biāo)，遵循統(tǒng)籌規(guī)劃，分類實(shí)施等原則。

一般的水質(zhì)凈化與生態(tài)修復(fù)綜合整治方案技術(shù)路線見圖1所示。

圖1 湖泊水環(huán)境綜合整治技術(shù)路線圖

3 整治措施

3.1 疏 浚

底泥疏浚是控制湖泊內(nèi)源污染、改善湖泊水體環(huán)境的主要手段之一，通過底泥疏浚，防止底泥中富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放進(jìn)入表層水體，同時(shí)可改善池底鋪墊情況，有效的增加水體深度，最終達(dá)到控制受污染湖泊湖內(nèi)源污染，改善水體質(zhì)量的目的。

底泥污染控制一般從清除污染底泥方面著手，通常采取底泥疏浚的方法為徹底清除底泥，以增加湖泊的環(huán)境容量，提高水體的自凈能力，以達(dá)到改善水質(zhì)的目的。近年來，我國(guó)以控制湖泊富營(yíng)養(yǎng)化為目的，先后在昆明滇池、安徽巢湖、大理洱海、北京頤和園昆明湖等湖泊進(jìn)行了疏浚，這些疏浚工程均改善了疏浚水域的污染狀況。

3.2 湖泊外源污染控制

3.2.1 點(diǎn)源污染控制

工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水的點(diǎn)源污染，一般經(jīng)污水管道收集后，送至污水處理廠進(jìn)行處理，但污水處理廠主要控制指標(biāo)為有機(jī)物、重金屬等，對(duì)氮、磷的去除效果尚不理想。在污、廢水排入環(huán)境水體之前，需進(jìn)行脫氮除磷處理，以保護(hù)湖泊，河流等水體水質(zhì)。脫氮的物理化學(xué)方法只能去除銨態(tài)氮。物理上除磷的方法去除率也僅10%左右。化學(xué)上除磷的方法效果穩(wěn)定可靠，但易造成二次污染。加強(qiáng)點(diǎn)源控制，可對(duì)城市污水處理廠的出水考慮采用生態(tài)處理，削減出水氮、磷含量。人工濕地技術(shù)易與城市污水處理工藝相結(jié)合，在削減氮、磷含量的同時(shí)，還可以進(jìn)一步提高出水水質(zhì)，同時(shí)具有低投資、低運(yùn)行管理費(fèi)用和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，因而在點(diǎn)源控制中能發(fā)揮重要的作用。

3.2.2 面源污染控制

1）地下滲濾技術(shù)。地下滲濾系統(tǒng)是一種就地污水處理技術(shù)，它是將污水有控制地投配到具有一定構(gòu)造、距地面有一定深度和具有良好擴(kuò)散性能的土壤中，污水在土壤毛管浸潤(rùn)和滲濾作用下向周圍擴(kuò)散，在土壤中的微生物、植物以及土壤的物理、化學(xué)綜合作用下，將污水凈化。由于利用了土壤的自然凈化能力，因而具有基建投資低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用少、操作管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能夠利用污水中的N，P等水肥資源。近來，隨著水資源短缺形勢(shì)的日益嚴(yán)重，對(duì)污水進(jìn)行回用和對(duì)一定污染的河湖水進(jìn)行處理的研究日益展開，在日本、韓國(guó)、美國(guó)、新西蘭和西歐等國(guó)家，地下滲濾系統(tǒng)的研究和應(yīng)用日益受到重視。

2）生態(tài)護(hù)坡技術(shù)。生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在面源污染攔截工程中日益受到廣泛關(guān)注，在我國(guó)湖泊整治中也得到了廣泛應(yīng)用。生態(tài)護(hù)坡包含兩個(gè)層面的含義。首先是護(hù)坡，需要具備湖岸護(hù)坡的功能，在滿足行洪排澇要求的基礎(chǔ)上，保證岸坡的穩(wěn)定，防止水土流失，其要點(diǎn)是構(gòu)建能透水、透氣、調(diào)節(jié)水文過程、緩沖洪水、控制侵蝕、生長(zhǎng)植物、截留降解污染物的生態(tài)防護(hù)平臺(tái)。其次是生態(tài)功能，湖泊護(hù)坡要滿足邊坡生態(tài)平衡的要求，即要建立良性的湖坡生態(tài)系統(tǒng)，形成由高大喬木、低矮灌木、花草、魚巢、水草、動(dòng)物沿灘地、迎水邊坡、坡腳及近岸水體組成有機(jī)的河坡生態(tài)體系。

3）人工濕地技術(shù)。人工濕地是依據(jù)土地處理系統(tǒng)及水生植物處理污水的原理，由人工建立的具有濕地性質(zhì)的污水處理生態(tài)系統(tǒng)。它由人工建造和監(jiān)督控制，與沼澤地類似，并利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用，來實(shí)現(xiàn)污水的凈化。

我國(guó)開展人工濕地處理系統(tǒng)研究始于“七五”期間，起步較晚。隨著對(duì)人工濕地技術(shù)認(rèn)識(shí)的不斷進(jìn)步，人工濕地在富營(yíng)養(yǎng)化外源控制中的作用也逐步受到重視，并建立了一些示范工程。沈陽滿堂河生態(tài)污水處理示范廠采用以人工濕地處理為主，浮動(dòng)生物床預(yù)處理為輔的組合工藝，主要處理污染較重的滿堂河水及沿岸的重點(diǎn)生活污染源排水，其出水水質(zhì)達(dá)到了回用于景觀水體的水質(zhì)要求。深圳洪湖人工濕地采用復(fù)合垂直流濕地系統(tǒng)，將污染較重的布吉河水通過濕地凈化為洪湖補(bǔ)充清潔水，其出水水質(zhì)參數(shù)中非離子氨和BOD5能達(dá)到I類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，COD能達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，TN和TP能達(dá)到湖泊Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)；處理出水DO大大增加，各項(xiàng)污染指標(biāo)的去除率均在80%以上。2002年，中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所和云南玉溪市環(huán)科所設(shè)計(jì)的撫仙湖人工構(gòu)造濕地開始投入運(yùn)行，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明對(duì)各項(xiàng)污染指標(biāo)的去除率分別達(dá)到：COD 87.8%、BOD 68.7%、SS 96.3%、TP 32.4%、TN 36.0%，出水水質(zhì)也由Ⅳ類水質(zhì)提高到Ⅲ類水質(zhì)。

3.2.3 生態(tài)護(hù)坡技術(shù)

傳統(tǒng)的湖泊、城鎮(zhèn)河道整治，一般采用單純的工程措施護(hù)坡，主要有漿砌或干砌塊石護(hù)坡、現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡、預(yù)制混凝土塊體護(hù)坡等，護(hù)砌形式多為梯形或矩形斷面，有些甚至是全斷面襯砌。這些結(jié)構(gòu)形式的傳統(tǒng)護(hù)坡，在保持坡岸的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、防止水土流失以及防洪排澇等方面，起到了一定的作用，但卻對(duì)景觀、環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生了不同程度的負(fù)面影響。目前采用的生態(tài)型護(hù)坡一般是采用植物護(hù)坡或植物與工程措施相結(jié)合的復(fù)合護(hù)坡。因?yàn)橹脖坏拇嬖冢謴?fù)了護(hù)坡應(yīng)具備的生態(tài)學(xué)功能，相對(duì)于傳統(tǒng)護(hù)坡有了較大改善，相比之下具有一下幾種優(yōu)勢(shì)：

1）改善水質(zhì)及水體的自凈能力。光潔、硬質(zhì)的傳統(tǒng)護(hù)坡，岸坡沒有植物作為屏障，會(huì)使岸邊的垃圾以及地表徑流帶來的污染物輕易進(jìn)入水體，加速水體水質(zhì)的惡化，造成污染。而生態(tài)護(hù)坡因?yàn)橹脖荒軌驕{垃圾和顆粒物質(zhì)，過濾來自高地以及地表徑流中的污染物，起到保護(hù)河道水體的作用。另外，寸草不生的傳統(tǒng)硬質(zhì)護(hù)岸，破壞了水體—土壤生物之間的物質(zhì)和能量循環(huán)體系，不利于具有凈水功能的水生生物的生長(zhǎng)，削弱了水體的自凈能力。生態(tài)護(hù)坡所采用的植被以及新型材料加強(qiáng)了護(hù)坡的透水性和透氣性，在一定程度上保持了水體—土壤—生物之間的物質(zhì)和能量循環(huán)，保護(hù)了水體的自凈能力。

2）調(diào)節(jié)水溫變化，維持水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡。傳統(tǒng)護(hù)坡增強(qiáng)了對(duì)光照的吸收，導(dǎo)致水體溫度變化過大，不利于維持水中生態(tài)平衡。水溫的變化過大，不利于對(duì)溫度敏感物種的生存；對(duì)魚類產(chǎn)卵產(chǎn)生較大的負(fù)面影響，因?yàn)轸~類的正常繁殖對(duì)溫度的反應(yīng)非常敏感；在高溫季節(jié)，還會(huì)孳生傳染病菌。而引入植被、灌木或森林的生態(tài)護(hù)坡在調(diào)節(jié)光照吸收和防止水溫變化過大方面起到了一定的作用，因此，從這個(gè)層面上說，生態(tài)護(hù)坡在一定程度上改善了水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

3）保護(hù)湖泊、河道系統(tǒng)的生態(tài)多樣性?；炷梁蜕笆掭莸膫鹘y(tǒng)護(hù)坡在一定程度上加快了水體的流速，加大了水流沖刷力度，水中一些生物會(huì)被水流沖走，使水中生物減少，岸上又缺乏天然植物，直接影響沿河野生物種，如水鳥等的生存。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前河道襯砌后，沿河生物種類減少了70%以上，而水生生物也只相當(dāng)于原來的50%，加之河道的裁彎取直、橫斷面的幾何規(guī)則化，使自然河流系統(tǒng)中河床的異質(zhì)性不復(fù)存在，許多水生生物無法安身，不能形成多種多樣的生境組合。生態(tài)護(hù)坡的透水性有利于維持河道水體的原有流速，同時(shí)也為各種生物的生長(zhǎng)、昆蟲和鳥類的棲息、魚類的繁殖提供了有利的水邊環(huán)境，保護(hù)了河道系統(tǒng)的生物多樣性。

4）恢復(fù)護(hù)坡的綠色景觀。過去沒有綠色的傳統(tǒng)護(hù)坡，使河道失去了原有的生機(jī)。而增加了綠色的生態(tài)護(hù)坡，恢復(fù)了護(hù)坡的綠色景觀，滿足了現(xiàn)代人回歸自然的追求。生態(tài)型護(hù)坡是在傳統(tǒng)型護(hù)坡基礎(chǔ)上的改進(jìn)，不單純局限于新型環(huán)保材料或技術(shù)的應(yīng)用，同樣重視發(fā)掘傳統(tǒng)人工材料和技術(shù)的生態(tài)功能以及改進(jìn)傳統(tǒng)的護(hù)坡方法，在設(shè)計(jì)和施工中更多地顧及環(huán)境和生物的需求。因此，生態(tài)型護(hù)坡既源于傳統(tǒng)型護(hù)坡，又有別于傳統(tǒng)型護(hù)坡，是護(hù)坡工程發(fā)展的嶄新階段。

3.2.4 人工濕地技術(shù)

人工濕地技術(shù)，是一種新型的污水處理凈化技術(shù)。按污水在人工濕地中流動(dòng)的方式，一般可將人工濕地可分為3種類型：表面流濕地、潛流濕地和垂直流濕地。

人工濕地是人為建設(shè)的生態(tài)系統(tǒng)，具有獨(dú)特的污染物凈化機(jī)制，具有基礎(chǔ)投資少，運(yùn)行管理費(fèi)用低，出水水質(zhì)高，處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，在湖泊點(diǎn)源和面源污染控制方面具有良好的應(yīng)用前景。