王竹青

摘要：方興湖作為塘西河水流入巢湖之前的蓄水庫(kù)及水體凈化庫(kù)，起著凈化包河區(qū)排放的污水及補(bǔ)充巢湖的水量的作用。2017前該湖體水質(zhì)較差，主要指標(biāo)氨氮、總磷、總氮、COD均出現(xiàn)不同程度的超標(biāo)情況，水質(zhì)為劣五類(lèi)。湖邊由于缺少水生植物，植物群落較為單一，景觀效果有待提升。基于以上問(wèn)題，2017年合肥環(huán)巢湖方興湖水環(huán)境景觀綜合治理項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)。本文就該項(xiàng)目的實(shí)施情況及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析探討。

Abstract： As the reservoir and water purification reservoir before the Tangxi River flows into Chaohu Lake， Fangxing Lake plays a role in purifying the sewage discharged from Baohe District and supplementing the amount of water in Chaohu Lake. Before 2017， the water quality of the lake was poor. The main indicators of ammonia nitrogen， total phosphorus， total nitrogen and COD were all over the standard， and the water quality was inferior. Due to the lack of aquatic plants at the lakeside， the plant community is relatively simple and the landscape effect needs to be improved. Based on the above problems， the Fangxing Lake Water Environment Landscape Comprehensive Treatment Project in Hefei was started construction in 2017. This paper analyzes and discusses the implementation and experience of the project.

關(guān)鍵詞：方興湖;水環(huán)境;景觀;生態(tài)治理;對(duì)策

Key words： Fangxing Lake;water environment;landscape;ecological management;countermeasures

中圖分類(lèi)號(hào)：TV213.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）14-0046-03

0 ?引言

巢湖作為中國(guó)五大淡水湖之一，位于合肥市的南部。巢湖的優(yōu)質(zhì)生態(tài)環(huán)境吸引著居民的聚集居住，也迎來(lái)了各地游客，增長(zhǎng)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)，影響著周邊的氣候條件。但是巢湖周邊劇增的居民也增加了巢湖水體凈化的負(fù)擔(dān)，維護(hù)好巢湖的水生態(tài)環(huán)境已然成為合肥人民關(guān)注的重點(diǎn)。

方興湖作為塘西河水流入巢湖之前的蓄水庫(kù)及水體凈化庫(kù)，承擔(dān)著凈化包河區(qū)排放的生活污水并維護(hù)著巢湖一部分補(bǔ)充水源。2017前該湖體水質(zhì)較差，主要指標(biāo)氨氮、總磷、總氮、COD均出現(xiàn)不同程度的超標(biāo)情況，水質(zhì)指標(biāo)為劣五類(lèi);由于缺少水生植物，景觀效果的較為單一。2015-2017年夏季均出現(xiàn)藍(lán)藻大面積爆發(fā)。為解決以上問(wèn)題，2017年10月合肥環(huán)巢湖方興湖水環(huán)境景觀綜合治理項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)。該項(xiàng)目由合肥包河區(qū)重點(diǎn)工程局負(fù)責(zé)實(shí)施管理，筆者作為業(yè)主項(xiàng)目負(fù)責(zé)人參與該工程實(shí)施。

1 ?方興湖水環(huán)境景觀綜合治理項(xiàng)目實(shí)施前存在問(wèn)題分析（2014-2016）

1.1 方興湖水文分析（2014-2016年）

方興湖治理面積約852802.7平方米，目前湖水蓄水水深達(dá)3米左右，最深處8米多，總水量約為450萬(wàn)m3。方興湖主要補(bǔ)水為上游塘西河河道水體徑流和周邊雨水徑流，而上游塘西河水源主要水源為自然徑流、再生水廠補(bǔ)水及城鎮(zhèn)直排污水，經(jīng)過(guò)匯流后流入方興湖，最終排入巢湖。方興湖與上游塘西河、下游巢湖均有水閘聯(lián)結(jié)，均可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行互換水體。

1.2 方興湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及問(wèn)題分析（2014-2016年）

2014-2016年方興湖中心水體整體狀況較好，但存在水體富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致藍(lán)藻、水綿泛濫的趨勢(shì)，尤其是在方興花園處等水體波動(dòng)較小區(qū)域出現(xiàn)大面積的水綿、藍(lán)藻等現(xiàn)象。在汛期及降雨時(shí)，受到雨水沖刷、侵蝕，水體周邊的地表污染物通過(guò)直排及排水管道匯入方興湖。湖體周邊種植的植物由于季節(jié)性的枯萎未及時(shí)進(jìn)行清理，將對(duì)水體造成一定的影響。

如表1是近三年塘西河流域各監(jiān)測(cè)斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，塘西河流域水體水質(zhì)較差，主要水質(zhì)指標(biāo)氨氮、總磷、總氮、COD均出現(xiàn)不同程度的超標(biāo)情況。由于流域內(nèi)分布各種污染源，不同監(jiān)測(cè)斷面的水體水質(zhì)出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)。從方興湖入湖口上游廬州大道斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，氮、磷及COD呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，尤其是TN、TP營(yíng)養(yǎng)鹽常年超目標(biāo)值，長(zhǎng)期的超量匯入不僅對(duì)方興湖水體水質(zhì)造成影響，同時(shí)這些未經(jīng)治理的污染水體流入巢湖后將進(jìn)一步加劇了巢湖藍(lán)藻水華爆發(fā)程度。

2 ?方興湖水環(huán)境景觀綜合治理項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

2.1 本項(xiàng)目的目標(biāo)

通過(guò)生態(tài)修復(fù)手段來(lái)提高方興湖水體水質(zhì)，一方面方興湖水質(zhì)改善已成為巢湖環(huán)境整體治理中不可或缺的一環(huán);另一方面通過(guò)改善水質(zhì)將提高方興湖公園環(huán)境的整體美觀，為附近居民打造出一個(gè)美觀整潔的休閑公園，豐富人民的精神生活，促進(jìn)社會(huì)的和諧。

2.2 項(xiàng)目驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（摘自：該項(xiàng)目招標(biāo)文件及合同）

該區(qū)域水質(zhì)達(dá)到如下要求：

①水質(zhì)主要指標(biāo)：方興湖主要水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅳ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CODcr≤30mg/L，BOD5≤6mg/L，TP≤0.3mg/L，TN≤1.5mg/L，NH3-N≤1.5mg/L ，溶解氧平均值≥3mg/L）。

②水體清澈，水體透明度≥1.2m。

③水體無(wú)異味、無(wú)藻類(lèi)聚集，無(wú)垃圾等漂浮物。

④水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建后，建設(shè)初期水域非硬化底質(zhì)區(qū)域的沉水植被覆蓋率達(dá)30%以上，后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)期逐年提升，運(yùn)營(yíng)期滿要求非硬化底質(zhì)區(qū)域的沉水植被覆蓋率達(dá)60%以上，四季都有綠色的沉水或浮水水生植物，形成優(yōu)美的水下景觀，完善水體生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈，形成全面穩(wěn)定的生態(tài)平衡，并建立后續(xù)生態(tài)平衡維護(hù)保養(yǎng)系統(tǒng)。

⑤本項(xiàng)目以原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)為主，應(yīng)充分考慮生態(tài)安全性，處理方案不得對(duì)本區(qū)域及下游造成二次污染，嚴(yán)禁使用化學(xué)藥劑等化學(xué)手段。若由于投標(biāo)人所使用的生物制劑導(dǎo)致發(fā)生的二次污染，承包人需無(wú)條件修復(fù)治理達(dá)到招標(biāo)人質(zhì)量驗(yàn)收指標(biāo)。并處以20萬(wàn)元/次的罰款。

⑥施工期間對(duì)治理區(qū)域內(nèi)的魚(yú)類(lèi)確有捕撈需要的必須和甲方協(xié)調(diào)，按照甲方要求有序捕撈，但不可以進(jìn)行投藥捕撈。

3 ?方興湖水環(huán)境景觀綜合治理項(xiàng)目實(shí)施情況

本項(xiàng)目具體實(shí)施的三階段劃分為：

3.1 底泥原位生態(tài)修復(fù)階段（2017年10月-11月）

投加生物復(fù)合酶制劑，提高底泥微生物活性，強(qiáng)化底泥水解酶對(duì)底泥有機(jī)污染物的分解。

3.2 以沉水植物為主導(dǎo)結(jié)合景觀功能構(gòu)建水生態(tài)系統(tǒng)階段（2017年11月-2018年5月）

根據(jù)合肥當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境及沉水植物的習(xí)性，針對(duì)不同水深情況結(jié)合景觀效果使用適宜的水生植物種植在湖區(qū)范圍，構(gòu)建出“水生植物—水生動(dòng)物—微生物”的共生體系，增強(qiáng)水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解及氮、磷的吸附消除。

3.3 曝氣增氧工程階段（2018年5月-6月）

安裝推流式曝氣機(jī)與微納米曝氣增氧設(shè)備，提高水體氧化還原電位，削減耗氧性物質(zhì)，增強(qiáng)水體的凈化功能。

3.3.1 底泥原位生態(tài)修復(fù)階段實(shí)施（2017年10月-11月）

根據(jù)水質(zhì)、污染源、沉積污泥量按一定劑量投加生物制劑到水體中，對(duì)于入湖河流，根據(jù)流速在上游及沿線安裝定點(diǎn)投加裝置;對(duì)于湖區(qū)水體，根據(jù)水域面積安裝定點(diǎn)投加裝置或人工均勻噴灑入水體。在不同水質(zhì)下對(duì)水體投加不同量的生物制劑，本次實(shí)施如下：

①生物清淤初期：生物制劑添加到水體中后，會(huì)將原先存在于水體中微生物活性呈幾何數(shù)量級(jí)增長(zhǎng)。由于微生物的分解作用，會(huì)使水底的污泥有機(jī)結(jié)合發(fā)生質(zhì)變，形成底泥的松動(dòng)，水質(zhì)會(huì)暫時(shí)變渾變差。大約一個(gè)月后（如處低溫季節(jié)會(huì)更久），水底的有機(jī)污泥更會(huì)變得松散，并產(chǎn)生大量的二氧化碳和甲烷氣體。松散成絲狀的污泥會(huì)隨著氣泡上浮，在水中逐步分解，部分成為后生動(dòng)物和魚(yú)類(lèi)的食物。隨著微生物活性的不斷增強(qiáng)和湖底有機(jī)污泥的分解，部分有機(jī)污泥會(huì)轉(zhuǎn)化為活性污泥，此時(shí)，水體的自凈功能得到極大的增強(qiáng)，水體的透明度會(huì)得到提高，水質(zhì)得到改善。

②水質(zhì)凈化中期：隨著將生物制劑連續(xù)滴入水體，其特有的抗氧化、抗菌作用，可以提高有益微生物的活性（催化作用）和降低腐敗菌、雜菌的活性（負(fù)催化作用）。使好氧區(qū)的有機(jī)物分解菌、硝化菌、硫酸化菌、脫氮菌等活性提高，促進(jìn)有機(jī)物的完全分解，氨向硝酸根離子的轉(zhuǎn)變。硫化氫向硫酸離子的轉(zhuǎn)變，因而使好氧區(qū)的濁度降低。

③原位生態(tài)修復(fù)穩(wěn)定期：水底有機(jī)污泥大部分得到分解，并形成活性污泥，此時(shí)需根據(jù)外界持續(xù)輸入的污染源（暴雨等極端天氣，或者污染物突然排放）來(lái)調(diào)整復(fù)合酶的配方、稀釋倍數(shù)、投加量來(lái)控制污染物分解能力，使二者形成動(dòng)態(tài)平衡。于此同時(shí)，投加微生物凈水劑，構(gòu)建含有有益微生物的底質(zhì)處理系統(tǒng)，也沉水植物群落的提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境，從而達(dá)到修復(fù)生態(tài)的目的，并使水質(zhì)得以維護(hù)并保持長(zhǎng)期良好狀態(tài)。

3.3.2 以沉水植物為主導(dǎo)結(jié)合景觀功能構(gòu)建水生態(tài)系統(tǒng)實(shí)施（2017年11月-2018年5月）

①生態(tài)景觀植物群落的選擇原則。本項(xiàng)目采用以合肥鄉(xiāng)土物種為主的植物品種進(jìn)行湖濱植物群落的重建，方興湖的濱水生態(tài)植物帶包括3級(jí)：1）近岸區(qū)域的濕地植物帶;2）淺水區(qū)域的挺水、浮葉植物帶;3）淺水及深水區(qū)域的沉水植物帶。水體的深度是方興湖水生植被分布的決定性因素。從方興湖的岸邊逐步向湖心延伸，一般隨著水深的逐漸加深，植物帶由濕地、挺水植物帶逐步過(guò)渡到浮葉植物帶，再過(guò)渡至沉水植物帶。

依據(jù)項(xiàng)目前期方興湖的測(cè)繪出的水文數(shù)據(jù)，我們?cè)诟鶕?jù)方興湖水深梯度并參考當(dāng)?shù)氐脑参镩L(zhǎng)勢(shì)及景觀效果確定相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)水生植被類(lèi)型。

方興湖的水生植物的選擇依照以下原則：1）適地性：引種物種以本地及周邊本土水生品種為主。2）生態(tài)高效性：引種物種占據(jù)植物分布高比例的生態(tài)位，對(duì)于改善生態(tài)功能發(fā)揮決定性作用，具有高效的凈化水質(zhì)的作用。3）景觀提升性：引種物種應(yīng)滿足景觀效果的多樣性要求，不僅具有凈化水質(zhì)能力，更要有良好的景觀觀賞價(jià)值。在臨近岸邊可觀賞區(qū)的沉水植被的配置上，應(yīng)做到暖水性和冷水性植被共存，冬季見(jiàn)綠效果。4）多樣性、協(xié)調(diào)性：多樣性具體表現(xiàn)為生物品種的多樣性、生物環(huán)境多樣性、生態(tài)功能多樣性。協(xié)調(diào)性表現(xiàn)為各引種物種的數(shù)量比例、空間結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足多樣性及協(xié)調(diào)性要求，共同構(gòu)建穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。5）養(yǎng)護(hù)可實(shí)施性：引種水草種類(lèi)應(yīng)生長(zhǎng)速度比較慢，不容易形成瘋長(zhǎng)，減少每年的收割次數(shù)。其中沉水植物品種，成熟期高度應(yīng)比較矮，不宜超出水面標(biāo)高，減少日常的養(yǎng)護(hù)難度;近岸布置的沉水植物宜選用矮生苦草生成水下草坪，提升景觀效果。

②實(shí)施種植的植物品種：1）挺水植物：荷花、再力花、千屈菜、黃菖蒲、香蒲、水蔥、梭魚(yú)草、花葉蘆葦、旱傘草、德國(guó)鳶尾。2）浮水植物：睡蓮、荇菜、香菇草。其中常綠水生植物為黃花鳶尾、常綠鳶尾、千屈菜、大聚草等。3）沉水植物：輪葉黑藻、刺苦草、矮生耐寒苦草、馬來(lái)眼子菜、金魚(yú)藻、菹草、大茨藻、穗花狐尾藻。

③生態(tài)浮島設(shè)置：水生植物通過(guò)與納污生態(tài)浮島相結(jié)合，將最大效果的發(fā)揮水生植物對(duì)水體水質(zhì)的凈化能力。納污生態(tài)浮島生長(zhǎng)的水生美人蕉、銅錢(qián)草等植物的根系在水中交織成表面積較大且濃密的植物根系網(wǎng)，不僅能吸附水體中大量的懸浮物，并且逐漸在植物根系網(wǎng)表面及網(wǎng)內(nèi)形成生物膜以供微生物生活，而微生物通過(guò)吞噬及代謝將水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)成為無(wú)機(jī)物，又能提供生長(zhǎng)植物所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)植物的光合作用及浮島植物的生長(zhǎng)。最后養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行收割浮島植物、捕獲浮島內(nèi)生活的魚(yú)蝦以減少水中營(yíng)養(yǎng)鹽;此外，浮島漂浮于水面上，遮擋了陽(yáng)光，抑制藍(lán)藻的光合作用，減少藍(lán)藻、水綿等浮游植物數(shù)量，防止“水華”發(fā)生以提高水體的透明度。同時(shí)浮島上的植物群落可供鳥(niǎo)類(lèi)棲息空間，下部植物根系網(wǎng)絡(luò)形成魚(yú)類(lèi)和水生昆蟲(chóng)共生環(huán)境，構(gòu)建微生物—植物—?jiǎng)游锕泊娴南到y(tǒng)。

生態(tài)浮床不僅具備凈化水質(zhì)、提升景觀效果還具備提供水生生物棲息生活空間等多種功能。在實(shí)際施工時(shí)還具備以下優(yōu)點(diǎn)：1）浮島浮體面積及形狀可根據(jù)水體的面積等因素進(jìn)行調(diào)整，并且易制作和拖運(yùn);2）教固定性人工濕地，浮島內(nèi)植物品種具有更換方便性，可根據(jù)氣候及時(shí)間進(jìn)行更換;3）管理便捷性，不需要進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)，僅進(jìn)行定期清理，縮減了人工和設(shè)備的投資，降低了建成后的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，性價(jià)比較高。（圖2）

④水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)持續(xù)調(diào)整。待沉水植被凈化系統(tǒng)構(gòu)建完畢后，從生態(tài)位和食物鏈的角度，投放對(duì)生態(tài)系統(tǒng)不會(huì)造成破壞的新型優(yōu)質(zhì)湖泊水生動(dòng)物。包括肉食性魚(yú)類(lèi)、濾食性魚(yú)類(lèi)、雜食性魚(yú)類(lèi)、螺類(lèi)、貝類(lèi)、蝦類(lèi)等。

3.3.3 曝氣增氧工程階段（2018年5-6月）

①微納米曝氣增氧機(jī)。構(gòu)建曝氣增氧系統(tǒng)是生物—生態(tài)水體修復(fù)技術(shù)中重要的環(huán)節(jié)，水體中大量的溶解氧是微生物繁殖、掛靠、激活的基本生存條件。增加溶解氧含量，可以使水中微生物斷開(kāi)的生物鏈得到有效的修復(fù)，然后依據(jù)水質(zhì)情況逐步形成更加完善的、穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。實(shí)施安裝水體曝氣增氧系統(tǒng)，主要是為了增強(qiáng)水體水質(zhì)凈化的保障能力，前期提高水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建效率，后期作為水質(zhì)應(yīng)急保障系統(tǒng)，在突發(fā)性污染發(fā)生時(shí)連續(xù)運(yùn)行。本項(xiàng)目預(yù)采用推流式增氧機(jī)臺(tái)、微納米曝氣機(jī)臺(tái)運(yùn)用于方興湖內(nèi)。常規(guī)的曝氣器產(chǎn)生的毫米、厘米級(jí)氣泡能上升到水面，對(duì)水體的生態(tài)結(jié)構(gòu)有一定的破壞。本次實(shí)施的微納米曝氣裝置產(chǎn)生的氣泡體積教小，微納米氣泡在上升的過(guò)程中溶解到周?chē)乃w中，能夠提高好氧微生物的生化效率。

②推流式曝氣增氧機(jī)。推流式增氧機(jī)由潛水泵、浮體、水射器、噴嘴、導(dǎo)流筒和定位支架組成，兼具推流和造流的功能。其對(duì)下層水的增氧能力比葉輪式增氧機(jī)強(qiáng)，強(qiáng)大的推動(dòng)力可使水體短期內(nèi)溶解氧迅速增加，形成富氧活水流，同時(shí)改善微生態(tài)環(huán)境，強(qiáng)化水體自凈能力，使水質(zhì)短期內(nèi)明顯改善。該型增氧機(jī)設(shè)置了導(dǎo)流室和混合室，空氣中氧的轉(zhuǎn)化率可達(dá)30%以上。

通過(guò)該系統(tǒng)復(fù)氧和去層化的作用提高水體溶解氧含量，打破水體底部的厭氧環(huán)境，降解水體中的有機(jī)物和氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽含量，同時(shí)可消除水中的超飽和的有害氣體，例如：氨氮、沼氣、硫化氫等氣體。該系統(tǒng)的建立還能抑制底泥營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放，改良水質(zhì)環(huán)境，消減轉(zhuǎn)化酶、氨基酸及抗生素，降低水生動(dòng)物患病的可能性。結(jié)合水生植物對(duì)方興湖中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收，能夠長(zhǎng)期有效的改善水質(zhì)水體，最終使方興湖構(gòu)建成健康的、長(zhǎng)效的生態(tài)系統(tǒng)。

4 ?項(xiàng)目完工分析

方興湖項(xiàng)目于2018年6月份完成全部施工內(nèi)容。施工完成后對(duì)水體水質(zhì)進(jìn)行觀測(cè)及檢測(cè)。根據(jù)相關(guān)的檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，采用生態(tài)手段建立生態(tài)系統(tǒng)后，水體凈化能力得到進(jìn)一步的提升。湖中心的水質(zhì)指標(biāo)BOD、氨氮，總氮、總磷、COD等相關(guān)指標(biāo)對(duì)比上游塘西河有明顯提高，部分區(qū)域已經(jīng)達(dá)到合同要求。多層次、多陽(yáng)性的水生植物的體系建立也進(jìn)一步提升了方興湖整體的景觀效果。該項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)于合肥市的水環(huán)境問(wèn)題治理給出了相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，提供了景觀改造與生態(tài)體系同設(shè)計(jì)、同施工、同運(yùn)營(yíng)的思路。（圖3、圖4）

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