治理工程實施前的濱湖公園水體長期受周邊的生活污水、公共廁所污水及面源污染的影響,水質(zhì)為劣V類,底泥污染嚴重,呈灰黑色,有異味,為典型的嚴重富營養(yǎng)城市景觀湖泊。濱湖公園水體內(nèi)水生植被嚴重缺乏,特別是沉水植物群落難覓;魚群種類以食草性魚類為主,存在少量觀賞性錦鯉;底質(zhì)中偶見少量螺類,未見到河蚌等其它大型底棲動物,生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能不合理,自凈能力相對缺乏。
治理前的水體生態(tài)現(xiàn)狀
治理目標
在入湖污染點源、面源污染得到有效控制前提下,根據(jù)濱湖公園水體環(huán)境現(xiàn)狀,本工程建設(shè)目標為:通過本工程相關(guān)工程措施實施,恢復(fù)濱湖水體生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并逐步形成健康水體生態(tài)體系,設(shè)計達到以下工程目標:水體透明度達到0.7m以上;水質(zhì)主要指標達到地表水IV類;水體生物多樣性顯著提升;濱湖水面景觀得到明顯提升。
方案設(shè)計
基于現(xiàn)場調(diào)研情況、濱湖公園現(xiàn)狀水體生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理及現(xiàn)有水面景觀有待提升現(xiàn)狀,對于濱湖公園水體水質(zhì)改善與生態(tài)修復(fù)工程,技術(shù)路線如下:
技術(shù)措施1. 柔性生物膜載體技術(shù)
在水體中水深較深區(qū)域(>1.5m)布設(shè)柔性生物膜載體,吸收、吸附、截留水中溶解態(tài)和懸浮態(tài)污染物,為各類微生物、藻類和微型動物的生長繁殖提供良好的著生、附著或穴居條件,并在載體上形成具有很強去污凈水活性功能的生物膜,較快提高水體透明度,為沉水植物種植和水體生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建營造較好的理化條件。
2. 曝氣充氧技術(shù)
選用上海歐保環(huán)境專利技術(shù)——浮水噴泉式曝氣機促進水體循環(huán),提高流動性,提升底層溶解氧;增強底泥中微生物活性,加速分解底泥污染物;快速去除硫化物、甲烷及氨氣,減輕水體臭味;縮減上下溫差,有助打散藻類,抑制蚊子孳生;設(shè)備漂浮水面,無需安裝基礎(chǔ),不受水位影響;“水體凈化+噴泉景觀”,二合一功能。
3. 水體生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)
天然水體原位凈化系統(tǒng)的構(gòu)建,最重要的一步是水體生態(tài)系統(tǒng)的建立。只有在水體中恢復(fù)完善了水體生態(tài)系統(tǒng),才能達到恢復(fù)水體的自凈能力,保證水體水質(zhì)穩(wěn)定、提高,水體景觀改善的目標。
水體生態(tài)系統(tǒng)主要由水生植物(包括沉水、浮葉和挺水植物)、浮游植物、水生動物、底棲動物和有益微生物等構(gòu)成(如上圖所示)。以上各部分構(gòu)成了水體生態(tài)系統(tǒng)生物鏈,通過生物鏈上的生產(chǎn)者、消費者的協(xié)同作用,利用光能作為能源,吸收轉(zhuǎn)化水體中有機物和其他物質(zhì),維持生物鏈的正常運行。
施工過程1. 水生植被重建
水生植物通過直接吸收轉(zhuǎn)化水體營養(yǎng)鹽外,還能借助水下光合作用向水體放氧,為其他水體有益生物提供生態(tài)位并改善其生境;同時通過生態(tài)位爭奪抑制藍藻等有害生物生長;固定底泥并抑制底泥內(nèi)源污染物釋放,從而凈化水質(zhì)和改善水體生態(tài),營造水面和水下自然景觀等,是構(gòu)建水體自凈健康湖泊水體生態(tài)系統(tǒng)的主要支撐。
(1)沉水植物種植
在降低濱湖湖水深至0.6m情況下,在湖泊靠近沿岸區(qū)域,常水位水深≥1.2m水域分區(qū)塊分品種混種沉水植被,按湖水面積30%比例種植,沉水植物種植總面積約50000m2。
沉水植物種植
(2)浮葉植物種植
沿岸水深0.8~2.5m水域分區(qū)塊分品種點綴種植,種植面積約3072m2,約占區(qū)段總水面積2%。
浮葉植物種植
(3)挺水植物種植
在湖岸內(nèi)未有挺水植物分布的淺水區(qū)(常水位水深≤0.6m)種植挺水植物,起到美化湖岸帶景觀,同時改善濱湖公園水體生態(tài)和凈化水質(zhì)。采用在岸邊打松木樁、鋪設(shè)種植土層,保證種植水深不大于0.4m的方式種植。按岸線總長4000m,挺水植物在沿岸二分之一的范圍種植,按種植寬度約1.0~1.5m計,挺水植物種植面積約2381m2。
挺水植物種植
2. 水生動物種群結(jié)構(gòu)優(yōu)化與調(diào)整
通過放養(yǎng)水生動物及底棲生物,對水生動物、懸浮物生物及有機碎屑等的捕食、濾食而凈化水質(zhì)功能,增加水體觀賞性,同時調(diào)整優(yōu)化水生生物種群數(shù)量,特別抑制藍藻和食草類魚類的數(shù)量,改善水體生態(tài),以構(gòu)建合理的湖泊水體生態(tài)食物鏈。根據(jù)濱湖公園湖泊面積(按15萬m2計),擇機放養(yǎng)鰱、鳙、烏鱧等魚類和螺、蚌等底棲動物。
治理結(jié)果
經(jīng)過一年時間的實際運行表明,通過對濱湖公園內(nèi)湖泊進行改造,采用生態(tài)修復(fù)措施,重建湖泊生態(tài)修復(fù)系統(tǒng),健康水域生態(tài)系統(tǒng)初步建成,整體水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)。隨著水生動植物種群結(jié)構(gòu)的進一步優(yōu)化完善,將使得健康水域生態(tài)系統(tǒng)逐步穩(wěn)定。治理后的濱湖公園水體透明度達到2m以上,水質(zhì)由劣V類提升為地表水IV類,水體生物多樣性顯著提升,濱湖水面景觀得到明顯改觀。
觀點
常德是我國首批海綿城市建設(shè)試點城市,常德市濱湖公園現(xiàn)有約15萬平方米水體,可作為海綿城市建設(shè)的“海綿體”,且規(guī)模較大,通過對湖泊水質(zhì)改善與生態(tài)修復(fù),達到海綿城市建設(shè)過程中對水體的“凈化、回用”的作用。常德市濱湖公園水體水質(zhì)改善與生態(tài)修復(fù)工程作為“國內(nèi)首批海綿城市建設(shè)示范湖泊”,對推進我國海綿城市的建設(shè)具有明顯的示范和技術(shù)推廣作用。
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