水質凈化技術在景觀水體治理中的應用

王 潔（上海園林綠化建設有限公司， 上海 200335）

景觀水體是供人們娛樂觀賞的、天然或人工的水景，主要包括小型河道、公園河湖等，是城市生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分，具有調節(jié)溫度、吸塵降噪、增添環(huán)境美感等作用。景觀水體多處于露天且封閉的環(huán)境，具有流動性差、生物種類單一、生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定、自凈能力弱等特點[1-3]，易受到多種污染因素的影響。一旦受到污染很難自行恢復，從而影響環(huán)境和景觀效果。因此景觀水體的水質控制具有生態(tài)效益和社會效益。

1 景觀水體的污染原因

景觀水體建成后，會面臨各種形式的污染。只有找到污染原因，才能采取更具有針對性的治理方法。經分析可知，造成污染的原因主要有如下 4 類。

（1）自身原因。景觀水體多為由人工構筑而成且處于封閉環(huán)境，底岸硬質化，有效水深較淺，生態(tài)系統(tǒng)結構單一，導致其自凈能力較弱。水體自身的特點決定了其一旦受到污染，難以自行恢復[4-5]。

（2）外源性污染。雨水徑流是外源性污染的來源之一，空氣中的懸浮物、細菌等會隨著雨水落下，和地表中的污染物共同匯集到水體中，在水底沉積、富集，使水體受到污染[6]。其次，水源補充及其他污水的滲流等也會對水體造成污染[7]。

（3）內源性污染。內源性污染主要由于外源性污染物的持續(xù)輸入以及水生植物的殘枝落葉、水生動物的餌料、排泄物等長年累月逐漸沉積在水底形成污染物[8]。超出水體自凈能力后，底泥中的 N、P 等會釋放到水體，造成內源性污染。

（4）人為影響。人類的種種行為，如亂丟垃圾、投放餌料喂養(yǎng)魚蝦、后期維護管理較差等，給公共開放的景觀水體造成污染。

2 景觀水體常用治理方法

景觀水體治理的目標主要是通過降低氮磷元素及有機污染物等，凈化水體，以達到生態(tài)平衡。常用的治理方法有物理方法、化學方法、生物-生態(tài)法等。物理方法主要包括人工增氧、底泥疏浚、水動力循環(huán)、引水換水等，適用于水體底泥污染嚴重、水體含氧量低、水華暴發(fā)的水體及輕度富營養(yǎng)化的景觀[9]?；瘜W方法是采用化學藥劑與污染物發(fā)生氧化還原反應，從而達到改善水質的目的，主要技術有凝絮沉淀、化學除藻、化學固定重金屬、加藥氣浮法等，適用于深度富營養(yǎng)化、重金屬的水體等[10-11]。生物-生態(tài)修復法是指利用水生植物、動物、微生物等在生命代謝過程中對污染物加以利用，進行吸收或者降解，從而去除污染物凈化水質，主要有人工濕地技術、生態(tài)浮床技術、植物修復技術等[12-13]。

不同的治理方法各有利弊。物理方法處理較為簡單，不會造成二次污染，但存在工程量大、設備投入成本高、維護費用高等弊端?；瘜W方法具有見效快、反應迅速等優(yōu)點，但最佳投藥量難以確定，且易產生二次污染等弊端。生物-生態(tài)修復技術相比物理、化學的技術手段而言更安全、易操作，低碳生態(tài)環(huán)保且景觀效果較好，但易受環(huán)境溫度、pH等影響，且系統(tǒng)穩(wěn)定需要的時間長，缺乏大尺度現場運行的資料與數據。在解決水環(huán)境治理過程中，通常難以依靠單一技術實現水質的改善。只有通過實地勘測找出污染原因，確定修復目標，才能制定水體的修復方法。

3 曲陽公園景觀水體治理

3.1 工程概況

封閉景觀水體指存在于城市公園、綠地等區(qū)域，不與外界水系相連接的封閉型河道、水池等人造或天然的小型景觀水體，俗稱“死水”[14-15]。在上海市曲陽公園改造工程項目中，公園內有一個封閉性“死水”景觀水體，面積約為 7 800 m2，岸邊水深 1.2～1.3 m，水體水深約1.6～1.7 m。改造前水體受到污染，藻類瘋長，幾乎每年都會出現藍藻暴發(fā)的現象，水質為劣 V 類。

由于自身特點，封閉水體會給水質凈化帶來特有難點。具體如下：① 由于封閉景觀水體與外來水源不直接相通，水流動性較差，常會形成死角，死角區(qū)域易堆積雜草及污物，枯落物的腐爛分解會在水體中進行積累導致水質變化[16]。②出于景觀效果考慮，水體水深較淺，且由于公園建立的較早，未考慮足夠的安全性，岸邊水深已達 1.2～1.3 m，無安全欄桿，容易對老人及兒童的安全造成隱患。③ 水體底泥污染嚴重，藻類快速繁殖，抑制了沉水植物等生長，消耗了氧氣，也造成魚蝦的死亡，從而加速了水質的惡性循環(huán)，改造前水質為劣 V 類。

水體污染是水生生態(tài)失衡后的生態(tài)問題，單一技術不能達到水環(huán)境治理的效果。根據曲陽公園水體的特點采用原位修復技術，通過清淤處理、駁岸整治并構建低成本、易維護的以沉水植物為主的水生態(tài)系統(tǒng)，以增強水體的生態(tài)自凈功能。

3.2 水體綜合治理措施

3.2.1 底泥疏浚

改建之前水底存在一定深度的淤泥，厚度約為 10～60 cm 不等，因此需在水生態(tài)系統(tǒng)構建前進行清淤工作。通過曝曬，對淤泥進行消毒，將其堆放至岸邊。通過底泥疏浚，降低底泥的營養(yǎng)鹽含量，有效控制底泥中因污染物釋放對水體產生的不良影響，提升水體的自凈能力。

3.2.2 增設循環(huán)系統(tǒng)

在死角區(qū)域增設推流循環(huán)水泵。通過不銹鋼管道傳輸，推動水體對流，將“死”水變成“活”水，增強水體流動性。加速水體新陳代謝，調節(jié)沉水植物系統(tǒng)的光合作用，增強凈化功能。

3.2.3 重建近自然駁岸

出于安全考慮，通過在水體構建二級駁岸，開挖適量淤泥下方素土用于二級駁岸的構建。離岸邊 3 m 內保證水深為0.5 m，1∶4 放坡至水深 1.5 m，種植沉水植物，1∶2 放坡至水底水深為 3.5 m。為了營造景觀的多樣性，在適當區(qū)域搭建挺水植物種植平臺。結合周邊景觀選擇水生美人蕉、鳶尾等挺水植物進行種植，適量配植浮葉植物如睡蓮等。此舉不僅可為多種生物提供棲息地，又能對污染物進行攔截，增添水景效果和意境。

3.2.4 構建“水下森林”生態(tài)系統(tǒng)

沉水植物是水體生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和水質改善的基礎，可通過吸收營養(yǎng)鹽、競爭光資源等限制浮游藻類的生長，從而抑制水華的發(fā)生。構建以沉水植物為主的生態(tài)系統(tǒng)，選擇凈水能力強、景觀效果好、能夠有效控制的品種，如苦草、黑藻、伊樂藻等進行種植。種植前先對水底進行平整，后采取混種的栽種形式，在 0.9～1.5 m 水深區(qū)域分別進行種植，以保證沉水植物群落的穩(wěn)定。種植沉水植物時先淺水栽培，待植物移栽完畢并成活后，逐步提高水位。

此外，在水體中投入魚、蝦等水生動物，考慮物種間的配置結構，放養(yǎng)適量的濾食性魚類，控制草食性魚類。同時，放養(yǎng)適量的蝦類攝食有機碎屑，形成良性循環(huán)的水生態(tài)系統(tǒng)。

采用物理和生物方法綜合運用的方式，通過將水質凈化與園林景觀設計相結合，對水底的淤泥進行處理、增設循環(huán)系統(tǒng)、駁岸整治并構建以沉水植物為主的水生態(tài)系統(tǒng)，實現持續(xù)穩(wěn)定的生態(tài)自凈功能。結果表明，水生態(tài)系統(tǒng)建成后，水體化學需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、總磷（TP）等均較構建前有顯著改善，水質等級由劣 V 類水提升到 Ⅲ 類水標準。

4 結 語

景觀水體與城市的形象及人們的生活息息相關，污染治理日趨重要，成為新的水處理領域。在制定技術方案時，不僅要關注短期效果，更應考慮技術實施后對水生態(tài)產生的不利影響和二次污染。因此，水治理應加大前期調研的比重，通過前期系統(tǒng)的調研和科學論證，摸清整個區(qū)域的污染原因。針對治理目標，分析物理方法、化學方法、生物-生態(tài)方法等單一技術的功能，結合景觀效果定位，充分發(fā)揮不同技術間的互補優(yōu)勢，取長補短，形成協同聯動的集成技術，打造可持續(xù)環(huán)保的生態(tài)凈化系統(tǒng)，確保水體治理效果。