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      水生植物凈化功能在河道生態(tài)治理中的應用

      2021-01-28 13:53:21張軒溢
      科技視界 2020年22期
      關鍵詞:沉水植物邊緣凈化

      張軒溢

      0 引言

      河道生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與人們生活環(huán)境息息相關。因此,治理河道生態(tài)環(huán)境過程中,要根據(jù)植物的抗性和性狀等選擇最佳的植物類型,考慮到植株的富集、吸收、過濾、沉降、吸附等特性,以期能夠最大程度上減少藻類等對水體的污染,營造良好的河道生態(tài)環(huán)境。

      1 項目概況

      該項目為西寧南川河,總投資為1200 萬元,位于西寧市城中區(qū)修水橋-解放區(qū)渡槽,該項目計劃工期為272 天,包含項目勘察設計工期,后期維護期為2 年。與其他河道不同,南寧南川河位于海拔2300 米以上,存在晝夜溫差較大的特點,要優(yōu)先選擇耐寒的水生植物,提升河道生態(tài)治理水平。

      2 水生植物種類與凈化水質(zhì)機理

      能在水中生長的植物,統(tǒng)稱為水生植物。水生植物葉子能最大限度地得到水里很少能得到的光照,吸收水里溶解得很少的二氧化碳,保證光合作用的進行。以下就水生植物種類與凈化水質(zhì)機理進行分析。

      2.1 水生植物的種類

      選擇水生植物時,應該先了解水生植物的種類。首先,按照生活習慣劃分,水生植物可以劃分為沉水植物、濕生植物、浮葉植物、挺水植物、漂浮植物五種類型,其中沉水植物與挺水植物的區(qū)別主要為莖葉是否生長在水面上,濕生植物主要是指在較為濕潤環(huán)境生長的植物,比如:水柳和蘆葦?shù)?。其次,按照水體凈化效果劃分,水生植物可以分為:蕨類植物、被子植物、苔蘚植物、裸子植物四種類型,被子植物主要是指生命力較強的植物,生產(chǎn)過程中并不會受到外界因素影響,蕨類植物主要是指徑、根、葉全部具備的水生植物。最后,按照植物的外在生長情況進行劃分,水生植物可以分別為:喬木植物、草本植物、藤蔓植物、灌木植物四種類型,草本水生植物具有生長周期較短的特點,喬木和灌木植物具有一定的枝干[1]。

      2.2 水生植物的凈化水質(zhì)機理

      水生植物的凈化水質(zhì)機理主要分為以下幾點:首先,植物的抗性。水生植物的根莖葉結(jié)構(gòu)較為密集,能夠有效提高植物的抗污染能力,有效改善河道水體;其次,水生植物的富集和吸收。水生植物根系較為發(fā)達,生長過程中會吸收水中的物質(zhì),將其應用于富營養(yǎng)水中,能夠起到一定的凈化效果;再次,凈化糖的過濾、吸附和沉降。河道內(nèi)部水生植物生長速度較快,具有根系較為發(fā)達的特點,生長過程中與河道水體接觸面積護不斷擴大,并且在與水體接觸過程中,會在水面形成過濾層,過濾層能夠有效過濾水中的懸浮顆粒物質(zhì),起到改善水體環(huán)境質(zhì)量的目的;最后,競爭抑制浮游藻類。水生植物生長過程中會與藻類競爭,并且還會分泌出抑制藻類生長的物質(zhì),起到破壞藻類生理代謝的作用,最終致使河道內(nèi)部藻類大面積死亡,最大程度上減少藻類產(chǎn)生毒素對水體的污染,改善水體富營養(yǎng)的情況,真正實現(xiàn)共生菌與沉水植物共同生長[2]。

      3 水生植物在河道生態(tài)治理中的應用

      3.1 水生植物的選用

      該項目開展河道生態(tài)治理工作期間,嚴格按照以沉水植物為主導、浮水和挺水植物為輔的水生植物群落結(jié)構(gòu),選擇的挺水植物主要包括:香蒲、蘆葦、菰、燈心草、水蔥等植物,挺水植物布置在水深0~0.5 m 范圍內(nèi);浮水植物主要包括睡蓮、荇菜、萍蓬草等,浮水植物布置在水沉0.5~1 m 深的范圍內(nèi);沉水植物主要包括:菹草、苦草、馬來眼子萊、伊樂藻、黑藻、狐尾藻、篦齒眼子菜、金魚藻等,沉水植物布置在0.5~2 m 深的范圍內(nèi),選擇沉水植物時,嚴格按照施工季節(jié)、當?shù)赝林锓N優(yōu)化進行選擇,并根據(jù)不同水沉配置不同的沉水植物群落,以達到在河道底部構(gòu)建不同層次水下森林及景觀的目的。另外,水生植物種植時,要求水深要始終控制在0~2 m 之內(nèi),并且要求水生植物與淺水區(qū)范圍接近,該項目實際種植水生植物過程中,為了避免水生植物出現(xiàn)瘋長情況,采用砌筑種植槽的方式,以達到約束水生植物種植面積的目的。

      3.2 水體邊緣的植物安排

      該項目安排水體邊緣植物時,要以水體邊緣作為植物安排的分界線,就要達到美化環(huán)境的效果,還要保證植物能夠起到保護河岸邊的目的,要求植物能夠從水面過渡到堤岸,該項目在水體邊緣位置種植的植物主要為挺水植物和浮水植物,主要包括水蔥、蘆葦?shù)人参?,這些植物具有環(huán)境適應能力較強的特點,不僅能夠有效避免岸邊垃圾進入至河道內(nèi)部,還能提升河道岸邊的景觀效果[3]。

      在河道生態(tài)治理過程中,水體邊緣也要合理種植水生植物,水體邊緣處堤岸和水面的分界線,地理位置相對更為特殊,要結(jié)合實際情況安排適合的植物,一方面可以實現(xiàn)對岸邊環(huán)境的美化,另一方面可以發(fā)揮一個過渡的作用,讓水體植物可以從水面逐漸過渡到堤岸上,不會出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象。水體邊緣緊鄰岸邊,所以水深較淺,這就對水生植物的生存能力提出更高的要求,一般選擇淺水區(qū)域種植的植物,可以考慮水蔥、蘆葦?shù)戎参?,這類植物適應性相對較強,可以快速在水體邊緣的干濕水上扎根成長,同時這類植物生長時還會連成一片,遮擋水體附近的駁岸,達到一個良好的裝飾效果。另外,安排水體邊緣植物時,要注意水生植物靠近駁岸,所以還要考慮到美觀需求,滿足基本的生態(tài)治理需求的基礎上實現(xiàn)對景觀的修飾處理。要注意不能選擇深水種植的水生植物,主要是因為水體邊緣無法提供足夠的生長養(yǎng)分,深水植物會迅速干枯,為此要結(jié)合實際情況合理挑選,才能達到預計的生態(tài)治理效果,實現(xiàn)對河道的有效治理。

      3.3 岸邊的植物安排

      充分考慮到石岸、土岸、混凝土駁岸等情況,優(yōu)先選擇立體性較強的植物,借助植物美化河道岸邊的景觀,充分發(fā)揮植物自身優(yōu)勢,搭配合適的植物以彌補該項目石岸的不足,提升岸邊植物景觀變化的層次性,柔化河道岸邊景觀的線條。該項目安排岸邊植物時,優(yōu)先選擇美人蕉、再力花、西伯利亞鳶尾等植物,將挺水植物的根系設置在浮床上,保證挺水植物能夠發(fā)揮出自身凈水作用。岸邊帶植物的重要性及其受人為干擾的現(xiàn)狀促使人們開始重視對其的維護和修復。為了達到這一目標,需要分析岸邊帶植物與環(huán)境條件的相互作用關系,預測自然和人為影響下的岸邊帶植物動態(tài),以及對比不同人工調(diào)控模式和修復措施可能產(chǎn)生的效果。另外,河流橫向上,水流的干擾強度構(gòu)成了最明顯的環(huán)境梯度,從河流的基本徑流到岸邊高地,水流影響逐漸減弱,由此導致環(huán)境條件和生物群落在該方向上呈現(xiàn)明顯的變化趨勢;而岸邊帶植物在河流橫向上的種群組成也具有明顯差異,其典型物種從水流內(nèi)部適應水生環(huán)境的沉水植物到緊靠水邊生長的兩棲草本植物,再到更適應陸生環(huán)境的岸邊帶灌木、先鋒木本植物及演替后期的成熟林地,梯度變化明顯[4]。

      3.4 水生環(huán)境重建

      該項目重建水生環(huán)境時,按照內(nèi)容主要劃分為水下森林景觀設計、沉水植物構(gòu)建工程、濱岸帶景觀植物構(gòu)建工程、浮葉植物構(gòu)建工程、水生動物構(gòu)建工程、微孔曝氣系統(tǒng)、人工生態(tài)浮島、水質(zhì)調(diào)養(yǎng)及跟蹤監(jiān)測。

      3.4.1 水下森林景觀設計

      該項目實施水環(huán)境生態(tài)修復方案,全方位修復原有景觀和水環(huán)境,保證西寧南川河道能夠?qū)崿F(xiàn)岸清水綠、魚翔淺底、螺蝦繁衍的美麗生境。

      3.4.2 濱岸帶景觀植物景觀工程

      該項目在濱岸帶景觀植物景觀工程構(gòu)建時,在自然駁岸淺水區(qū)種植挺水植物,不僅能夠有效凈化水質(zhì),還能起到美化河道岸邊景觀的目的。

      3.4.3 濱岸帶景觀植物構(gòu)建工程

      挺水植物還能有效攔截岸邊的固體垃圾,能夠有效避免固體垃圾進入河道內(nèi)部污染附近水體,選擇的挺水植物主要包括:再力花、西伯利亞鳶尾、黃菖蒲、水生美人蕉。

      3.4.4 沉水植物構(gòu)建工程

      選擇沉水植物時,設計人員充分考慮到該項目所在區(qū)域的植物種類型,以及項目施工的季節(jié),根據(jù)河道水深合理配置沉水植物群落,以便達到構(gòu)件不同層次池底水下森林景觀的目的。該項目選擇根據(jù)施工季節(jié)、水深選擇的沉水植物品種主要為馬來眼子菜、改良耐寒苦草、小茨藻、輪葉黑藻等植物。

      3.4.5 浮葉植物構(gòu)建工程

      在自然駁岸淺水區(qū)種植浮水植物可以起到先鋒軍的作用,為沉水植物生長創(chuàng)造有力的條件,并且還可以攔截岸邊的固體垃圾,避免垃圾進入河道內(nèi)部。

      3.4.6 水生植物構(gòu)建工程

      該項目選擇水生動物時,要充分考慮到水生植物的物種配置結(jié)構(gòu),結(jié)合營養(yǎng)結(jié)構(gòu)與時空結(jié)構(gòu),科學合理設計水生動物的放養(yǎng)模式,主要包括:個體大小、種類、數(shù)量、生活習性、放養(yǎng)季節(jié)、放養(yǎng)順序、食性等[5]。

      3.4.7 微孔曝氣系統(tǒng)

      該項目設計的微孔曝氣系統(tǒng)采用曝氣機,不僅能夠提升水體的自凈能力,還能配合生態(tài)濕地使用,能夠有效提升濕地的水處理能力,配合組合生物填料使用,能夠形成接觸氧氣池,高效修復水體生態(tài)功能。

      4 結(jié)論

      河道生態(tài)治理工作開展過程中,要充分發(fā)揮水生植物對磷、氮等的吸收作用,和微生物的協(xié)同降解作用,有效抑制河道內(nèi)部的藻類,選擇最佳的岸邊植物和水體邊緣植物,嚴格控制水生植物的種植密度,提高水生植物安排的合理性,以期能夠提升河道生態(tài)的多樣性。

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