城市人工湖生态治理

2017-03-15 08:06:27 9

  人工湖作为城市滨水空间的重要组成部分,具有调节小气候、净化水质、维持生物多样性等生态功能;此外,作为城市区域内开放空间,可为城市提供更为舒适、稳定可持续的发展条件,亦可为民众提供了良好的游憩场所[1]。然而,一般城市人工湖泊面积较小(多数在10hm2 以下),生态系统极为脆弱,容易产生营养盐蓄积,湖区极易爆发藻类水华[2]。国外河湖生态修复相对较早,取得相对较为成熟的成果和工程经验[3-7]。国内对湖泊的生态修复主要针对太湖、滇池等大型湖泊,对城市小型湖泊尤其是城市人工湖泊的修复技术的研究仍处于起步阶段;长期以来,人工湖泊建设往往侧重于防洪、排涝、灌溉等为人类直接服务的功能,护岸材料硬质化、生境条件差等现象比较普遍[8-11]。运用水生生物食物链的数量金字塔和能量金字塔原理,人为建立各个营养环节,实现水体营养物质间的有效转移,从而净化水质的研究目前还相对较少。

  为建设“美丽成都”成都市2012年启动了“六湖八湿地”规划:新建大型湖泊湿地、造亲水宜人的大都市湿地生态景观。锦城湖位于成都市高新区境内,是成都市环城生态区“六湖八湿地”的重要组成部分,生态治理以锦城湖原有湖泊(1号湖)为基础,新开挖3个人工湖(2号、3号、4号湖),湖区总水面66.8hm2,平均水深2m,为成都地区最大的人工湖。本研究以成都锦城湖2号湖生态修复为例进行生态建设及运行研究,并对锦城湖2号湖生态治理成效进行科学评价,旨在研究适合城市人工湖生态修复的组合技术及运行管理注意事项,以期为城市人工湖泊生态治理提供技术指导。

  1 材料和方法

  1.1 锦城湖2号湖概况

  锦城湖新建设3个湖中,2号湖湖区水域面积最大,面积为21.54hm2,平均水深为2m,最大水深5m(见图1)。2号湖为整个水系的前置库,承载着入湖水源的预处理功能(初期蓄水及后期补水,外河引入2号湖,再依次流入3号湖、4号湖和1号湖),因此,采取科学的生态治理手段提升2号湖净化能力尤为重要。2013年3月开始进行生态工程建设,2013年5月底完成蓄水,进入水生态系统的维护与调控阶段。

  1.2 生态修复方法

  锦城湖生态修复的主要目标就是改善湖区的水质,在进水水源水质达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类的前提下,出水水质至少提高一个等级;透明度≥1.2m;叶绿素a≤15μg/L。

  生态系统构建包括2个处理单元,即引水渠道临时处理单元(由于肖家河具有防洪功能,本临时处理单元仅在初次大量补水时使用)和入湖后的湖区水处理单元。其中引水渠道采用微生物附着基措施;湖区水处理单元利用水生生物食物链的数量金字塔和能量金字塔模型,人为建立各个营养环节,实现水体营养物质间的有效转移,建立沉水植物群落、底栖动物群落、鱼类群落、微生物附着基、生态护岸等措施,锦城湖2号湖生态修复总体技术路线见图2。

  应急处理措施主要针对2号湖遇到突发性水污染时实施,具体包括:泼洒芽孢杆菌、光合细菌以及酵母菌等微生物净水剂,以降解水体中的有机污染负荷,调节水色。微生物修复具有见效快、效果好等优点,但由于其对水生态系统的影响不可预知,在本研究中仅作为应急处理措施。锦城湖2号湖各项生态处理技术措施(见图3)。具体参见污水技术资料更多相关技术文档。

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