王竹青

摘要：方兴湖作为塘西河水流入巢湖之前的蓄水库及水体净化库，起着净化包河区排放的污水及补充巢湖的水量的作用。2017前该湖体水质较差，主要指标氨氮、总磷、总氮、COD均出现不同程度的超标情况，水质为劣五类。湖边由于缺少水生植物，植物群落较为单一，景观效果有待提升。基于以上问题，2017年合肥环巢湖方兴湖水环境景观综合治理项目开工建设。本文就该项目的实施情况及经验进行分析探讨。

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.

关键词：方兴湖;水环境;景观;生态治理;对策

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

中图分类号：TV213.4                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）14-0046-03

0  引言

巢湖作为中国五大淡水湖之一，位于合肥市的南部。巢湖的优质生态环境吸引着居民的聚集居住，也迎来了各地游客，增长了区域经济，影响着周边的气候条件。但是巢湖周边剧增的居民也增加了巢湖水体净化的负担，维护好巢湖的水生态环境已然成为合肥人民关注的重点。

方兴湖作为塘西河水流入巢湖之前的蓄水库及水体净化库，承担着净化包河区排放的生活污水并维护着巢湖一部分补充水源。2017前该湖体水质较差，主要指标氨氮、总磷、总氮、COD均出现不同程度的超标情况，水质指标为劣五类;由于缺少水生植物，景观效果的较为单一。2015-2017年夏季均出现蓝藻大面积爆发。为解决以上问题，2017年10月合肥环巢湖方兴湖水环境景观综合治理项目开工建设。该项目由合肥包河区重点工程局负责实施管理，笔者作为业主项目负责人参与该工程实施。

1  方兴湖水环境景观综合治理项目实施前存在问题分析（2014-2016）

1.1 方兴湖水文分析（2014-2016年）

方興湖治理面积约852802.7平方米，目前湖水蓄水水深达3米左右，最深处8米多，总水量约为450万m3。方兴湖主要补水为上游塘西河河道水体径流和周边雨水径流，而上游塘西河水源主要水源为自然径流、再生水厂补水及城镇直排污水，经过汇流后流入方兴湖，最终排入巢湖。方兴湖与上游塘西河、下游巢湖均有水闸联结，均可以根据实际需要进行互换水体。

1.2 方兴湖水质监测数据及问题分析（2014-2016年）

2014-2016年方兴湖中心水体整体状况较好，但存在水体富营养化导致蓝藻、水绵泛滥的趋势，尤其是在方兴花园处等水体波动较小区域出现大面积的水绵、蓝藻等现象。在汛期及降雨时，受到雨水冲刷、侵蚀，水体周边的地表污染物通过直排及排水管道汇入方兴湖。湖体周边种植的植物由于季节性的枯萎未及时进行清理，将对水体造成一定的影响。

如表1是近三年塘西河流域各监测断面监测数据，塘西河流域水体水质较差，主要水质指标氨氮、总磷、总氮、COD均出现不同程度的超标情况。由于流域内分布各种污染源，不同监测断面的水体水质出现不同程度的波动。从方兴湖入湖口上游庐州大道断面监测数据可以看出，氮、磷及COD呈现上升趋势，尤其是TN、TP营养盐常年超目标值，长期的超量汇入不仅对方兴湖水体水质造成影响，同时这些未经治理的污染水体流入巢湖后将进一步加剧了巢湖蓝藻水华爆发程度。

2  方兴湖水环境景观综合治理项目建设目标

2.1 本项目的目标

通过生态修复手段来提高方兴湖水体水质，一方面方兴湖水质改善已成为巢湖环境整体治理中不可或缺的一环;另一方面通过改善水质将提高方兴湖公园环境的整体美观，为附近居民打造出一个美观整洁的休闲公园，丰富人民的精神生活，促进社会的和谐。

2.2 项目验收标准（摘自：该项目招标文件及合同）

该区域水质达到如下要求：

①水质主要指标：方兴湖主要水质指标达到国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类水质标准（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，水体透明度≥1.2m。

③水体无异味、无藻类聚集，无垃圾等漂浮物。

④水生态系统构建后，建设初期水域非硬化底质区域的沉水植被覆盖率达30%以上，后期运营维护期逐年提升，运营期满要求非硬化底质区域的沉水植被覆盖率达60%以上，四季都有绿色的沉水或浮水水生植物，形成优美的水下景观，完善水体生态系统的食物链，形成全面稳定的生态平衡，并建立后续生态平衡维护保养系统。

⑤本项目以原位生态修复技术为主，应充分考虑生态安全性，处理方案不得对本区域及下游造成二次污染，严禁使用化学药剂等化学手段。若由于投标人所使用的生物制剂导致发生的二次污染，承包人需无条件修复治理达到招标人质量验收指标。并处以20万元/次的罚款。

⑥施工期间对治理区域内的鱼类确有捕捞需要的必须和甲方协调，按照甲方要求有序捕捞，但不可以进行投药捕捞。

3  方兴湖水环境景观综合治理项目实施情况

本项目具体实施的三阶段划分为：

3.1 底泥原位生态修复阶段（2017年10月-11月）

投加生物复合酶制剂，提高底泥微生物活性，强化底泥水解酶对底泥有机污染物的分解。

3.2 以沉水植物为主导结合景观功能构建水生态系统阶段（2017年11月-2018年5月）

根据合肥当地气候环境及沉水植物的习性，针对不同水深情况结合景观效果使用适宜的水生植物种植在湖区范围，构建出“水生植物—水生动物—微生物”的共生体系，增强水体中营养物质的分解及氮、磷的吸附消除。

3.3 曝气增氧工程阶段（2018年5月-6月）

安装推流式曝气机与微纳米曝气增氧设备，提高水体氧化还原电位，削减耗氧性物质，增强水体的净化功能。

3.3.1 底泥原位生态修复阶段实施（2017年10月-11月）

根据水质、污染源、沉积污泥量按一定剂量投加生物制剂到水体中，对于入湖河流，根据流速在上游及沿线安装定点投加装置;对于湖区水体，根据水域面积安装定点投加装置或人工均匀喷洒入水体。在不同水质下对水体投加不同量的生物制剂，本次实施如下：

①生物清淤初期：生物制剂添加到水体中后，会将原先存在于水体中微生物活性呈几何数量级增长。由于微生物的分解作用，会使水底的污泥有机结合发生质变，形成底泥的松动，水质会暂时变浑变差。大约一个月后（如处低温季节会更久），水底的有机污泥更会变得松散，并产生大量的二氧化碳和甲烷气体。松散成丝状的污泥会随着气泡上浮，在水中逐步分解，部分成为后生动物和鱼类的食物。随着微生物活性的不断增强和湖底有机污泥的分解，部分有机污泥会转化为活性污泥，此时，水体的自净功能得到极大的增强，水体的透明度会得到提高，水质得到改善。

②水质净化中期：随着将生物制剂连续滴入水体，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）和降低腐败菌、杂菌的活性（负催化作用）。使好氧区的有机物分解菌、硝化菌、硫酸化菌、脱氮菌等活性提高，促进有机物的完全分解，氨向硝酸根离子的转变。硫化氢向硫酸离子的转变，因而使好氧区的浊度降低。

③原位生态修复稳定期：水底有机污泥大部分得到分解，并形成活性污泥，此时需根据外界持续输入的污染源（暴雨等极端天气，或者污染物突然排放）来调整复合酶的配方、稀释倍数、投加量来控制污染物分解能力，使二者形成动态平衡。于此同时，投加微生物净水剂，构建含有有益微生物的底质处理系统，也沉水植物群落的提供良好的生长环境，从而达到修复生态的目的，并使水质得以维护并保持长期良好状态。

3.3.2 以沉水植物为主导结合景观功能构建水生态系统实施（2017年11月-2018年5月）

①生态景观植物群落的选择原则。本项目采用以合肥乡土物种为主的植物品种进行湖滨植物群落的重建，方兴湖的滨水生态植物带包括3级：1）近岸区域的湿地植物带;2）浅水区域的挺水、浮叶植物带;3）浅水及深水区域的沉水植物带。水体的深度是方兴湖水生植被分布的决定性因素。从方兴湖的岸边逐步向湖心延伸，一般随着水深的逐渐加深，植物带由湿地、挺水植物带逐步过渡到浮叶植物带，再过渡至沉水植物带。

依据项目前期方兴湖的测绘出的水文数据，我们在根据方兴湖水深梯度并参考当地的原生水生植物长势及景观效果确定相应的优势水生植被类型。

方兴湖的水生植物的选择依照以下原则：1）适地性：引种物种以本地及周边本土水生品种为主。2）生态高效性：引种物种占据植物分布高比例的生态位，对于改善生态功能发挥决定性作用，具有高效的净化水质的作用。3）景观提升性：引种物种应满足景观效果的多样性要求，不仅具有净化水质能力，更要有良好的景观观赏价值。在临近岸边可观赏区的沉水植被的配置上，应做到暖水性和冷水性植被共存，冬季见绿效果。4）多样性、协调性：多样性具体表现为生物品种的多样性、生物环境多样性、生态功能多样性。协调性表现为各引种物种的数量比例、空间结构应满足多样性及协调性要求，共同构建稳定的生态系统。5）养护可实施性：引种水草种类应生长速度比较慢，不容易形成疯长，减少每年的收割次数。其中沉水植物品种，成熟期高度应比较矮，不宜超出水面标高，减少日常的养护难度;近岸布置的沉水植物宜选用矮生苦草生成水下草坪，提升景观效果。

②实施种植的植物品种：1）挺水植物：荷花、再力花、千屈菜、黄菖蒲、香蒲、水葱、梭鱼草、花叶芦苇、旱伞草、德国鸢尾。2）浮水植物：睡莲、荇菜、香菇草。其中常绿水生植物为黄花鸢尾、常绿鸢尾、千屈菜、大聚草等。3）沉水植物：轮叶黑藻、刺苦草、矮生耐寒苦草、马来眼子菜、金鱼藻、菹草、大茨藻、穗花狐尾藻。

③生态浮岛设置：水生植物通过与纳污生态浮岛相结合，将最大效果的发挥水生植物对水体水质的净化能力。纳污生态浮岛生长的水生美人蕉、铜钱草等植物的根系在水中交织成表面积较大且浓密的植物根系网，不仅能吸附水体中大量的悬浮物，并且逐渐在植物根系网表面及网内形成生物膜以供微生物生活，而微生物通过吞噬及代谢将水中的有机污染物转成为无机物，又能提供生长植物所需要的营养物质，促进植物的光合作用及浮岛植物的生长。最后养护人员进行收割浮岛植物、捕获浮岛内生活的鱼虾以减少水中营养盐;此外，浮岛漂浮于水面上，遮挡了阳光，抑制蓝藻的光合作用，减少蓝藻、水绵等浮游植物数量，防止“水华”发生以提高水体的透明度。同时浮岛上的植物群落可供鸟类栖息空间，下部植物根系网络形成鱼类和水生昆虫共生环境，构建微生物—植物—动物共存的系统。

生态浮床不仅具备净化水质、提升景观效果还具备提供水生生物栖息生活空间等多种功能。在实际施工时还具备以下优点：1）浮岛浮体面积及形状可根据水体的面积等因素进行调整，并且易制作和拖运;2）教固定性人工湿地，浮岛内植物品种具有更换方便性，可根据气候及时间进行更换;3）管理便捷性，不需要进行日常养护，仅进行定期清理，缩减了人工和设备的投资，降低了建成后的养护费用，性价比较高。（图2）

④水生态系统结构持续调整。待沉水植被净化系统构建完毕后，从生态位和食物链的角度，投放对生态系统不会造成破坏的新型优质湖泊水生动物。包括肉食性鱼类、滤食性鱼类、杂食性鱼类、螺类、贝类、虾类等。

3.3.3 曝气增氧工程阶段（2018年5-6月）

①微纳米曝气增氧机。构建曝气增氧系统是生物—生态水体修复技术中重要的环节，水体中大量的溶解氧是微生物繁殖、挂靠、激活的基本生存条件。增加溶解氧含量，可以使水中微生物断开的生物链得到有效的修复，然后依据水质情况逐步形成更加完善的、稳定的生态系统。实施安装水体曝气增氧系统，主要是为了增强水体水质净化的保障能力，前期提高水生态系统构建效率，后期作为水质应急保障系统，在突发性污染发生时连续运行。本项目预采用推流式增氧机台、微纳米曝气机台运用于方兴湖内。常规的曝气器产生的毫米、厘米级气泡能上升到水面，对水体的生态结构有一定的破坏。本次实施的微纳米曝气装置产生的气泡体积教小，微纳米气泡在上升的过程中溶解到周围的水体中，能够提高好氧微生物的生化效率。

②推流式曝气增氧机。推流式增氧机由潜水泵、浮体、水射器、喷嘴、导流筒和定位支架组成，兼具推流和造流的功能。其对下层水的增氧能力比叶轮式增氧机强，强大的推动力可使水体短期内溶解氧迅速增加，形成富氧活水流，同时改善微生态环境，强化水体自净能力，使水质短期内明显改善。该型增氧机设置了导流室和混合室，空气中氧的转化率可达30%以上。

通过该系统复氧和去层化的作用提高水体溶解氧含量，打破水体底部的厌氧环境，降解水体中的有机物和氮、磷等营养盐含量，同时可消除水中的超饱和的有害气体，例如：氨氮、沼气、硫化氢等气体。该系统的建立还能抑制底泥营养盐的释放，改良水质环境，消减转化酶、氨基酸及抗生素，降低水生动物患病的可能性。结合水生植物对方兴湖中的氮、磷等营养物质消化吸收，能够长期有效的改善水质水体，最终使方兴湖构建成健康的、长效的生态系统。

4  项目完工分析

方兴湖项目于2018年6月份完成全部施工内容。施工完成后对水体水质进行观测及检测。根据相关的检测数据表明，采用生态手段建立生态系统后，水体净化能力得到进一步的提升。湖中心的水质指标BOD、氨氮，总氮、总磷、COD等相关指标对比上游塘西河有明显提高，部分区域已经达到合同要求。多层次、多阳性的水生植物的体系建立也进一步提升了方兴湖整体的景观效果。该项目的实施对于合肥市的水环境问题治理给出了相应的经验，提供了景观改造与生态体系同设计、同施工、同运营的思路。（图3、图4）

参考文献：

[1]叶林，周光华，刘建平.汤河生态治理工程浅析[J].河南水利与南水北调，2017（03）.

[2]张秀娟.高都河生态治理工程設计与施工探析[J].山东水利，2017（06）.

[3]王云华，杨云.抚仙湖湖滨带生态治理工程的探讨[J].玉溪师范学院学报，2006（06）.