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水生植物净化功能在河道生态治理中的应用

2021-01-28张轩溢

科技视界 2020年22期
关键词:沉水植物边缘净化

张轩溢

0 引言

河道生态环境质量与人们生活环境息息相关。因此,治理河道生态环境过程中,要根据植物的抗性和性状等选择最佳的植物类型,考虑到植株的富集、吸收、过滤、沉降、吸附等特性,以期能够最大程度上减少藻类等对水体的污染,营造良好的河道生态环境。

1 项目概况

该项目为西宁南川河,总投资为1200 万元,位于西宁市城中区修水桥-解放区渡槽,该项目计划工期为272 天,包含项目勘察设计工期,后期维护期为2 年。与其他河道不同,南宁南川河位于海拔2300 米以上,存在昼夜温差较大的特点,要优先选择耐寒的水生植物,提升河道生态治理水平。

2 水生植物种类与净化水质机理

能在水中生长的植物,统称为水生植物。水生植物叶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,保证光合作用的进行。以下就水生植物种类与净化水质机理进行分析。

2.1 水生植物的种类

选择水生植物时,应该先了解水生植物的种类。首先,按照生活习惯划分,水生植物可以划分为沉水植物、湿生植物、浮叶植物、挺水植物、漂浮植物五种类型,其中沉水植物与挺水植物的区别主要为茎叶是否生长在水面上,湿生植物主要是指在较为湿润环境生长的植物,比如:水柳和芦苇等。其次,按照水体净化效果划分,水生植物可以分为:蕨类植物、被子植物、苔藓植物、裸子植物四种类型,被子植物主要是指生命力较强的植物,生产过程中并不会受到外界因素影响,蕨类植物主要是指径、根、叶全部具备的水生植物。最后,按照植物的外在生长情况进行划分,水生植物可以分别为:乔木植物、草本植物、藤蔓植物、灌木植物四种类型,草本水生植物具有生长周期较短的特点,乔木和灌木植物具有一定的枝干[1]。

2.2 水生植物的净化水质机理

水生植物的净化水质机理主要分为以下几点:首先,植物的抗性。水生植物的根茎叶结构较为密集,能够有效提高植物的抗污染能力,有效改善河道水体;其次,水生植物的富集和吸收。水生植物根系较为发达,生长过程中会吸收水中的物质,将其应用于富营养水中,能够起到一定的净化效果;再次,净化糖的过滤、吸附和沉降。河道内部水生植物生长速度较快,具有根系较为发达的特点,生长过程中与河道水体接触面积护不断扩大,并且在与水体接触过程中,会在水面形成过滤层,过滤层能够有效过滤水中的悬浮颗粒物质,起到改善水体环境质量的目的;最后,竞争抑制浮游藻类。水生植物生长过程中会与藻类竞争,并且还会分泌出抑制藻类生长的物质,起到破坏藻类生理代谢的作用,最终致使河道内部藻类大面积死亡,最大程度上减少藻类产生毒素对水体的污染,改善水体富营养的情况,真正实现共生菌与沉水植物共同生长[2]。

3 水生植物在河道生态治理中的应用

3.1 水生植物的选用

该项目开展河道生态治理工作期间,严格按照以沉水植物为主导、浮水和挺水植物为辅的水生植物群落结构,选择的挺水植物主要包括:香蒲、芦苇、菰、灯心草、水葱等植物,挺水植物布置在水深0~0.5 m 范围内;浮水植物主要包括睡莲、荇菜、萍蓬草等,浮水植物布置在水沉0.5~1 m 深的范围内;沉水植物主要包括:菹草、苦草、马来眼子莱、伊乐藻、黑藻、狐尾藻、篦齿眼子菜、金鱼藻等,沉水植物布置在0.5~2 m 深的范围内,选择沉水植物时,严格按照施工季节、当地土著物种优化进行选择,并根据不同水沉配置不同的沉水植物群落,以达到在河道底部构建不同层次水下森林及景观的目的。另外,水生植物种植时,要求水深要始终控制在0~2 m 之内,并且要求水生植物与浅水区范围接近,该项目实际种植水生植物过程中,为了避免水生植物出现疯长情况,采用砌筑种植槽的方式,以达到约束水生植物种植面积的目的。

3.2 水体边缘的植物安排

该项目安排水体边缘植物时,要以水体边缘作为植物安排的分界线,就要达到美化环境的效果,还要保证植物能够起到保护河岸边的目的,要求植物能够从水面过渡到堤岸,该项目在水体边缘位置种植的植物主要为挺水植物和浮水植物,主要包括水葱、芦苇等水生植物,这些植物具有环境适应能力较强的特点,不仅能够有效避免岸边垃圾进入至河道内部,还能提升河道岸边的景观效果[3]。

在河道生态治理过程中,水体边缘也要合理种植水生植物,水体边缘处堤岸和水面的分界线,地理位置相对更为特殊,要结合实际情况安排适合的植物,一方面可以实现对岸边环境的美化,另一方面可以发挥一个过渡的作用,让水体植物可以从水面逐渐过渡到堤岸上,不会出现中断的现象。水体边缘紧邻岸边,所以水深较浅,这就对水生植物的生存能力提出更高的要求,一般选择浅水区域种植的植物,可以考虑水葱、芦苇等植物,这类植物适应性相对较强,可以快速在水体边缘的干湿水上扎根成长,同时这类植物生长时还会连成一片,遮挡水体附近的驳岸,达到一个良好的装饰效果。另外,安排水体边缘植物时,要注意水生植物靠近驳岸,所以还要考虑到美观需求,满足基本的生态治理需求的基础上实现对景观的修饰处理。要注意不能选择深水种植的水生植物,主要是因为水体边缘无法提供足够的生长养分,深水植物会迅速干枯,为此要结合实际情况合理挑选,才能达到预计的生态治理效果,实现对河道的有效治理。

3.3 岸边的植物安排

充分考虑到石岸、土岸、混凝土驳岸等情况,优先选择立体性较强的植物,借助植物美化河道岸边的景观,充分发挥植物自身优势,搭配合适的植物以弥补该项目石岸的不足,提升岸边植物景观变化的层次性,柔化河道岸边景观的线条。该项目安排岸边植物时,优先选择美人蕉、再力花、西伯利亚鸢尾等植物,将挺水植物的根系设置在浮床上,保证挺水植物能够发挥出自身净水作用。岸边带植物的重要性及其受人为干扰的现状促使人们开始重视对其的维护和修复。为了达到这一目标,需要分析岸边带植物与环境条件的相互作用关系,预测自然和人为影响下的岸边带植物动态,以及对比不同人工调控模式和修复措施可能产生的效果。另外,河流横向上,水流的干扰强度构成了最明显的环境梯度,从河流的基本径流到岸边高地,水流影响逐渐减弱,由此导致环境条件和生物群落在该方向上呈现明显的变化趋势;而岸边带植物在河流横向上的种群组成也具有明显差异,其典型物种从水流内部适应水生环境的沉水植物到紧靠水边生长的两栖草本植物,再到更适应陆生环境的岸边带灌木、先锋木本植物及演替后期的成熟林地,梯度变化明显[4]。

3.4 水生环境重建

该项目重建水生环境时,按照内容主要划分为水下森林景观设计、沉水植物构建工程、滨岸带景观植物构建工程、浮叶植物构建工程、水生动物构建工程、微孔曝气系统、人工生态浮岛、水质调养及跟踪监测。

3.4.1 水下森林景观设计

该项目实施水环境生态修复方案,全方位修复原有景观和水环境,保证西宁南川河道能够实现岸清水绿、鱼翔浅底、螺虾繁衍的美丽生境。

3.4.2 滨岸带景观植物景观工程

该项目在滨岸带景观植物景观工程构建时,在自然驳岸浅水区种植挺水植物,不仅能够有效净化水质,还能起到美化河道岸边景观的目的。

3.4.3 滨岸带景观植物构建工程

挺水植物还能有效拦截岸边的固体垃圾,能够有效避免固体垃圾进入河道内部污染附近水体,选择的挺水植物主要包括:再力花、西伯利亚鸢尾、黄菖蒲、水生美人蕉。

3.4.4 沉水植物构建工程

选择沉水植物时,设计人员充分考虑到该项目所在区域的植物种类型,以及项目施工的季节,根据河道水深合理配置沉水植物群落,以便达到构件不同层次池底水下森林景观的目的。该项目选择根据施工季节、水深选择的沉水植物品种主要为马来眼子菜、改良耐寒苦草、小茨藻、轮叶黑藻等植物。

3.4.5 浮叶植物构建工程

在自然驳岸浅水区种植浮水植物可以起到先锋军的作用,为沉水植物生长创造有力的条件,并且还可以拦截岸边的固体垃圾,避免垃圾进入河道内部。

3.4.6 水生植物构建工程

该项目选择水生动物时,要充分考虑到水生植物的物种配置结构,结合营养结构与时空结构,科学合理设计水生动物的放养模式,主要包括:个体大小、种类、数量、生活习性、放养季节、放养顺序、食性等[5]。

3.4.7 微孔曝气系统

该项目设计的微孔曝气系统采用曝气机,不仅能够提升水体的自净能力,还能配合生态湿地使用,能够有效提升湿地的水处理能力,配合组合生物填料使用,能够形成接触氧气池,高效修复水体生态功能。

4 结论

河道生态治理工作开展过程中,要充分发挥水生植物对磷、氮等的吸收作用,和微生物的协同降解作用,有效抑制河道内部的藻类,选择最佳的岸边植物和水体边缘植物,严格控制水生植物的种植密度,提高水生植物安排的合理性,以期能够提升河道生态的多样性。

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