生態恢復工程技術在福州白馬支河的應用與探索

[摘要] 在城市內河生態恢復治理研究過程中，嘗試采用璃因瑪遜生態浮島凈化系統技術，探索生態恢復工程技術在福州城市內河中的應用，該文通過過程跟蹤與分析，研究探討該技術在內河恢復治理過程中的適宜性與局限性，并針對該項目提出了進一步強化效果與完善體系的建議。

[關鍵詞] 生態恢復工程技術 內河治理 福州白馬支河

1 前言

璃因瑪遜生態工程技術是根據工程學和生態學原理，按照河流的特征，采用生態浮島凈化系統技術，進行保護與修復河道的一項生態工程技術。福州白馬支河段試點工程是加拿大亞奇公司利用該技術在福州內河的一項生態修復工程案例，是福州內河水環境修復與保護的一次有益嘗試。目前我國還有相當部分的舊城區沒有下水管網，在近期無法完善管網的情況下，為如何利用現有河道與水域進行水體恢復，改善城市水域環境質量提供了新思路；其次對于生態修復水體技術從感性到理性有了一個實際認識，對于今后福州甚至國內進行水體生態保護與修復的進一步發展起到借鑒作用。同時，通過該項目的實際運行跟蹤，結合其應用理論研究的探索，針對目前實際工程中影響水體生態恢復效果的主要因素進行了探討，提出了進一步強化恢復水體生態效果的幾點建議。

2 基本情況

白馬支河是福州42條內河中的一條斷頭河，位于福州市西二環路上海新村附近，全長547米，寬4-8米，深約1.5-4米，周邊人口約1.6萬人，匯水面積40公頃左右。該河無潔凈源頭水，穿梭于居民區內，河岸距周邊居民樓最近處不到5米，最遠距離不過20米，地理位置環境比較敏感，每日接納約5000噸未經處理的生活污水，污水主要包括居民生活污水、餐飲業污水等。本項目水體生態修復治理技術主要由兩部分組成，一是在河道設置人工浮島，水生植物利用浮島作為固定床體，在生長的同時恢復水體生態從而凈化河水，據介紹目前生態浮島上栽培的植物有近40種，有沙草、蒙草、三白草，也有福州市常見的水竹、美人蕉、馬齒莧等；二是在河道布置曝氣機，通過對河水進行機械曝氣充氧，提高水體溶解氧，以促進河水生物菌群的生長與有機污染物的降解，從而達到水體生態恢復、河水凈化的功效。

目前該項目自試運行開始，已經兩年有余，從實際運行情況看，內河水體質量顯示出比較好的恢復程度，有機物降解明顯，生物總量有所恢復，沿岸環境空氣質量明顯好轉，基本改變了以往河水發黑、發臭的現象，但從部分水質參數監測數據上看，與預期效果還有一定差距。

3 應用分析

3.1 原理分析

從理論上看，該項目應該屬于一項生態恢復系統工程技術，該技術采取了水生植物塘的一些基本原理，即利用有效的一種或幾種水生植物栽植于池塘，污水在其中停留較長的時間（相對于常規污水處理工藝而言），通過多種機理，包括同化和貯存污染物，向根區輸送養分和為微生物提供活的載體等，使污水得到有效的凈化，這是國外發達國家在上世紀70年代起發展起來的一項污水自然處理新技術。其次，該技術還利用了常規好養塘工藝的一些基本原理，即對水體的充氧，培養適宜好氧菌，通過細菌膠團對營養物的生物降解、合成以及礦化等形式對污水的凈化方式；第三，該技術還利用了生物化學作用，即通過植物的光合作用、呼吸作用等，在滿足生物的生長條件的同時，完成對有機物的合成與分解，進而實現污染物降解，達到污水的自然凈化作用；第四，該技術還應用了生物循環食物鏈的作用，通過放養或其他方式生長的高等動物，逐級消耗營養及有機物，最終起到消減有機污染物、達到污水凈化的目的。

3.2 應用分析

水體的生態防護與修復一直以來都是世界各國重點研究與發展的課題，發達國家自上個世紀70年代開始已經建成數千項生態水體防護與修復項目。一般來說，河流生態防護與修復系統包括水體防護修復、河道及岸坡的保護與修復、水生生物的保護與修復及底泥的修復與氧化技術等幾個部分。從目前國外應用分析看，發達國家對河流的背景保護比較好，如水體背景水質較好，生物量與多樣性比較好，河道自然性及沿岸保護帶等都保持較好，所以應用生態防護與修復效果相對比較明顯，可持續性與穩定性都有不錯的表現。

該方法作為河道水體保護與修復工程技術應該說是一項比較適宜的系統組合技術，無須投加化學藥劑，能耗不高，利用自然，貼近自然。但是從實際應用中的表現，還是有一定的適用局限性，尤其應用在福州白馬支河，在一些方面尚無法達到比較完善的境界。

3.2.1 底泥問題：白馬支河是一條半封閉內河，也就是俗語說的斷頭河，該河段沒有新鮮水補充，只有降雨期間地表徑流不定期匯入，長期以來，底泥的污染富集程度比較嚴重，而底泥是污染物聚集的集中體，可以說底泥是一項最大的隱藏污染源，從目前看底泥的生態修復還無法有效解決，因此，河道水體的修復從根本上還需要深層次考量。

3.2.2 污染負荷問題：一般的生態修復技術，污染負荷都不高，這是生物生長環境的要求，同時也是自然凈化技術的一個局限性。考慮到白馬支河，基本上可以說進入河體的都是污水，雖然該項目運用了機械充氧，人為增加了水體補充氧，但是還遠未達到河體凈化要求的程度，而且從目前的現狀看也很難達到，主要原因是水深與底泥以及河道整體不規則形狀的限制。

3.2.3 物理結構因素：福州白馬支河五百多米長，沿程高差、河寬、岸坡等均有較大差異，這是河道的自然構造，但同時也對該技術從理論設計轉化工程實踐產生局限。浮島水生植物鏈畢竟設置在表面層，河道的物理結構也決定了機械曝氣只能在淺層增氧，這就決定了底層仍然大部分處于厭氧狀態；其次，河道的天然構造也意味著更多的死角與盲區，這是天然河道與水處理構筑物的最大差別，自然構造的不規則性也決定了該項目實際工程與理論設計的差距。

4 討論與建議

河道與水體的地域差異性，決定了生態防護與修復技術在不同地區應用，難以有明確的可比性。相對比較成功的有廣州匯景新城、珠海華發新城、揚州海德公園等地的區域水環境生態恢復保護案例。從這些比較成功的案例看，應該說生態環境的保護與修復，早期規劃與污染預防還是必須優先考慮，畢竟生態修復與生態（生物）治理有著本質的差異。生態修復技術作為水體保護和可持續發展的一種補充手段應該比較適宜。

生態系統修復是一項長期的生物成長、生態平衡過程，通過近幾年的實際應用，白馬支河的水環境質量相比較已經有了比較大的改善，說明生態修復已經取得了初步效果；當然系統完全恢復內循環生態自凈過程的功效可能需要相當長時期。但就目前而言，加強控制參數的監測跟蹤，考核系統參數量化水平能力，從而為該技術下一階段在福州內河治理過程中進一步適應與發展提供有效的技術保障，建議如下：

4.1 對該河道進出水水質、水量實行長期跟蹤監測、分析，從而考核項目穩定處理效果和適宜處理負荷。

4.2 定期監測溶解氧、底棲生物、水體浮游生物、水生植物的生長變化，考核季節水質恢復的條件與程度。

4.3 加強監測不同間距與季節的臭氣濃度，合理規劃區域衛生防護距離。

4.4 加強監測底泥基質與容積，考核污泥的富集與降解程度，從而制定清淤的頻率。

4.5 結合城市景觀功能建設，合理規劃整體河段修復措施，強化生態人居環境中的水系統建設。

參考文獻

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