景觀水體生態凈化系統在海珠區兒童公園中的應用及研究

羅嘉歡　張麗杰

摘要：以景觀水體為研究對象，通過改造水下地形、地質改良，引入多種植物、魚類、底棲軟體動物及蝦等物種，在人工造流循環及管控下達成對景觀水體的生態凈化修復。試驗結果表明，系統達到穩定運行后，景觀水體中OODcr去除率達到91.2%；TN、TP及NH4-N去除率分別達到95.1%、88.2%和96.9%。

關鍵詞：景觀水體；生態凈化；去氮除磷 文章編號：1671-2641（2015）05-0003-49

中圖分類號：TU986 收稿日期：2015-08-05

城市景觀水體可以美化城市環境，具有承載水體循環、改善區域小氣候、有效調節城市生態環境和解決城市熱島效應的作用，實用生態價值較高，是現代城市建設的重要內容。

目前，《民用建筑節水設計標準》中明文規定景觀用水水源不得采用市政自來水及地下井水。然而，過去許多的公共綠地、公園等場地所設置的景觀用水水源大多數來自市政自來水，由于沒有考慮其運行成本，加上沒有配備相應的水處理循環及凈化系統，許多城市景觀水體藻類大量繁殖、水體變黑發臭，富營養化日趨嚴重，景觀功能盡失，嚴重影響周圍自然環境和居民生活環境。

如何有效利用城市水資源，更好地發揮城市園林的景觀效益和生態效益，實現城市的可持續發展，已經引起社會的高度關注。

本文通過海珠區兒童公園景觀水體生態凈化系統工程的建設，介紹人工節水型生態凈化系統設計的一些理念和基本設計程序，并通過該工程實例研究生態凈化系統的一些凈化能力特性。

1景觀水體現狀及存在問題分析

海珠區兒童公園一期工程人工湖水處理項目涉及的治理水域面積約780m²，平均水深大于0.6m。景區水體岸線示意圖見圖1。

為更充分地利用好周邊地理環境，設計出一個節水生態水體凈化處理方案，重點調查了水體富營養化的主要成因。

1.1水源條件的影響

該景觀水的水源主要為自然集雨水或附近的河涌水。雖然近年來政府加大了整治河涌的力度，但由于河涌受污染的時間長且污染物成份復雜，大多河涌水質指標還達不到景觀水質的要求。另外，廣州地處珠江流域下游，上游大量富營養物質積聚在此，造成河道水源中所含的氮（N）、磷（P）、碳（C）和鉀（K）等元素較高。

1.2面污染源的影響

景觀水體地勢較低，雨水的沖刷和澆灌水的滲透，將周邊植被中的N、P、K等營養物質、農藥以及樹葉、枯草等匯集到景區水體中，使水質進一步惡化。

1.3社區周邊環境活動的影響

相對于周邊整體開放的大環境（大量污水及中水匯入），景觀水體環境容量顯得較為弱小，水體自凈能力差。水中自然生物群落極少，生物多樣性差，不能建立完整的生產者、消費者、分解者三者健全的生態鏈系統以消除周邊環境活動持續帶來的污染源。

1.4景觀湖面及岸線特點

景區水域面狹長、水體流動性較差，出現死角的區域較多，各種污染物較易沉積在該處，成為湖中的一個內部污染源。

1.5藍綠藻入侵

水體富營養化時，藍綠藻繁殖速度極快，并消耗掉水體中大量的溶解氧，影響各種水生動植物的正常生長，嚴重時會造成水生動物缺氧死亡。

2景觀水體生態凈化系統設計

2.1水質生態凈化系統方案優化

為更好地了解景觀水體中污染物遷移轉化規律，利用水動力學一水質模型定性、定量預測分析水體的水動力學特征、全年水質變化趨勢，并以此為依據展開水質維護及水生生態系統構建工程設計，水動力學一水質耦合分析流程見圖2。

根據水動力學一水質模型模擬的水體流態情況、水質時間及空間分布情況和變化趨勢，兒童公園景觀湖水維護及水生生態系統構建工程，采用了“水下地形改造（清淤）+護坡堤岸改造+生態建設”的優化方案。

2.2項目生態修復技術路線

圖3是兒童公園景觀湖水水質生態工程技術路線。

表1是湖泊生態凈化系統構建方案具體措施及規模。

2.3入湖污染源整改措施

為有效控制湖區面污染、構建水邊生物多樣性的環境，在湖岸緩沖帶構建透水路面、淺草溝、雨水花園等，減少入湖的面源污染及外界因素對湖區的影響，恢復湖岸水生生態系統。

2.4生態凈化系統中物種的選取

水生植物的篩選原則為：對N、P及有機物去除率高、適于污染水體環境生長且種源來源方便。不同植物種類，對營養成分的吸收能力和水體凈化效果存在差異，且隨生長期而變化，因此要對水質進行充分分析，在不同水域合理選擇及搭配，充分發揮水生植物之間的協同性，達到生態凈化的目的。本項目環湖凈化帶植物群落配置見表2。

水生動物配置應充分考慮其活動的空間結構和采食對象，從而科學合理地設計其放養模式（重點考察種類、數量、雌雄比、個體大小、食性、生活習性、放養季節等），提高其生物凈化效果。項目中動物種類主要選擇鰱魚、鯉魚、鱖魚、羅非魚、蝦、螺螄及貝類等來延長食物鏈，完善生態系統，實現水體中營養向可食性動物蛋白轉化。

3景觀水體生態凈化技術對污染物的去除效果

為便于分析評價該方法對污染物去除的效果，分別在湖區4個不同部位取樣化驗，對總氮、總磷、氨氮及CODcr等指標進行了考察。

3.1對COD的去除效果

系統對COD指標的去除情況如圖4所示。由此可知，景觀水體經水生動植物生態系統凈化后，CODcr由原水的101mg/L降至8.92mg/L，去除率為91.2%，表現出較好的去除效果。

3.2對氮磷的去除效果分析

對氮磷的去除效果如圖5所示。從圖中可知，系統對TN、TP及NHd-N均有明顯的去除效果，TN由原水的5.69mg/L降至0.276mg/L，去除率為95.1%；TP由原水的0.322mg/L降至0.038mg/L，去除率為88.2%；NH4-N由原水的2.28mg/L降至0.071mg/L，去除率為96.9%。

4結果討論

景觀水體生態凈化系統對富營養化的水中各類污染物均有較好的去除效果，CODcr去除率達到91.12%；TN、TP及NH4-N去除率分別達到95.1%、88.2%和96.9%。

由微生物治理、水生植物凈化和生態系統重建等水質改善與水體修復技術構建起來的景觀水體生態自凈系統，是一種符合節能低碳的社會建設理念、能有效改善區域水環境質量和城市面貌的水質凈化技術。

景觀水體生態凈化系統對于污染負荷有一定的適用范圍，超過其承受能力時不僅會降低水處理效果，還會造成基質的堵塞。在實際應用中，有必要對污染負荷較高的污水進行預處理以減輕生態系統的處理負荷，延長系統使用壽命。

此外，溫度的降低也會影響生態凈化系統的水質凈化效率，因此該系統在冬季的處理能力有所降低。