低密度住宅區人工景觀水體的水污染治理及生態修復

萬斌 陳龍 童莉 郭艷敏 向光明

摘要：對佛山市順德區某低密度住宅區人工河道的補水水源采用人工濕地凈化處理，并結合水生態系統構建實施了原位生態修復，以保證河道水體水質及生態景觀功能。工程運行結果表明：該組合工藝對該低密度住宅區中的人工河道水體保持及生態修復具有良好的處理效果，水質達到或優于地表水IV類，符合一般娛樂用水要求;且該組合工藝充分融合生態理念，投資、運行成本低廉。

關鍵詞：住宅區;人工景觀水體;人工濕地;生態修復

中圖分類號：X524

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）2-0044-02

1 引言

隨著社會的進步和城市的快速發展，以及十八大以來我國提出來生態文明建設，房地產開發商越來越注重小區配套的生態建設，這種低密度住宅區的景觀水體應運而生。景觀水體大多屬于完全封閉性的非自然水體，水域面積小、水體流動性差、水環境容量小、自凈能力低下、露天水體污染因素眾多，很容易發生水質惡化。而水景觀的順利運行需要有穩定的補水水源供給口[1，2]。目前，景觀水體的補水水源一般采用外湖泊（河流）和雨水。由于近年來外湖泊（河流）受污染狀況嚴重，而初期雨水污染負荷又較大，以其直接作為景觀補水水源極易造成景觀水體富營養化，導致水華[3]。因此，急需一種景觀水體污染治理及生態修復的方法，以保證住宅小區內景觀水體的清潔、無污染。本工程根據廣東省順德區某低密度住宅區景觀水體的水質改善及水景工程，并結合補水水源的水質特點，設計通過人工濕地和生態修復，完成補水水源景觀及景觀水體的原位治理，使水質達到或優于地表水IV類，以滿足景觀用水的要求。

2工程概況

廣東省佛山市順德區某低密度住宅區按照生態環保型人居小區理念實施建造，同時在小區內人為開挖貫穿全區的河道并形成1.4萬m2景觀水面，以滿足人住小區居民的親水、戀水情懷。小區污水截流人城市污水管網，小區屋面雨水徑流截流人城市雨水管網，避免對景觀水體的污染。小區景觀水體水量除由降雨補給外主要取自桂畔海（河），桂畔海（河）水質超過《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）V類水質，即所謂劣V類地表水，主要超標物為NH3 -N，而且N、P含量較高，有發生藍藻水華的條件和可能[4]。要求處理后住宅區河道水體水質達到《地表水環境質量標準》Ⅳ類標準，滿足住宅小區景觀用水需求。

3 工藝設計

3.1 工藝流程

就近從桂畔海（河）取水作為小區景觀河道補充水，由于當地氣候適宜，桂畔海（河）原水污染負荷不高，人工濕地投資少、運行費用低、污水凈化效率高效。因此，適宜采用人工濕地對來自桂畔海（河）的補充水進行循環凈化處理。同時進一步通過建立水生植物群落和水生動物為骨架的河道水體生態系統，發揮水生態系統凈化水體的功能，實現河道污染水體的原位凈化;并通過植物的合理搭配及河道兩岸的景點配置，形成河道兩岸的水鄉風景和河中的“水下森林”景觀。工藝流程具體如圖1所示。

3.2 處理系統

3.2.1 人工濕地處理系統

（1）提升泵。分別設置補充水泵及循環水泵。補充水泵主要功能是從小區旁的桂畔海河道提水至人工濕地，泵揚程7m，泵流量30 m3/h，功率1.5 kW;河道水位下降，需補水時開啟，開機率50%左右。循環水泵房主要功能從小區河道提水至人工濕地，泵參數與補充水泵一致;提水泵站的開啟運行根據小區河道水質水位情況和人工濕地運行情況而定，開機率30%左右。

（2）人工濕地。利用人工濕地去除桂畔海（河）來水中的N、P、藻類等污染物，實現對住宅小區景觀河道補水水源的初級凈化。占地面積為534 m²，水力負荷1.3m3/（m²2·d），濕地床深0.9 m。采用磚砌結構，底部作防滲處理（防滲系數<0.25 mm/h）。濕地床上種植以景觀為主的紫莎草、傘草、千屈菜、再力花及水生美人蕉等。

3.2.2 河道水生態系統構建

（1）水生植物群落。構建以沉水植物恢復為核心的健康水生態系統，利用水生態系統功能原位凈化水質，控制藻類生長，提升水體透明度與景觀。水生植物群落種植面積11300 m²，占總水域面積80%，其中沉水植物占60%，挺水植物占15%，浮葉植物占5%，形成挺水、浮葉和沉水植物層次明顯的景觀。沉水植物主要包含黑藻、金魚藻、苦草、茨藻、眼子菜、蕢草、水篩、水蘭、水盾草等，在水深0.5 m以上水域片狀種植。濕生與挺水植物主要包含荷花、美人蕉、鳶尾菖蒲、海芋、千屈菜、水蔥、傘草、紙莎草、梭魚草、再力花、花葉蘆竹、慈菇、蝴蝶花等。其中荷花600 m²，分成10多處圈種在水深0.5～0.8 m水域;千屈菜、菖蒲、海芋等挺水植物則數叢或成片分散種植在河道兩岸淺水處。浮葉品種主要包含睡蓮、金銀蓮花、萍蓬蓮等，塊狀或片分布。

（2）水生動物群落。選擇放養的魚類（鰱、鳙、鯽、鲴、紅鯽鳑等）、螺類（銅銹環紋螺、田螺等）和蚌類是攝食藻類、有機碎屑、腐植質的動物，能凈化水質，增加水體生物多樣性，構建食物網。放養鰱、鳙、鯽、鲴、錦鯉、紅鯽鳑等，放養規格10～50 g/尾，放養數量250 kg，其中鰱、鳙占10%，其它占90%。放養螺、蚌、蜆、蛙共約800 kg。

（3）水體曝氣充氧。在小區中南部河道較寬闊但流動性較差水域安裝兩臺浮式OBAO - 2008C型提水式曝氣機，單臺功率1.1 kW，主要用于水體充氧及增加景觀。曝氣機主要依據水質狀況開關，開機率20%左右。

4 運行效果及效益分析

4.1 運行效果

本工程建成后，經過30 d的調試運行及一年的維護運行，各設計單元及系統均能滿足設計要求，整個系統運行良好、穩定高效。在維護運行期間，分別在6月和12月進行連續取樣7d監測。結果表明：人工濕地出水水質穩定，對水體中COD、SS、NH3 -N及TP的平均去除率分別到達41.0%、55.6%、60.2%、52.2%以上;進一步經過河道生態系統的原位凈化，河道水體懸浮物（ SS）控制在10 mg/L以內，主要水質指標穩定達到地表水Ⅲ一Ⅳ類標準，符合人體非直接接觸的一般娛樂 景觀水域水質要求。具體監測數據見表1。

4.2 經濟效益

本工程基建、設備投資總額為66.8萬元，其中人工濕地及附屬設施投資32.2萬元，原位生態修復工程投資34.6萬元，單位水面投資費用48元/m²。本項目建成后，運行費用5.9萬元，單位運行成本為4.2元/m²（表2）。由此可見，采用人工濕地結合生態系統構建凈化景觀水體的投資、運行成本均較低。

4.3 社會效益

以水生植物恢復為核心的生態修復工程的實施為景觀河道水生生物的生存提供了良好的棲息地，提高了生物多樣性，能顯著提升水體的自凈能力和生態景觀功能[7]，本工程構筑物均為地下式或半地下式結構，人工濕地因種植蘆葦、美人蕉具有良好的景觀效果，使污水處理站打造成為集休憩、娛樂為一體的景觀公園。另外，水環境的改善促進局部小空氣的清潔，提高住宅小區居民的生活環境質量，還會帶動住房的增值[8]。

5 結論

（1）工程運行監測數據表明，本工程處理出水能達到景觀用水的水質要求，同時保證了人工河道的景觀性。人工濕地及原位生態修復技術依靠動、植物及微生物生物吸收轉化降解污染物，無二次污染，建設成本低、運行費用小、景觀效果好，是值得推廣的人工景觀水體水質凈化方式。

（2）效益分析結果表明，該水污染治理及生態修復工程具有較好的經濟、環境和社會效益。

（3）長效管理是維持住宅區人工景觀水體清澈干凈的關鍵，必須全盤考慮、因地制宜、合理規劃。一是要選對正確的水處理方法，二是要加強維護管理，構建一個系統化的，集外源污染控制系統、穩定性內源控制水生態系統、可控的強制外循環系統為一體的，協同的、管理完善的綜合體系。一個成功的住宅區景觀湖水系，七分在治，三分在護。

參考文獻：

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