水生植物在河流整治工程中的應用研究

蔡蕓君

（廣州市市政集團設計院有限公司，廣東 廣州 510060）

0 引言

在可持續發展戰略指導下，人們對自然生態的重視程度不斷加深，水資源保護與污染治理工作陸續推進，河流整治工程在此背景下逐步開展。為強化河流整治效果，應結合河流實際情況完善區域生態系統，增強河流自我修復能力，一次實現河流深層次整治，而在完善區域生態系統期間，水生植物扮演著重要角色，不可或缺。

1 工程概況

大簡河工程河流整治范圍主要包括河道兩側堤岸及河床改造，河道兩側堤岸采用土工三維網護坡斷面、鍍高爾凡雷諾護墊護坡及生態砌塊擋墻，結合市政園林建設，采用水土保持和植物措施，使河道堤防與周圍自然環境和諧，并借助水生植物凈化修復黑臭水質。在本次整治工程中，根據大簡河實際情況，以水生植物為中心，以河流水體為載體，優化河流生態，最大程度保障河流整治工程建設效果。

2 河流整治工程中水生植物的具體應用流程

2.1 水體除雜

在投放水生植物前，應對大簡河進行水體除雜，去除河流內垃圾與雜草，為后續水生植物種植做好鋪墊。河流整治工程中的除雜技術主要包括排干除雜、水下除雜。①排干除雜。該方式多應用在湖泊項目中，通過構建臨時圍堰進行除雜，因本次工程為河流整治工程，因此并未采用排干除雜方式；②水下除雜。將除雜機具裝備在船上，以除雜船為施工平臺，在河流水面開挖淤泥，并通過管道輸送系統輸送到岸上堆場中，水下除雜還包括抓斗式除雜、泵吸式除雜、普通絞吸式除雜、斗輪式除雜方式。其中抓斗式除雜方式易產生浮泥遺漏、強烈擾動底泥，因此在本次整治工程中并未應用；泵吸式除雜適用于小型湖泊施工；普通絞吸式除雜多應用在河流大型河道的整治工程，不受天氣影響，采用GPS 和回聲探測儀進行施工控制，效果較好，底泥清除率為70%左右；斗輪式除雜同樣應用在大型河道整治工程中，但淤泥清除率僅為50%左右，且易造成大面積水體污染[1]。根據大簡河河流整治工程實際情況來看，在投放水生植物前，采用普通絞吸式除雜方式去除河流水體內垃圾與雜草。

2.2 基底改良

為保障水生植物可在河流生態環境下正常生長，需對河流基底進行改良，對水體底泥消毒處理與活化處理，增強基底活性，為水生植物正常生長營造良好條件。在水體底泥內投放有利微生物菌種，并倒入石灰乳，調節水體底泥酸堿度，將河流基底內引發富營養化的福壽螺劑等病原體進行滅殺。在河流基底改良期間，主要運用以下微生物菌種：①由有利芽孢桿菌、光合細菌、放線菌構成的微生物混合群體，分解河流水體內存在的高錳酸鹽、碳有機物、含硫物質、含硫物質；②由氨氧化細菌與反硝化細菌組成的微生物混合群體，主要用以分解水體中的尿酸、尿素、硝態氮等含氮物質，借助微生物菌種改善水體基底[2]。

2.3 投放植物

2.3.1 品種選擇

在河流整治工作中，岸坡帶應選擇濕生植物或水生植物，并根據區域環境選擇適宜植物品種。通常情況下，岸坡帶水深多在0～60cm 范圍內變化，因此可選擇香蒲、黃菖蒲、千屈菜、蘆葦等植物。在選擇水生植物品種時，應結合河流生態條件，根據水生植物生長要求合理調節水生植物的空間設計，在本次大簡河河流整治工程中，主要選用沉水、挺水、浮水、浮葉、藻類等植物，具體品種選擇臺灣草、黃菖蒲、睡蓮、狐尾藻等。

2.3.2 植物特性

①臺灣草。臺灣草為草本植物，根深、緊密、矮生、柔軟、耐寒耐熱、耐踐踏，在大簡河整治項目中，主要應用在大簡河岸坡帶，用以緊固土壤；②黃菖蒲。挺水宿根草本植物，兼備水生、陸生特征，觀賞價值高，可有效改善河流生態，提高整治效果；③睡蓮。水生草本植物，在河流整治中具有凈水效果，水蓮藕可吸收河流中苯酚、鉛、汞等有毒的物質，同時可過濾河流微生物，且睡蓮觀賞性高，因此睡蓮成為大簡河整治工程中廣泛應用的水生植物；④狐尾藻。沉水草本植物，根系發達，分布于河流淤泥中，狐尾藻可吸收河流中的磷、氮元素，并向河流水體中分泌氧氣，在河流整治中發揮重要效果，因此在大簡河整治工程中，狐尾藻同樣為主要種植的水生植物。

2.3.3 栽種水深

水生植物對栽種水深的要求各有不同，可根據表1 內容進行選擇。

表1 水生植物的栽種水深要求

2.3.4 種植方式

河流整治工程中主要應用浮水浮葉植物、沉水植物、濕生植物、挺水植物等水生植物，因本次大簡河河流整治工程具有行洪排澇要求，因此在河道岸坡帶不種植浮水浮葉植物、沉水植物。不同種植水生植物類型所適宜的種植方式多有不同：①挺水植物：多選用收割大苗移植、裸根幼苗移植、盆栽移植的方式進行種植，其中收割大苗移植、裸根幼苗移植方式的應用頻率較高；②浮葉植物：栽種時先放淺水，逐步加深，在河流整治工程中，多選用中華萍逢草、荇菜、睡蓮、菱等品種；③浮水植物：又稱之為漂浮植物，在種植時多采用打撈引種法，多選用鳳眼蓮、槐葉萍、浮萍、大薸等品種；④沉水植物：適宜集中種植，多采用扦插、播撒草種、草甸種植的方式進行，視沉水植物品種而定。

2.3.5 種植密度

種植密度關乎水生植物成活率，需根據生長特性、植物類型進行確定，通常情況下，若種植濕地水生植物，可在設計密度基礎上，適當縮減施工密度。對于分生能力較強水生植物，多以稀植為原則進行種植，避免水生植物大面積分生。通常情況下，將灌木類水生植物的種植密度應控制在100～200m 范圍內，草本類水生植物的種植密度應控制在20～120m 范圍內，河道兩側小喬木、大喬木的種植間隔需分別控制在3～6m、5～10m 范圍內。

2.3.6 水體流速

水生植物的生長繁殖、新陳代謝、形態特征受到水體水流的影響，浮葉植物、浮水植物、挺水植物要求水體流速相對靜止，在流速低緩的河流中長勢良好，而沉水植物要求河流下層、中層流速較小。總而言之，當河流水體流速超出0.9m/s 時，適宜種植挺水植物，應減少浮葉植物、沉水植物的種植數量，當沉水植物低于0.1m/s 時，則可種植挺水植物、浮葉植物、沉水植物[3]。因沉水植物在河流水體中生長繁殖，因此受水體流速的影響較大，對生長期沉水植物而言更是如此，表2 為生長期沉水植物在不同水體流速條件下的生長特征。

表2 生長期沉水植物在不同水體流速條件下的生長特征

2.4 構建生態

為構建完整的水生態，確保水生植物在河流整治工程中切實發揮效果，應在完成沉水植物種植結束后投放“食藻蟲”，控制藍綠藻暴發，并攝食有害細菌，促進沉水植物生長。通過構建蟲－草共生系統延伸水體生態鏈，為水生植物生長營造適宜條件。在構建水生態期間，應做好水生動物放養工作，投放蝦類、魚類、底棲動物、濾食性浮游動物，提升水生態食物鏈復雜程度，增強水生態穩定性，并起到凈化水質的效果。投放到河流生態中的魚類應合理條件，兼顧景觀效果與生態效應，在大簡河河流整治工程中，主要選擇黑魚、鱖魚。底棲動物的投放以雙殼類、螺類為主，在河流水體中起到過濾與沉淀的作用，捕食水體內腐敗水生植物殘體及基底有機質，同時，大型螺類可釋放天然絮凝劑。降低水體中氮磷物質及懸浮物顆粒，維護河流生態平衡，補充水生態系統，為水生植物發揮其調節作用營造良好環境。

3 結語

綜上所述，水生植物在河流整治工程中發揮著重要作用，在大簡河河流整治工程中，靈活運用各類技術手段去除水體雜物，改善河流基底，為水生植物的投放播種與生長營造適宜環境條件，根據大簡河河流實際情況選擇了臺灣草、黃菖蒲等水生植物，改善河流綠化環境，為補充河流生態，投放了食藻蟲、魚類及底棲動物，通過構建完整生態，使水生植物在河流整治中切實發揮效果。