太湖生態清淤與湖濱濕地帶構筑

嚴麗芳

（上海勘測設計研究院有限公司，上海 200434）

1 太湖湖濱濕地帶生態系統歷史與現狀分析

（1）自然階段。歷史上太湖湖濱帶具有濕地動植物棲息生長的良好生境，生物群落結構和物種組成豐富。受人類活動干預較少，湖泊的形態、湖濱濕地形成、發育與演化，處于以自然因素變動為主的過程。太湖水體與周邊的河流、山、地、水形成自然的聯系、組合與過渡，太湖水位可隨著降雨和季節因素自然地漲落，湖濱帶具有從陸域向太湖水體緩慢延伸的較大空間地帶，與湖相鄰但基本不受湖水淹沒的陸地、季節性淹沒的陸地、淺水淹沒區、較深淹沒區，湖濱濕地的形態、類型與環境多樣。由于濕地動植物棲息生長的良好生境，生物群落結構和物種組成豐富，在季節性淹沒的陸地分布著蘆葦、菰、野慈姑、菖蒲、水蔥等多種挺水植物，寬度可達數十至數百米，在淺水淹沒區、較深淹沒區的挺水植物叢中和開敞水域，各種漂浮植物、浮葉植物、沉水植物（如蓮、菱、芡實、苦草、馬來眼子菜、輪葉黑藻、金魚藻等）廣泛分布，發揮著濕地系統的調蓄、緩沖、凈化與維護生態平衡的功能。

（2）退化階段。隨著快速城鎮化的進程，出現一系列大規模對太湖陸域、岸線與水域的過度開發利用，對太湖湖濱濕地帶生態植被的破壞影響尤其深遠。尤其是20 世紀50～90 年代之間，修建環湖大堤和圍湖造田圍網圍墾養殖等導致的生態環境和濕地資源侵占破壞，大規模人類活動改變了太湖湖濱濕地的自然演化趨勢，導致天然濕地面積銳減、水生植被結構趨于單一、生物量大量減少、湖濱濕地功能弱化喪失，濕地生物賴以生存的棲息地減少。有關研究機構的調查表明最為直觀可見的挺水植物在太湖沿岸的不少地段不見分布，而有水生植物分布的地方，植物群落結構單一，基本以蘆葦為主，其它植物品種少見，生長分布的寬度窄小，多數僅有二三十米，且植物長勢不旺，使漫長美麗的太湖岸線失去了大自然的親和力。

（3）恢復階段。隨著時代發展，人們對太湖水環境綜合治理、生態濕地保護逐步重視，保護水環境，保護天然濕地和人工輔助修復濕地。加強生態修復及建設，加強濕地保護、恢復與重建。加強生態林建設和水生態修復是對生態環境重視的表現，綠水青山就是金山銀山，人民越來越重視生態環境。

2 湖濱濕地帶生態系統恢復需求

湖濱帶是連接湖泊水域生態系統與陸地生態系統的一個功能過渡區，對截留和降解入湖污染物質，改善太湖水質，維持生物多樣性和生態平衡等方面均具有十分重要的作用。受人類活動影響，目前太湖湖濱帶的水生植物分布較少，湖濱帶喪失了應有的生態防護功能。

湖濱濕地帶生態系統恢復工程遵循太湖濕地獨特的自然環境條件和濕地生物資源，充分保護該區域生態系統的自然性和完整性。在太湖湖濱濕地生態修復過程中，根據濕地生態系統自身的演替規律，體現濕地生物多樣性的特點，使之具備系統自身反饋和演替的能力。從而保護生物多樣性和生態系統完整性，使之形成一個能夠自我完善的健康生態系統，使人與環境、生物與環境、生物與生物、社會經濟發展與生態系統之間的相互協調。

3 生態清淤結合湖濱濕地帶構筑

3.1 生態清淤底泥的出路分析

自2007年開始試點太湖底泥疏浚以來，先后在竺山湖及西沿岸、梅梁湖、貢湖以及東太湖開展了有序的底泥疏浚工作。太湖生態清淤取出了大量沉積在底泥中氮磷以及有機質，清除了表層底泥中的有效氮磷成分，削減底泥內源持續釋放對太湖水質的影響，底泥疏浚對局部湖區水質改善明顯，且利于水草的大面積恢復。生態清淤切斷了湖泛發生的鏈條，減少了湖泛暴發的頻率與強度。

根據太湖歷年清淤工程的調查，2008 年至今，太湖進行了多次清淤，均采用在岸上設置排泥場的方式堆放淤泥。太湖歷年清淤工程占用了大量魚塘、空地，又隨著近年來太湖退漁還湖政策的實施，太湖周邊魚塘大量減少，陸上可利用排泥場資源枯竭。湖區生態清淤與湖濱濕地帶建設相結合，疏浚淤泥排放至湖濱水上排泥場，經固結處理后用于湖濱濕地帶，既解決了淤泥的去向問題，又改善了太湖的水生態環境。

3.2 湖濱濕地帶圍堤設計

為給湖濱濕地帶內土方回填施工及植被生長創造條件，需要在消浪保灘潛堤永久結構的基礎上臨時加高以進一步削減風浪。消浪保灘潛堤結合施工期圍堰擋水布置在湖濱濕地帶外側前沿。湖濱濕地帶淤泥吹填及固化強度較高，湖濱濕地帶跨汛期施工，施工期兼做圍堰，擋水標準按5級建筑物考慮，設計水位取太湖全年10年一遇設計水位。

湖濱濕地帶先期作為水上清淤底泥排泥場地，外圍利用永久消浪圍堤并臨時加高作為施工期圍堰，施工期圍堰采用樁式木樁結構，湖區側布置寬4.5 m雙排木樁填土結構，木樁長6 m，梢徑大于0.15 m，頂高程達設計水位，樁后培土填高至6.0 m，填土寬3 m，迎水坡坡比1∶1.5，背水坡坡比1∶2.5（見圖1）。

圖1 施工期湖濱濕地帶圍堰斷面圖

當湖濱濕地帶內植被覆蓋率達到設計要求后，圓木樁送樁至2.80 m 高程，圍堰填土拆除至2.80 m高程，并進行綠化種植。在外排圓木樁外側設置一排仿木樁，仿木樁樁頂高程2.80 m，上部設置消浪結構（見圖2）。仿木樁外側灘面鋪設混凝土聯鎖塊軟體排，聯鎖塊軟體排上近木樁處安放六面塊體進行消浪。為保護湖濱濕地帶內水質，防止太湖藍藻進入湖濱濕地帶，在仿木樁外側安裝攔藻結構。

圖2 湖濱濕地帶木樁圍堤典型斷面圖

3.3 清淤底泥的疏浚與固結

太湖生態清淤要清除的主要是呈懸浮狀稀泥狀的流泥及部分受污染的淤泥質黏土，疏浚施工中要求盡可能降低底泥再懸浮和污染物釋放，對周邊水體擾動影響要小，防止二次污染，泥水輸送過程中不能污染環境。生態清淤底泥采用環保型絞吸式挖泥船進行清淤，該設備施工時水體擾動的范圍不超過50 m，設定轉動刀片外緣露出罩殼圍裙以下約30 cm，能有效地控制挖層厚度以適應薄層污染泥的疏挖。該船配置有污染監測系統，通過紅外線可精確測量清淤過程中淤泥再懸浮的數量，控制疏挖過程中的再污染狀況。

先期湖濱濕地帶作為清淤底泥的水上排泥場，清淤的底泥可采用土工管袋脫水法固結工藝對排泥場內底泥進行固結。土工管袋脫水法具有以下特點：①固結工期短，經過簡單的場地平整與防滲膜鋪設，即可開展淤泥脫水固化作業，對于工期緊、超大方量的淤泥固化尤其具有優勢；②淤泥全程封閉在管袋和管路中，無淤泥暴露和泄露，有效減少淤泥臭味外泄；③大幅提升濾液水質，濾出液水質均能達到新提標的國標一級A排放標準，大幅降低后續水處理成本和難度；④可通過減少重金屬不穩定態的含量、降低重金屬的活性使淤泥達到無害化。

清淤的底泥通過環保絞吸式挖泥船泵送系統經管道在進入土工管袋前，通過加入一定劑量的脫水助劑以加速脫水。脫水助劑由真空吸料機抽吸進制備罐。脫水助劑攪拌設備采用在罐中安置一臺攪拌機，完全充分混合的脫水助劑溶液由傳輸螺桿泵輸送至藥劑儲存罐再由投藥螺桿泵將溶液由混合器輸送至管道混合器中與污染底泥充分混合反應。充分混和后的淤泥經多條分泥管進入土工管袋經加壓排水固結。

3.4 湖濱濕地帶設計

湖濱濕地帶內清淤底泥通過土工管袋固結工藝固結以后進行破袋處理，濕地帶內地形按高低錯落進行塑造，考慮設置淺灘區與深灘區。淺灘種植挺水植物，挺水植物分布于水體四周淺水處或種植平臺上，莖葉伸出水面，根和地下莖埋在水下土壤之中，如蘆葦、香蒲、菖蒲、再力花、荷花等，靠岸邊可小面積種植千屈菜、雨久花、西伯利亞鳶尾等視覺效果好的物種；深灘區可種植沉水植物，沉水植物是優良的水質凈化和水下景觀植物，對水體水質凈化以及水體景觀的營造起著極其重要的作用，如微齒眼子菜、輪葉黑藻、菹草、苦草等；并適當種植浮葉植物荇菜、睡蓮、水鱉等。

根據底質和水質狀況選擇適宜的植物搭配方案，可投放一些底棲生物，構建“沉水植物-底棲動物-魚類-微生物”共生高效復合生態凈化系統，加快生態系統的恢復。

4 湖濱濕地帶的效果分析

湖濱濕地帶植物對水質具有良好的改善效果，湖濱濕地帶植物可吸收水層中和底泥中的氮、磷等營養物質，并同化為自身結構的組成物質，從而將水體中的營養鹽固定下來，減緩營養物質在水中的循環速度，最終通過人工收割將固定的氮、磷帶出水體。同時通過植物根際微生物作用，可吸附和降解水體中的污染物質。湖濱生態濕地帶建設在解決淤泥出路的同時，還可改善湖濱生境，增加生物多樣性，提升湖體水質自凈能力。

湖濱濕地帶是湖泊流域水生態系統與陸地生態系統間非常重要的生態過渡帶。太湖底泥污染較嚴重、厚度較深的區域大都位于近岸處，在風浪、湖流等擾動下，底泥容易發生再懸浮，導致水體懸浮物濃度增加，加上一些入湖污染物沒完全得到有效控制，造成水體透明度低，部分水域的水質狀況不盡如人意。通過建設湖濱濕地帶，太湖內源污染面積減少；疏浚底泥作為湖濱濕地帶的填筑材料，可較大比例地去除儲存在底泥中的孔隙水，帶走部分氮、磷等營養物質，同時削弱底泥中污染物的析出率，降低總氮和總磷釋放的風險；湖濱濕地帶植物可以吸收水體及填筑底泥中的營養物質，遏止底泥營養物質的再釋放。建設湖濱濕地帶能有效改善湖濱帶水生植被帶缺失的狀況，提升濱岸帶攔截污染物、水質凈化、涵養水源、納藻等功能，為改善太湖生態環境發揮重要作用。

5 結語

本文對太湖生態清淤與湖濱濕地帶的建設相結合進行分析，利用清淤底泥構筑湖濱濕地帶，是清淤底泥處置一種新出路，在陸上排泥場地緊缺的條件下，利用清淤底泥構筑湖濱濕地帶是解決太湖清淤淤泥出路的可行途徑。湖濱濕地帶植物可吸收中和底泥中營養物質，減緩營養物質在水中的循環速度，通過人工收割將固定的氮、磷帶出水體。湖濱濕地帶的建設應有利于太湖水生態環境的改善以及減少湖流的不利影響，在湖濱濕地帶選擇、高程確定、填筑工藝上應保證工程和生態的安全，使太湖生態清淤、生態修復有機結合，實現太湖綜合治理的總體目標。