景观水体生态净化系统在海珠区儿童公园中的应用及研究

罗嘉欢　张丽杰

摘要：以景观水体为研究对象，通过改造水下地形、地质改良，引入多种植物、鱼类、底栖软体动物及虾等物种，在人工造流循环及管控下达成对景观水体的生态净化修复。试验结果表明，系统达到稳定运行后，景观水体中OODcr去除率达到91.2%；TN、TP及NH4-N去除率分别达到95.1%、88.2%和96.9%。

关键词：景观水体；生态净化；去氮除磷 文章编号：1671-2641（2015）05-0003-49

中图分类号：TU986 收稿日期：2015-08-05

城市景观水体可以美化城市环境，具有承载水体循环、改善区域小气候、有效调节城市生态环境和解决城市热岛效应的作用，实用生态价值较高，是现代城市建设的重要内容。

目前，《民用建筑节水设计标准》中明文规定景观用水水源不得采用市政自来水及地下井水。然而，过去许多的公共绿地、公园等场地所设置的景观用水水源大多数来自市政自来水，由于没有考虑其运行成本，加上没有配备相应的水处理循环及净化系统，许多城市景观水体藻类大量繁殖、水体变黑发臭，富营养化日趋严重，景观功能尽失，严重影响周围自然环境和居民生活环境。

如何有效利用城市水资源，更好地发挥城市园林的景观效益和生态效益，实现城市的可持续发展，已经引起社会的高度关注。

本文通过海珠区儿童公园景观水体生态净化系统工程的建设，介绍人工节水型生态净化系统设计的一些理念和基本设计程序，并通过该工程实例研究生态净化系统的一些净化能力特性。

1景观水体现状及存在问题分析

海珠区儿童公园一期工程人工湖水处理项目涉及的治理水域面积约780m²，平均水深大于0.6m。景区水体岸线示意图见图1。

为更充分地利用好周边地理环境，设计出一个节水生态水体净化处理方案，重点调查了水体富营养化的主要成因。

1.1水源条件的影响

该景观水的水源主要为自然集雨水或附近的河涌水。虽然近年来政府加大了整治河涌的力度，但由于河涌受污染的时间长且污染物成份复杂，大多河涌水质指标还达不到景观水质的要求。另外，广州地处珠江流域下游，上游大量富营养物质积聚在此，造成河道水源中所含的氮（N）、磷（P）、碳（C）和钾（K）等元素较高。

1.2面污染源的影响

景观水体地势较低，雨水的冲刷和浇灌水的渗透，将周边植被中的N、P、K等营养物质、农药以及树叶、枯草等汇集到景区水体中，使水质进一步恶化。

1.3社区周边环境活动的影响

相对于周边整体开放的大环境（大量污水及中水汇入），景观水体环境容量显得较为弱小，水体自净能力差。水中自然生物群落极少，生物多样性差，不能建立完整的生产者、消费者、分解者三者健全的生态链系统以消除周边环境活动持续带来的污染源。

1.4景观湖面及岸线特点

景区水域面狭长、水体流动性较差，出现死角的区域较多，各种污染物较易沉积在该处，成为湖中的一个内部污染源。

1.5蓝绿藻入侵

水体富营养化时，蓝绿藻繁殖速度极快，并消耗掉水体中大量的溶解氧，影响各种水生动植物的正常生长，严重时会造成水生动物缺氧死亡。

2景观水体生态净化系统设计

2.1水质生态净化系统方案优化

为更好地了解景观水体中污染物迁移转化规律，利用水动力学一水质模型定性、定量预测分析水体的水动力学特征、全年水质变化趋势，并以此为依据展开水质维护及水生生态系统构建工程设计，水动力学一水质耦合分析流程见图2。

根据水动力学一水质模型模拟的水体流态情况、水质时间及空间分布情况和变化趋势，儿童公园景观湖水维护及水生生态系统构建工程，采用了“水下地形改造（清淤）+护坡堤岸改造+生态建设”的优化方案。

2.2项目生态修复技术路线

图3是儿童公园景观湖水水质生态工程技术路线。

表1是湖泊生态净化系统构建方案具体措施及规模。

2.3入湖污染源整改措施

为有效控制湖区面污染、构建水边生物多样性的环境，在湖岸缓冲带构建透水路面、浅草沟、雨水花园等，减少入湖的面源污染及外界因素对湖区的影响，恢复湖岸水生生态系统。

2.4生态净化系统中物种的选取

水生植物的筛选原则为：对N、P及有机物去除率高、适于污染水体环境生长且种源来源方便。不同植物种类，对营养成分的吸收能力和水体净化效果存在差异，且随生长期而变化，因此要对水质进行充分分析，在不同水域合理选择及搭配，充分发挥水生植物之间的协同性，达到生态净化的目的。本项目环湖净化带植物群落配置见表2。

水生动物配置应充分考虑其活动的空间结构和采食对象，从而科学合理地设计其放养模式（重点考察种类、数量、雌雄比、个体大小、食性、生活习性、放养季节等），提高其生物净化效果。项目中动物种类主要选择鲢鱼、鲤鱼、鳜鱼、罗非鱼、虾、螺蛳及贝类等来延长食物链，完善生态系统，实现水体中营养向可食性动物蛋白转化。

3景观水体生态净化技术对污染物的去除效果

为便于分析评价该方法对污染物去除的效果，分别在湖区4个不同部位取样化验，对总氮、总磷、氨氮及CODcr等指标进行了考察。

3.1对COD的去除效果

系统对COD指标的去除情况如图4所示。由此可知，景观水体经水生动植物生态系统净化后，CODcr由原水的101mg/L降至8.92mg/L，去除率为91.2%，表现出较好的去除效果。

3.2对氮磷的去除效果分析

对氮磷的去除效果如图5所示。从图中可知，系统对TN、TP及NHd-N均有明显的去除效果，TN由原水的5.69mg/L降至0.276mg/L，去除率为95.1%；TP由原水的0.322mg/L降至0.038mg/L，去除率为88.2%；NH4-N由原水的2.28mg/L降至0.071mg/L，去除率为96.9%。

4结果讨论

景观水体生态净化系统对富营养化的水中各类污染物均有较好的去除效果，CODcr去除率达到91.12%；TN、TP及NH4-N去除率分别达到95.1%、88.2%和96.9%。

由微生物治理、水生植物净化和生态系统重建等水质改善与水体修复技术构建起来的景观水体生态自净系统，是一种符合节能低碳的社会建设理念、能有效改善区域水环境质量和城市面貌的水质净化技术。

景观水体生态净化系统对于污染负荷有一定的适用范围，超过其承受能力时不仅会降低水处理效果，还会造成基质的堵塞。在实际应用中，有必要对污染负荷较高的污水进行预处理以减轻生态系统的处理负荷，延长系统使用寿命。

此外，温度的降低也会影响生态净化系统的水质净化效率，因此该系统在冬季的处理能力有所降低。