水质改善视角下的生态水利工程建设研究

生春新，陆一清

（1.泰州市城市水利投资开发有限公司，江苏 兴化 225300；2.兴化市水利建筑安装工程总公司，江苏 兴化 225700）

水质改善视角下的生态水利工程建设研究

生春新1，陆一清2

（1.泰州市城市水利投资开发有限公司，江苏 兴化 225300；2.兴化市水利建筑安装工程总公司，江苏 兴化 225700）

基于白云湖生态水利工程实际情况，依照生态水利工程学理论，与改善白云湖水质项目研究成果相结合，对建设白云湖生态水利工程方案及思路进行了分析与探讨，以期为可持续城市人工湖工程机制的创建提供有效参考。

生态水利工程；水质；白云湖；改善

广州石井镇白云湖，拥有 2.07km2的占地面积，1.05km2的水面面积。白云湖呈现拱门形状，其功能主要是调蓄饮水，更多优质水源补充给连接白云湖的海口涌、环滘涌、石井河以及滘心涌等，以使四涌水环境压力得到有效缓解。白云湖是广州休闲娱乐与观光旅游的景观湖泊，其环境效益、经济效益以及社会效益都非常高。然而，因为白云湖本身为新型水利工程枢纽，而且湖内具有非常脆弱与简单的生态系统结构，具有非常脆弱的生态系统结构与较差的取水水源水质条件，周围存在很多入湖污染源，导致现阶段白云湖仅具备调蓄补水功能。

1 白云湖水利工程存在的主要问题

对生态水利工程功能的理论评价指标和评价方法，如表 1所示，白云湖水利工程存在的主要问题包括以下几方面。

（1）站取水口与珠江西航道广的水质属于 V类，具有非常严重的水体污染情况，白云湖源水污染物具有非常大的变化幅度。

（2）人工湖面雨水汇流面积可以说非常大，而且在降水过程中，白云湖周边地表径流会将大量污染物携带到湖心中央，而且白云湖属于新开挖湖体，周边土层比较松软，由于雨水冲刷，会将很多污染物带到湖中，导致水体污染负荷的加重。

（3）白云湖引水渠存在较少的截污对策，而且周边有若干生活污水排放口，对白云湖水质带来直接性影响。

（4）白云湖中具有较少的沉水植物与水生动物，所以其生态系统非常脆弱。

表1 生态水利工程功能评价的理论指标与方法

2 水利工程生态建设原则

（1）确保白云湖水利工程中三大水系（即:引水渠、注浆、受水河涌、湖区间水系）存在连通性，从而保证白云湖具备调蓄防洪功能，从而符合河涌生态补水之需。

（2）基于白云湖环境现状，地区生态环境条件和种植相适合，对水生动植物水体自净能力的改善具有重要作用，选择近自然化理念规划，同时创建白云湖生态水利工程，从而保障白云湖的自我调整、自我更新和自我恢复功能。

（3）对湖泊生态多样性加强保护。相对白云湖水利工程而言，必须依照白云湖自然条件、形态分布、流场分布以及水系特点等多方面因素，对湖泊水利工程进行合理设计，以此形成缓流区、动水区、静水区、深水区及浅水区等多种形态的白云湖水系条件，以此对水生动植物群落和栖息地予以创建，进而保障生物群落本身所具有的多样性和丰富性。

（4）将白云湖水利工程当作一个整体，改善其水质，修复其被破坏的生态环境。在建设白云湖生态工程时，应该将受水河、引水渠、珠江以及湖区等当作一个统一整体，对各水域间相关性加以充分考虑，以在空间与实践方面实现协调运作与整体优化，全面结合白云湖生境条件和生态修复技术，对水利工程措施进行合理布设，因地制宜，对最优化生态水利工程结构，实施合理设计和构建。

图1表示了生态水利工程在白云湖生态建设中的地位，图中右侧表示人类活动对自然河流生态系统的干扰过程，左侧表示人类活动对被干扰的河流生态系统的修复过程。

图1 河流生态恢复示意图（↓表示人类活动干扰；↑表示恢复）

3 基于水质改善视角的白云湖生态水利工程建设思路

基于白云湖水利工程本身所具有的功能与所存在的问题，并与建设白云湖水利工程原则相结合，依照生态水利工程学理念，结合工程特点与需求，以完善水利生态系统构建与满足水利生态功能为重点，建设白云湖生态水利工程思路包括以下几点。

3.1 明确目标

服务于区域水生态环境是白云湖设计目标与宗旨，因此，建设白云湖生态水利工程，一定要为满足白云湖生态需求做出相应措施，以此实现白云湖生态效益最大化，对白云湖生态系统可持续与健康建设予以不断加强，白云湖生态水利工程创建关键点在于生物群落与栖息地建设、生态补水、生态需水等。

3.2 贯彻理念

（1）可研阶段，必须对白云湖水利工程破坏原有生态环境加以充分考虑，根据水力学和生态学原理，寻求环节该破坏的最优方案，对白云湖建设产生的生态效益加以充分评估，同时实现该效益的最优化与最大化。

（2）设计阶段，应该注重生态学与水力学的有效融合，与白云湖区域条件相结合，构建现代化、可持续及健康的生态水利系统。

（3）施工期间，应该对工程自然地势加以充分考虑，对水土保持方案进行合理规划，强化保护自然植被，避免在施工过程中植被遭到破坏。

（4）运行管理期间，其导向为服务于生态水利，统一管理水利工程，重视健康生态系统的构建与维护，将白运输水利生态效益充分发挥出来，创建白云湖补水 -调蓄-取水等协调机制，确保受水河、白运输需水量。

3.3 落实改造

保证水体与岸边能够形成一个连贯性比较强的生态系统，除此之外，还必须不断提升引水河蜿蜒性，确保引水渠能够呈现自然状态，对湖区水域形态予以不断丰富，形成交错综合的多样化生态系统，合理、有效控制沿湖与沿渠污染源。

4 基于水质改善角度的白云湖生态水利工程建设方案

4.1 全面完善工程水质项目

依照白云湖水利工程实践，在改善工程水质上主要采用原位净化技术，通过生物工程和物理工程有效结合措施，水体净化反应器为白云湖与引水渠，对白云湖补水水质进行全面改善，将富氧型水源提供给海口涌、环滘涌、石井河等，其内容主要包括。

（1）引水渠。重点是削减耗氧性物质，使水体氧性物质得以不断提升，对河道接触氧化系统予以不断构建，为引水渠曝气充氧。

（2）湖区。重点在于加强白云湖自净能力和水体生态修复能力，通过水生系统的修复，进一步加强水体自净功能，以此对白云湖水质进行全面改善。

（3）与水力学原理相结合，深入研究与探讨东西湖湿地水净化效果。

（4）在对白云湖水质和生态修复工程进行改善过程中，对白云湖水利工程生态运行机制予以构建，同时构建白云湖补水-调蓄 -取水协调机制，创建生态、景观及防洪等协调机制，确保受水河涌、白云湖等需水量。

4.2 建设白云湖生态水利工程的方案研究

4.2.1 创建水生植物群落

白云湖生态系统结构极为脆弱，基于白云湖气候、植被和物种等特性，同时结合白云湖水力条件，合理、科学配置白云湖水生植物结构，优化沉水植物、挺水植物以及浮叶植物等布局搭配和种植比例，对水生植物种植面积予以不断提升，从而形成丰富、稳定的白云湖水生植物群落，将充足的栖息地提供给水生生物。

4.2.2 创建水生动物种群

对广州白云湖无脊椎动物、水生动物种群进行大力培植，并对广州白云湖现有食物链状态进行全面、深入分析，草食性鱼类养殖方式应该选择放羊式，正确、有效调控水食物链，对生物栖息地进行合理构建，并通过创建人工鱼岛、静水区合理设置以及种植水生植物等，创建相对比较稳固的白云湖水生动物栖息地。

除此之外，还应该不断提升白云湖底栖动物量，对食鱼型鱼类与食草型鱼类实施有效、合理控制，对白云湖食物网结构予以全面优化，从而形成相对较为完整、平稳的水生动物群落，确保白云湖自然生态性。

4.2.3 补充人工干预措施

采用除藻机、人工曝气以及生态草等人工干预模式辅助与补充现阶段比较脆弱的白云湖生态系统，以此实现自然循环和人工干预的转化，对白云湖生态自我调节与自我恢复功能进行不断完善。

5 总 结

总而言之，生态水利工程建设本身就是从无到有，再从有到逐渐完善的一个综合过程，其内容主要在于水域生态系统结构予以不断丰富与完善，从而形成具备自我净化、自我修复以及自我完善能力的一个健康水利生态系统。基于水质改善视角的生态水利工程建设研究为深入探究广州白云湖生态水利工程与创建国内其它生态人工湖，提供了更具价值的理论基础和实践参考，而且对建设现代化生态城市也具有促进作用。

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X322；TV213.4

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：1008-1305（2015）05-0053-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2015.05.019

生春新（1975年—），男，工程师。