特色田园乡村建设的水环境生态治理研究

虞英杰， 贾 剑， 班玉龙

(1.昆山市淀山湖水利(水务)站， 江苏 昆山 215300； 2.昆山高新区水利(水务)站， 江苏 昆山 215300)

1 概 述

近年来，农村水资源污染问题日益突出，水环境状况令人堪忧[1]。2018 年9 月，中共中央国务院印发《乡村振兴战略规划(2018—2022年)》，提出要积极开展农村水生态修复，实施水系连通和河塘清淤整治。江南水乡地区的农村水系一般由河流、湖泊、池塘或者灌溉沟渠等水体组成，承担着生产、生活用水、行洪排涝及生态景观等功能[2]。农村水系不仅是农业生产的基础，也是江南水网地区美丽乡村建设的重要资源，是不可或缺的景观元素[3]。开展农村水生态修复是改善农村人居环境，促进水美乡村建设的关键举措，是解决农村突出水环境问题的重要方向，也是推进农村生态文明建设的重要目标，更是实施乡村振兴战略的一项重要任务[4]。

淀山湖镇永新村位于昆山市东南端，与上海市青浦区朱家角镇接壤。近年来，永新村以建设美丽村庄为契机，以打造“水边的村落”特色品牌为目标，大力发展集田园风光、江南村落、农耕文化、农家体验、休闲养身为一体的乡村旅游，并成为江苏省特色田园乡村建设试点，然而水环境污染问题成了制约当地生态旅游、特色构建的关键因素。

2 六如墩水生态环境主要问题

六如墩景观水体由口字型河道和大湖、小湖组成，水深1.5～2.7 m，总水域面积约50 000 m2。整个水体通过闸站与金家段江、道褐浦相连，水体相对封闭(图1)。

图1 六如墩水系平面图

2.1 水体生态系统失衡

项目河道现状水体浑浊，发黑发绿，透明度低，局部水面完全被青苔覆盖，散发腥臭味，河道底部种植大量的狐尾藻和水盾草，其中狐尾藻多长出水面。水面有垃圾漂浮物存在，河道水面整体较为杂乱，生态环境恶化，少有鱼类，生态系统不完善，水体自净能力差，整体景观较差。

2.2 水质较差

治理前，对六如墩水体进行水样检测，结果如表1所示，其中TN、NH3-N、TP含量较高，均超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类水标准，判定水质为劣Ⅴ类。

2.3 底泥内源污染严重

六如墩河道底部淤泥较厚，局部地区达到0.5 m，由于水体长期富营养化，导致这些底泥含有大量污染物和N、P等营养物质，在微生物的作用下，污染物质在水体中持续发酵，会产生硫化氢等臭味物质，导致水体发黑发臭，严重影响水体水质及景观效果。

2.4 外源污水直接流入

六如墩河道周边有少量的养鸭散户，鸭白天在活动场地和水面活动，可自由下水，夜晚赶回鸭舍，鸭排泄物排放具有随机性和不确定性。一般仅养鸭过程中，鸭禽粪尿中COD、BOD5、NH3-N、TP、SS污染物含量加高，增加入河污染负荷。

六如墩河道周边有少量居民在河道内洗衣、洗菜等。洗衣废水中含大量洗衣粉(液)残留，会造成水质的富营养化，易导致水体蓝绿藻爆发和青苔泛滥。其中含有的聚磷酸盐等成分还会阻断大气向水中充氧，破坏或抑制水的自净功能。同时还会导致水产生乳化作用，增加其他污染物在水中溶解，对河道水环境造成污染。除此之外，洗衣废水中还有大量的阳离子表面活性剂(LAS)，LAS在水体中会抑制和杀死微生物，对鱼类、水栖动物会造成重大危害。

3 六如墩水体生态修复治理工程

六如墩水体存在上述一系列问题，导致了水系生态系统崩溃，自净能力丧失，呈现一定的富营养化状态。淀山湖镇人民政府首先对周边居民生活污水进行截污纳管和雨污分流，同时对沿岸养殖厂区进行了迁移，对洗衣台洗衣现象进行了劝阻，使得河道沿岸污染源入河问题得到了有效的控制。紧接着开展了河道清淤等工程，最后展开了水体生态修复工程，六如墩水体生态修复主要采用了基底改良、 透明度提升、 沉水植物构建和食物链完善等工程，同时构建了生态泳池和休闲垂钓池区域，增加水体生态功能。具体思路和平面布置见图2～3。

表1 六如墩水质基本情况

图2 六如墩水环境提升整体思路

图3 六如墩水体生态修复工程总平面布置

3.1 基底改良

水体本底条件往往是影响生态修复成败的重要因素，对水体的本底条件进行适当改造，是实现最终生态目标的前提条件[5]。六如墩水体采用投放微生物菌剂的方式进行基底改良。微生物作为生态系统中的分解者，是健康生态系统的重要组成部分[6]。尤其当水生态系统中接纳大量的无机营养物质时，对污染物的去除和养分的循环起着不可忽视的作用，即通过对氮的氨化、硝化、反硝化作用，微生物驱动着水体中氮的生物地球化学循环[7]。同时微生物也参与有机磷的分解过程，可以促进水生植物的吸收及利用。

3.2 透明度提升

通过控藻浮游动物迅速提升水体透明度，控藻浮游动物能以水体中的蓝绿藻、腐屑、悬浮物颗粒、有害菌类等作为主要的食物来源，可迅速提高水体透明度[8-9]。其排泄物为弱酸性物质，可有效降低水体pH值，抑制蓝藻的生长和繁殖。控藻浮游动物本身又是鱼、虾等水生动物所喜爱的食物，因此打通了食物链，实现了水体富营养化物质的资源化，一般控藻浮游动物投放3d后即可显著提高水体透明度[10]。值得一提的是，控藻浮游动物作为一种大型枝角类浮游动物，是一种广布种，不存在外来物种入侵等风险。

3.3 构建沉水植物

沉水植物是实现从浊水态到清水态转变的关键物种。沉水植物能够高效地吸收氮磷等物质且沉水植物光合作用强，能够产生大量的原生氧，可长久保持水体高溶解氧状态[11]。改变水体氮磷营养盐循环模式，抑制底泥再悬浮及氮磷营养盐释放，促进氮的硝化/反硝化作用及磷的沉降[12]，为浮游动物提供避难所，从而增强生态系统对浮游植物的控制和系统的自净能力。因此六如墩水体生态系统以沉水植物为主。

3.4 完善食物链

当沉水植物群落得到恢复后，通过引入水生动物构建食物链，发挥其生态功能，实现水体的生态平衡和自我净化[13]。水生动物主要包括鱼类、底栖动物(主要是软体螺贝类)、虾类及滤食性动物等，用于延长食物链，完善水生态系统，同时也提高了水体的自我净化能力和生态系统的稳定性[14]。大型底栖生物在水生态系统物质循环与流动中具有特殊的地位和作用，如螺类、青虾等，可以摄食底质中大量的有机质及腐败的水生植物残体等，大幅度降低底质中有机质含量及营养物质的释放。同时，大型螺类等释放的某些物质又是水体中天然的絮凝剂，可以降低水中的悬浮物颗粒并吸附大量的氮磷营养盐。

3.5 生态泳池

为了提升水体生态功能性，增加水体娱乐性和经济效益，在六如墩湖区水体设计生态泳池(图4)，生态泳池包括浅水区(水深0.6～1.0 m)和深水区(水深1.5～2.0 m)。自下而上回填素土，铺设土工布和30 cm厚的中砂(粒径1～2 mm)，并用松木桩固定，防止中砂的流失。为提升水体净化效率，深水区构建以四季常绿矮型苦草为主的“水下地毯”沉水植物生产者群落，将六如墩湖区游泳池打造成“草型清水态”的生态泳池，以达到长期保持良好水质和优美景观的效果。

同时设计的循环潜水泵不仅能使六如墩大湖区休闲游泳池水体保持循环流动状态，泳池水温混合均匀，利于游泳，而且循环潜水泵可对游泳池水体进行复氧，提高水体氧化还原电位、削减耗氧性物质、增强水体的净化功能、减轻水体污染负荷、促进生态系统的恢复，是生态修复重要的工程保障手段。

图4 生态泳池设计图

4 水生态修复效果

生态修复工程通过构建 “水下森林”生态系统，实现治理水体沉水植物良好的覆盖率(≥60%)，构建平衡稳定的水生态自净系统，实现水体循环再生、自我修复的特点，达到了系统稳定性目标。水系透明度大幅度提升，水体水质得到改善并长期保持，治理前为劣Ⅴ类，生态修复后，主要水质指标达到并保持国家《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类，部分指标达到Ⅲ类及以上，见图5～6。

图5 生态修复后水体透明度变化

图6 生态修复后水体主要营养指标变化

5 结 语

六如墩水体存在感观较差、水质恶化、内外源污染严重等一系列问题，导致了水生态系统崩溃，自净能力丧失，呈现一定的富营养化状态。淀山湖镇人民政府依托生态修复技术，完成截污工程、清淤工程和河道水质净化与生态修复工程，恢复六如墩水系健康的水下生态系统，实现其水质改善，形成六如墩水系水质改善与生态修复长效保持机制，同时结合生态泳池和休闲垂钓池的构建，促进周边旅游业的发展，在净水的基础上实现“水经济”，提升淀山湖镇乃至整个昆山市的生态、环境、社会和经济效益。