上海花博会水系整治工程水生态修复技术*

莫亚思，蔡晓男，杨连佼，林墨翰

(中交三航局第二工程有限公司，上海 200122)

1 园区水系现状

上海花博园地区生态水系整治工程位于崇明岛东平镇，是第十届中国花卉博览会项目的景观水体工程。本工程外围缓冲区水系发达，常水位2.8～3.0m。本文对现状水系的水质指标pH值、溶解氧(O2)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)及氨氮(NH3-N)进行了实地采样检测，根据单因子水质评价法，检测结果表明：园区内现状主水系牡丹湖、梅湖水质为IV类地表水，玉兰湖为劣V类地表水(见表1)。

表1 花博园生态水系整治工程现状水质指标检测

2 沉水植物选型

在生态修复方法中，植物、微生物、动物对水体修复都起着相应作用，其中植物因其光感效应净化效果尤为突出，因此本文将园区生态体系中的沉水植物作为研究重点。由园区内现状水体水质检测报告可知，现状水系水质情况不佳。玉兰湖COD含量严重超标，分别为52，124mg/L(V类地表水COD限值40mg/L)；牡丹湖与梅湖溶解氧含量偏低；梅湖总磷含量偏高；pH值8.11～8.59，在正常指标范围内呈弱碱性。结合园区水系现状情况、沉水植物生态特性及园区景观需求，选取矮型苦草、改良刺苦草及龙须眼子菜3种新型沉水植物作为花博园水生态修复手段(见表2)。

表2 新型沉水植物生态特征

这3类植物为四季常绿或有花期种属，能通过光合作用提供大量溶解氧，对水中有机物、亚硝酸盐、氮磷等物质具有极佳的吸除能力。结合园区水系常水位及3类植物的适宜水深，从深至浅可依次构建龙须眼子菜、改良刺苦草、矮型苦草的梯队群落，同时这3类植物生命力极强，易生长、好养护，既能对现状水质进行针对性修复，又能满足生态园林的景观需要。园区构建科学合理的沉水植物生物群落结构，沉水植物建设面积211 329m2，覆盖率达57.5%(见表3)。

表3 花博园生态水系整治工程沉水植物种植种类及面积

3 种植工艺

为构建良好的水生态系统，在治理区域由深入浅依次种植龙须眼子菜、改良刺苦草和矮型苦草，以矮型苦草为核心，改良刺苦草、龙须眼子菜为辅助的水生态系统构建工程。根据沉水植物生长的季节要求，本工程分3个阶段实施。

3.1 第1阶段：施工准备期

1)现场勘察 为针对性制定水生态修复方案，须对种植水系进行实地勘察，摸清外围水系情况，测量常水位，评估水体能见度，检测水质指标。

2)降低蓄水位 沉水植物种植前，需降低蓄水位，蓄水位高于沉水植物植株约20cm为宜。

3)驳岸杂草处理 对水系两侧驳岸进行杂草清除，集中堆放并搬离施工区域。

4)浮淤清理 浮淤长期累积，将阻挡水生植物所需的阳光，对水中植物的生长造成严重影响，因此对水中的浮淤宜及时清理。

5)底泥活化处理 检查水系底质情况，对非新开挖水系需进行底泥活化处理。底泥活化采用环保型除藻剂喷洒，挖掘机翻耕20～30cm，除藻剂添加量200～300mg/L，作业时间8～12h。

6)安装软围隔 为避免外来水生动物入侵，防止外部河道水体引入污染，在修复水系和外部水系间设置软围隔。软围隔采用聚乙烯材质，共设置10目、20目、40目3种规格软围隔。

3.2 第2阶段：水生态修复工程集中施工期

1)确定植株用量 本文针对现有水质的高COD、高总磷情况，设置了3种植物不同种植密度的对比试验，分别种植25，50，75，125，200株/m2及空白组，试验结果表明，对于COD的去除效率125株/m2的效果最佳，对于去除总磷50株/m2的效果最佳。结合净化效果及经济效益，最终选择沉水植物种植密度75～80株/m2。

2)植株运输与保鲜 一般天气情况下，可采用硬质塑料筐打包运输，装车前浇水保湿。当气温较高时，宜采用泡沫箱内置冰块打包，空调车运输。植株运输宜分批次根据施工进度适量入场。植株入场后应堆放至阴凉处，并每4～6h浇水保湿养护。

3)植株分选与清洗 在植株种植前，应对植株进行二次分选，淘汰原有不健康的、运输过程中造成折损的及保湿不到位而枯萎的植株。分选后对植株进行清洗，洗去附在植株表面的藻类孢子及螺类卵壳，洗净后应尽快种植入土。

4)定点放线 种苗测量放样采用拉线法，避免漏种、少种。插秧种植间距为0.15～0.3m，带泥抛秧作业间距为0.5～1.0m。

5)种苗 每年5—8月阳光充足、雨量充沛，为种苗最佳时期。种苗可采用人工插秧、抛秧种植或叉子种植法(如龙须眼子菜)。当非雨季水位可控时，宜采用人工插秧工艺，每50cm深度间隔从深至浅依次种植，初期水位宜高出植株20～40cm。当雨季水位不可控或水深>1m时，可采用水中抛秧工艺，植株底部需保留完整的泥球包裹根部及根茎连接处。种植密度为75～80株/m2，3～5株一丛，网格尺寸约250mm×250mm。

6)回水 种植期间，生态修复水系分阶段逐步回水，待沉水植物种植完成后，回水至常水位。

3.3 第3阶段：生态系统调整优化期

1)补种 根据沉水植物的存活情况，在成活率较低的区域，按原种植密度进行补种。补种宜采用抛秧工艺，维护船运送补种苗至空白区域进行抛种。

2)水体监控 水体监控可分肉眼观测和水质检测2部分，主要监控水体中污染物种类和数量，水体色度、能见度，检测水质各项综合指标。

3)种群优化 通过水体监控，根据区域水质的改善情况，对沉水植物进行适应性种群优化。

4 病虫害及二次污染防治

1)病虫害管理 水生植物的病虫害防治工作，应贯彻“预防为主，防重于治”的原则。工程养护实施过程中须及时检查是否存在灾害性物种，是否发生动植物病害，是否有食草性动物。发现病虫害要及时防治，以防蔓延，并加强引种的检疫工作，避免引入新的病虫害。如果连续多天出现漂浮叶草，应检查是否有福寿螺、食草性蜻蜓幼体、白垩幼虫。对于长势茂盛的植物以圈养种植、收割等方式控制其蔓延，防微杜渐，避免水体走向淤积过度导致沼泽化，同时也可增加水体中污染物的输出量。

2)二次污染防范 除了日常的水质保洁外，定期进行水体水质检测工作，根据水体水质，随时调控水生植物生长，优化水生植物和水生动物结构与数量，对水体进行增氧，适时补充微生物菌，保持水体生态稳定平衡，防止二次污染。为有效防止水系的二次污染，在水生态体系完成后，须进行如下管理工作：①及时清除水体表面的植物及非目的性沉水植物。②沉水植物长出水面影响景观时，应进行人工打捞或机割；对于浮出水面的死株，应及时清除。③根据沉水植物种类不同，一年收割3～4次，防止水草疯狂生长。收割时间为枯萎 1 周内开始收割，收割方式为机器收割或人工打捞。④台风、大风大雨天气及强泄洪后2～3d，检查沉水植物的冲毁情况，根据现场情况调节水质。⑤若出现水质恶化，水体发绿、发臭等现象，可立即投放食藻虫控制施工水域内的水质进一步恶化，本文食藻虫共投放虫溶液5 000L，虫本体量约100kg。

5 园区水质修复效果

通过构建完善的生态群落，科学的种植与养护技术，对园区水系进行针对性整治，从IV类和V类水质改良达III类水质，其水质检测结果如表4所示。

表4 花博园生态水系整治工程水质修复后指标检测

6 结语

1)为构建良好的水生态系统，在治理区域内由深入浅依次种植龙须眼子菜、改良刺苦草和矮型苦草，构建以矮型苦草为核心，改良刺苦草、龙须眼子菜为辅助的梯队式水生态系统。通过水生态系统群落结构优化，提升水体修复能力。

2)水系内设置聚乙烯软围隔，投放了适量食藻虫溶液及水生动物，形成完善的水生态生物链体系。

3)通过研究龙须眼子菜、改良刺苦草和矮型苦草3种水生植物的生态特征及生长习性，科学合理种植，后期严格执行养护管理措施，重视病虫害治理及二次污染防范，最终园区内水体水质达III类地表水标准，能见度可达3m，取得了优良的水系治理效果。