CN102092857A - 生物链构造技术修复河湖水系的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物链构造技术修复河湖水系的方法，该方法是在河湖水系中构建生物链系统，该生物链系统由沉水植物、挺水植物、漂浮植物、浮叶植物、水生动物和浮游动物组成。该方法避免了物理或化学技术对水体的扰动和破坏，适用于水系生态结构受损或不健全的河湖水体。经过该技术处理的河湖水体接近自然水体，生态功能逐步恢复，自净能力逐步提高。此外，该方法操作简单，投资省，无污染，且不占用河湖水体以外的额外空间，节省土地。

Description

生物链构造技术修复河湖水系的方法

技术领域

本发明涉及一种水体修复技术，具体涉及河湖水系生物链构造技术。

背景技术

河湖水系原有的生态系统，又称原生净化系统，是由存在于其中的砾石、河床及河岸材料以及生长于其中的水生植物、浮游动物、底栖动物以及大型水生植物构成。这一系统具有一定的水质净化能力，可以对外来污染物进行稀释、分解。但是，随着河湖水体污染的日益严重，原生净化系统遭到破坏，河湖水系原有的净化能力逐渐减弱；当外来污染达到一定程度以后，则原生净化系统的净化能力彻底消失，并随着污染的累积，污染程度不断加剧，最终导致水体的恶化和水环境功能的丧失。城市中以再生水作为补水水源输入河湖，其水质中部分污染物质的浓度相对较高，对现有十分脆弱的城市河湖的原生净化系统造成一定程度的破坏，且原生净化系统净化能力有限，不能满足净化再生水的需要。所以必须对部分河湖缺失的原生净化系统进行强化，构造生物链，对消失的原生净化系统进行恢复和重建，使其具备一定的净化功能及耐冲击能力，以应对再生水输入后可能产生的一系列问题。

目前公知的河湖水体修复或净化方法片面强调某一种作用，如物理方法、化学方法，单一强调水体充氧或注重降低氮、磷、有机物的含量；部分应用的生物方法片面强调水生植物或微生物的作用，单一种植沉水植物或投放微生物，没有从河湖水系生态系统的全面因素和作用加以考虑，因此收效甚微或效果维持时间较短。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明利用生物链构造技术，提供一种在肯定河湖水系原有生态结构和功能作用的前提下，采取人为措施加以干预，从构成水系生态系统的重要元素——水生植物、水生动物、浮游动物等入手，恢复和健全水系生态结构，改善水系功能，从而同时实现水质的净化和生态的修复，提高水体自净能力，实现河湖水系的健康发展和良性循环的水体生态修复方法。

为实现上述目的，本发明包括如下技术方案：

生物链构造技术修复河湖水系的方法，该方法是在河湖水系中构建生物链系统，该生物链系统由沉水植物、挺水植物、漂浮植物、浮叶植物和水生动物组成。

如上所述的方法，其中，沉水植物可植入河湖水系水底，初次种植密度优选为纵横间距30-g0cm，种植面积优选为覆盖水体面积40-70％；挺水植物可植入河湖水系水底，种植面积优选为覆盖水体面积不超过20％，初次种植密度优选为每平方米1-2株；漂浮植物和浮叶植物种植面积优选为覆盖水体面积不超过10％，初次种植密度优选为每平方米1-2株；水生动物优选为鱼类、河蚌和/或螺类，鱼类初始放养密度优选为不大于50g/立方米水，河蚌和/或螺类放养密度优选为不大于1g/升水。

如上所述的方法，其中，沉水植物可选自金鱼藻、狐尾藻、黑藻、马来眼子菜、龙须眼子菜、微齿眼子菜和穿叶眼子菜中的至少三种。

如上所述的方法，其中，挺水植物优选为芦苇、蒲草、菖蒲、鸢尾、水葱、慈姑和/或千屈菜。

如上所述的方法，其中，漂浮植物和浮叶植物优选为菱角、睡莲、水葫芦和/或荇菜。

如上所述的方法，其中，鱼类优选为白鲢、鳙鱼、鲤鱼、草鱼和/或鲫鱼。

如上所述的方法，其中，河蚌优选为背角无齿蚌、冠蚌和/或三角帆蚌。

如上所述的方法，其中，该生物链系统还可包括浮游动物。

如上所述的方法，其中，浮游动物优选为桡足类和/或枝角类动物。

本发明的有益效果在于，应用本发明的方法构建生物链系统，避免了物理或化学技术对水体的扰动和破坏，适用于水系生态结构受损或不健全的河湖水体。经过该技术处理的河湖水体接近自然水体，生态功能逐步恢复，自净能力逐步提高。此外，该系统操作简单，投资省，无污染，且不占用河湖水体以外的额外空间，节省土地。

应用试验表明，依照本发明的方法构建生物链系统后，生态修复区内水体感官状况明显好于修复区外，水面没有明显水华，水体透明度较修复区外提高5-10cm；生态修复区内与修复区外相比，氨氮、悬浮物、总磷、总氮、化学需氧量和叶绿素a的去除率分别为33％、17％、14％、28％、14％和41％，主要污染物浓度有明显降低。

具体实施方式

以下结合具体实例对本发明进行进一步详细说明。

应用本发明方法构建的生物链系统是由沉水植物、挺水植物、漂浮植物、浮叶植物和水生动物组成。

沉水植物是该系统的主要组成部分，主要为修复水体所在地区的本地品种，北方可采用金鱼藻、狐尾藻、黑藻、马来眼子菜、穿叶眼子菜等；根据需要和实际情况适当引进外地品种，主要以生长能力强、水质净化效果好的品种为主。同一水域中沉水植物种类不得少于三种，初次种植密度为纵横间距30-80cm，密度过大，不利于植物吸收光照，过小不易形成群落，植物量少。种植面积应覆盖水体面积40-70％，覆盖面积过小，植物不能形成群落，不利于生长，且净化效果差，面积过大，富余空间小，不利于沉水植物生长分蘖，且不利于其它挺水和浮叶植物及水生动物生长。可采用根部裹泥直接沉入水底的种植方法，也可根据实际情况采用其它方法。不同种类植物可单独种植也可分开种植。

挺水植物在该系统中主要起净化和美观的作用，主要为修复水体所在地区的本地品种，根据需要和实际情况适当引进外地品种，主要以生长能力强、水质净化和景观效果好的品种为主，在北方地区应能耐寒越冬，例如可选用芦苇、蒲草、鸢尾、水葱、千屈菜等。挺水植物的种植面积应覆盖水体面积不超过20％，因其生长繁殖较快，所以初始密度不宜过大。初次种植密度为每平方米1-2株，可采用铁锹挖坑直接种植的方式，也可根据实际情况采用其它方法。不同种类植物可单独种植也可分开种植。

漂浮植物和浮叶植物在该系统中主要起净化和美观的作用，主要为修复水体所在地区的本地品种，以生长能力强、生物量大和景观效果好的品种为主，在北方地区应能耐寒越冬，例如菱角、荇菜等。漂浮植物种植面积应覆盖水体面积不超过10％，避免过多覆盖水体，影响光照，不利沉水植物生长。初次种植密度为每平方米1-2株。

考虑水体深度和景观效果，沉水、挺水、浮叶植物自岸边向水体中间的种植顺序应为挺水和浮叶-沉水。挺水和浮叶植物可种在岸边浅水区，沉水植物可在水体较深区域种植，漂浮植物可以与其它三类植物交叉种植。

水生动物主要指鱼类、河蚌、螺类，为生物链系统的重要组成部分，对于藻类含量高(水体透明度＜20cm)的水体初始放养鱼类以白鲢为主，密度为不大于50g/方水；随着藻类含量降低(水体透明度增加＞100cm)，可以适当增加鳙鱼，密度为不大于10g/方水；后期沉水植物生长旺盛，水质较好后，可适当增加鲤鱼、草鱼和鲫鱼，三种总密度不大于5g/方水。河蚌可以采用修复水体所在地区的本地品种，也可从外地引进，以背角无齿蚌、冠蚌、三角帆蚌为主，密度为不大于1g/升水，如果有条件，蚌类宜采用悬挂放养方式，有利于水体表层藻类的去除。

该系统中还可包括浮游动物，主要指桡足类、枝角类等，具体品种可从本地浮游动物丰富的水体中引进，具体密度没有要求，可分季节不定期引入。

该生物链系统中，沉水植物的茎、叶和表皮都与根一样具有吸收作用，且皮层细胞含有叶绿素，有进行光合作用的功能，这种结构对水体中营养盐类的吸收降解及对重金属元素的浓缩富集都有很强的作用，因此沉水植物可以有效地吸收水中的营养物质，降解人工合成物质和有害物质等，并释放氧气，有利于水生动物生长。同时，沉水植物通过与浮游藻类争夺营养、光照而有效抑制藻类的过量生长，从而提高水体透明度。挺水植物可以通过根系吸收水体中的营养物质，并减少水面光照。漂浮植物和浮叶植物不仅可以增加水体美观，更可以减少水体光照，抑制藻类生长。各类水生植物在发挥各自作用的同时，在一定程度上可以增加水体中溶解氧的含量，有利于水生动物生长，并可以为鱼类和浮游动物等提供觅食和栖息、活动场所，有利于水生动物生长和繁殖。

实施例1龙潭西湖生态修复试验区

北京市龙潭西湖水体为再生水补水，水中藻类繁殖旺盛，主要为水华蓝藻。生态修复试验区面积50平方米，采用防水布四周封闭，底部为湖底原状底泥，未封闭，修复区内水体深度0.6-1.0米，水体体积30-50方。

沉水植物种植品种主要为狐尾藻、黑藻、金鱼藻、马来眼子菜、穿叶眼子菜、龙须眼子菜、微齿眼子菜，种植面积约50％；挺水植物主要为蒲草，水体中原有少量芦苇，种植面积约10％；漂浮和浮叶植物有菱角、荇菜，种植面积约2％。水生动物主要放养鲢鱼和河蚌(背角无齿蚌和褶纹冠蚌)，鲢鱼密度35g/立方米，河蚌密度0.5g/L。因水体中原有一定密度的浮游动物，故未再引进。

生态修复区建成3个月后，现场观测和水质监测结果显示，各类植物生长状况良好，沉水植物和挺水植物均有繁殖、分蘖，菱角和荇菜均结果、开花，鱼类和蚌类生长良好；生态修复区内水体感官状况明显好于修复区外，水面没有明显水华，水体透明度较修复区外提高5-10cm；水质分析结果表明：生态修复区内与修复区外相比，氨氮、悬浮物、总磷、总氮、化学需氧量和叶绿素a的去除率分别为33％、17％、14％、28％、14％和41％，主要污染物浓度有明显降低。

Claims (9)

1.生物链构造技术修复河湖水系的方法，其特征在于，该方法是在河湖水系中构建生物链系统，该生物链系统由沉水植物、挺水植物、漂浮植物、浮叶植物和水生动物组成。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述沉水植物植入河湖水系水底，初次种植密度为纵横间距30-80cm，种植面积为覆盖水体面积40-70％；

所述挺水植物植入河湖水系水底，种植面积为覆盖水体面积不超过20％，初次种植密度为每平方米1-2株；

所述漂浮植物和浮叶植物种植面积为覆盖水体面积不超过10％，初次种植密度为每平方米1-2株；

所述水生动物为鱼类、河蚌和/或螺类，鱼类初始放养密度为不大于50g/立方米水，河蚌和/或螺类放养密度为不大于1g/升水。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述沉水植物选自金鱼藻、狐尾藻、黑藻、马来眼子菜、龙须眼子菜、微齿眼子菜和穿叶眼子菜中的至少三种。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述挺水植物为芦苇、蒲草、菖蒲、鸢尾、水葱、慈姑和/或千屈菜。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述漂浮植物和浮叶植物为菱角、睡莲、水葫芦和/或荇菜。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述鱼类为白鲢、鳙鱼、鲤鱼、草鱼和/或鲫鱼。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述河蚌为背角无齿蚌、冠蚌和/或三角帆蚌。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述生物链系统还包括浮游动物。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述浮游动物为桡足类和/或枝角类动物。