CN110835166A - 一种系统的浅水人工湖生态修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种系统的浅水人工湖生态修复方法，包括以下步骤：1)浅水人工湖底泥处理与处置；2)水下森林构建；3)岸坡生态修复；4)入湖口植物栅构建；5)复氧曝气；6)生物操纵。本发明能够有效地削减人工湖外部面源污染，提高水体自净能力，恢复生物多样性，增强生态系统功能稳定性，提升湖区生态景观效果；同时能够避免对外界环境的影响及降低工程成本。

Description

一种系统的浅水人工湖生态修复方法
技术领域
本发明涉及一种系统的浅水人工湖生态修复方法。
背景技术
随着社会经济的发展和人居生活环境的提高，人们日益意识到园区水系对调节小气候、美化景观、保护生物多样性的重要作用。为此，建设方日益将打造园区景观水系作为公共活动园区、校区、办公园区、住宅园区等建设的亮点，相关案例越来越多。
然而，由于建设方对生态构建技术和水污染控制技术研究的不足，国内园区水系往往存在水质恶化、生态系统退化等问题，生态景观效果大打则扣。尤其是作为园区水系核心的景观湖——浅水人工湖，由于水体流速缓慢、换水周期较长等原因，问题更加突出。
目前广泛采用的浅水人工湖生态修复技术主要有三类：一是物理方法，即通过工程措施，进行机械除藻、疏挖底泥、引水稀释等，但往往治标不治本，只能作为对付突发性水体污染的应急措施；二是化学方法，如加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等，但花费大，并易造成二次污染；三是生物—生态方法，如放养控藻型生物、构建人工湿地和水生植被，这是当前的研究热点，但目前国内采用的生物—生态方法往往是单项技术的运用或简单的组合，尚缺乏一个系统的浅水人工湖生态修复与功能重建的技术体系。
发明内容
为解决园区浅水人工湖水质恶化和生态系统退化问题，本发明提供了一种系统的浅水人工湖生态修复方法，能够有效地削减人工湖外部面源污染，提高水体自净能力，恢复生物多样性，增强生态系统功能稳定性，提升湖区生态景观效果；同时能够避免对外界环境的影响及降低工程成本。
为实现上述目的，本发明提供的一种系统的浅水人工湖生态修复方法，其技术方案包括以下步骤：1)浅水人工湖底泥处理与处置；2)水下森林构建；3)岸坡生态修复；4)入湖口植物栅构建；5)复氧曝气；6)生物操纵；
所述浅水人工湖底泥处理与处置是指对浅水人工湖进行清淤，指选择人工湖的一处淤塞或基本淤塞的湖湾尽头，将淤泥输送至至此存积，浓缩后种植水生植物，将该处改造成沼生湿地淤泥输送至湖湾处存积，浓缩后种植水生植物，形成沼生湿地；同时，湖底投撒消毒剂进行底质改良；
水下森林构建是指沉水植物种植，形成水下子生态系统；
岸坡生态修复是指清理坡面，保持自然驳岸形态，岸坡上增加植被固土，防止水土流失和削减雨水径流污染；
入湖口植物栅构建是指在水系入湖口密植挺水植物，拦截过滤可能进入景观湖的泥沙、有机质、杀虫剂和其它有害物质，控制面源污染；
复氧曝气装置采用喷泉曝气机，根据水质在线监测数据，当水中溶氧量小于阈值时，曝气装置开启；
生物操纵是指在基础生态系统构建完善后，放养底栖动物和鱼类。
进一步地，清淤厚度为30cm～50cm；沼生湿地内部种植的水生植物201选用荷花、萍蓬，边坡密植的挺水植物选用水葱、梭鱼草、再力花，岸上种植的草本植物选用麦冬、狗牙根；消毒剂采用氢氧化钙，消毒剂的使用量应不小于150g/m2，选择晴天施用，消毒剂的泼洒应均匀、不遗漏。
进一步地，湖底种植的沉水植物选用以矮生耐寒苦草为主，适量搭配微齿眼子菜。沉水植物的种植面积宜为湖面面积的45％～60％。
进一步地，岸坡生态修复增加植被固土，选用的植物有挺水植物再力花、黄菖蒲、黄花鸢尾、芦苇、水葱、梭鱼草，岸上的植被选用草本植物麦冬、狗牙根。自然驳岸长度占总驳岸比例不应小于70％。
进一步地，入湖口植物栅构建中采用大型挺水植物，选用的植物有再力花和芦苇，再力花种植密度不小于20芽/丛，6丛/m2，芦苇种植密度不小于80株/m2。
进一步地，所述的底栖动物选用环棱螺、螺蛳、无齿蚌，鱼类放养品种以鲢鱼、鳙鱼为主，少量搭配自生繁殖的草鱼、鲤鱼、鲫鱼等。
施工时，首先通过水力冲挖法将淤泥输送至所选择的淤塞或基本淤塞的湖湾尽头，再通过投撒消毒剂对剩下的底泥进行消毒改良；底质改良后，开展湖底沉水植物种植、岸坡固土植物种植和入湖口植物栅构建；沉水植物种植时，保证初始水位约为50cm，并保持该水位3-5天以确保沉水植物存活，之后开始进水，水位上升约30cm后进行下一步的水生植物种植工作，直至完成所有的种植工作；沉水植物扎根生长后，安装喷泉曝气机，曝气造流，提高水中溶解氧；基础水生态系统构建完善后，放养底栖动物和鱼类，形成完善的水生态系统。
在修复后，需加强日常进行水质监测和运行管理水质监测和运行管理；所述的水质监测和运行管理内容包括水生植物补种及收割、水生动物群落结构调整及水位调控等，监控部分包括水质相关指标的及时监测，同步了解水体生态系统的健康状况。秋冬平均水深控制在1.0～1.2m，春夏平均水深控制在1.2～1.5m。
本发明的优点有：1)本方法修复后的结构具有自我恢复能力、自净能力，且具有工程造价低、运行成本低、治污效果、生态效益和美化效果显著的优点；2)本方法将清除的淤泥于湖湾处构建沼生湿地，不仅避免了因运输、处置淤泥对环境的影响和成本的增加，而且实现了垃圾资源的再利用与生态景观提升的有效统一，并增加了环境恢复能力；3)本方法沉水植物种植选用的矮生耐寒苦草，具有植株低矮、耐寒的特点，极适合在浅水人工湖中种植，常年基本不用收割，顺利过冬，管理方便；4)本方法根据生物-生态方法中各项措施的技术特点和优势，进行了系统地梳理和优化组合，能够有效地发挥各项措施之间的协同作用。
附图说明
图1为本发明实施例浅水人工湖生态修复总平图。
图2为本发明实施例岸坡生态修复典型断面图。
图2a是在图2的基础上增加松木桩的岸坡生态修复典型断面图。
图3为本发明实施例植物栅典型剖面图。
图4为本发明实施例沼泽湿地典型剖面图。
具体实施方式
如图所示，本发明提供的一种系统的浅水人工湖生态修复方法包括以下技术内容：1)浅水人工湖底泥处理与处置；2)水下森林构建102；3)岸坡生态修复103；4)入湖口植物栅构建104；5)复氧曝气105；6)生物操纵106。
在进行修复前检测浅水人工湖的水体污染指标和底泥污染指标；所述的水体污染指标包括pH、电导率、浊度、化学需氧量、氨氮、总磷、高锰酸盐指数和叶绿素，底泥污染指标包括有机质和汞。
所述浅水人工湖底泥处理与处置是指选择人工湖的一处淤塞或基本淤塞的湖湾尽头，将其改造成沼生湿地101，这样可以就地存积对人工湖清淤的淤泥，避免污泥运输造成的环境污染、处置困难及运输成本，而又能促进当地环境。在对浅水人工湖进行清淤时，清淤厚度30cm～50cm，淤泥输送至所选择的湖湾尽头处存积，在沼生湿地101和人工湖之间按需要筑岸坡堤坝或植物栅等隔离设施，如果原有的淤塞处和人工湖之间已自然形成满足要求的隔离，则对人工湖这一侧进行岸坡修复即可。
存积的淤泥浓缩后种植水生植物201，形成沼生湿地101。同时，对于清淤后的湖底投撒消毒剂进行底质改良，消毒剂采用氢氧化钙，消毒剂的使用量应不小于150g/m2，选择晴天施用，消毒剂的泼洒应均匀、不遗漏。底质改良后再铺设20cm厚的种植土200。
优选的方式是，对于沼泽湿地设置处，在原土夯实的基础上，再输送入人工湖清淤底泥501，人工湖清淤底泥的厚度控制在100-150cm之间，然后在其上种植水生植物201。
沼生湿地内部种植的水生植物201选用荷花、萍蓬，边坡密植的挺水植物202选用水葱、梭鱼草、再力花，岸上种植的草本植物203选用麦冬、狗牙根。
所述的水下森林102构建是指沉水植物204种植，沉水植物选用以矮生耐寒苦草为主，适量搭配微齿眼子菜，微齿眼子菜种植面积占比控制在水下森林面积的5％～20％。
所述的岸坡生态修复103是指清理坡面，保持自然驳岸形态，岸坡上增加植被固土。选用的挺水植物202有再力花、菖蒲、鸢尾、芦苇、水葱、梭鱼草，岸坡上增加植被采用草本植物203，有麦冬、狗牙根。
如图2a所示，对于局部冲刷比较严重的岸坡，还可增加设置松木桩401固土。
所述的入湖口植物栅104构建是指在水系入湖口密植大型挺水植物301，拦截过滤可能进入景观湖的泥沙、有机质、杀虫剂和其它有害物质，控制面源污染。选用的植物有再力花和芦苇，再力花种植密度不小于20芽/丛，6丛/m2，芦苇种植密度不小于80株/m2。
所述的复氧曝气装置采用喷泉曝气机105，当水中溶氧量＜5.0mg/L时，曝气装置开启人工充氧。沉水植物204的种植面积宜为湖面面积的45％～60％，喷泉曝气机105处在被水下森林水域围绕的水域中。
所述的生物操纵106是指在基础生态系统构建完善后，放养底栖动物和鱼类。底栖动物选用环棱螺、螺蛳、无齿蚌，鱼类放养品种以鲢鱼、鳙鱼为主，少量搭配自生繁殖的草鱼、鲤鱼、鲫鱼，投加尾数占比控制在5％～10％。
所述的水质监测和运行管理内容包括水生植物补种及收割、水生动物群落结构调整及水位调控等。
实施时，在通过检测水体污染指标和底泥污染指标判断浅水人工湖的受污染程度后，首先，通过水力冲挖法将淤泥输送至新筑围堰中构建沼生湿地，再通过投撒氢氧化钙对剩下的底泥进行消毒改良。底质改良后，开展湖底沉水植物种植、岸坡固土植物种植和入湖口植物栅构建。水生植物种植特别是沉水植物种植时，保证初始水位约为50cm，并保持该水位3-5天以确保水生植物存活，之后开始进水，水位上升约30cm后进行下一步的水生植物种植工作，直至完成所有的种植工作。沉水植物扎根生长后，安装喷泉曝气机，曝气造流，提高水中溶解氧。基础水生态系统构建完善后，放养底栖动物和鱼类，形成完善的水生态系统。浅水人工湖生态系统修复成功后，日常应加强水质监测和运行管理。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的范围内，做出的变化、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种系统的浅水人工湖生态修复方法，其特征在于包括：
1)浅水人工湖底泥处理与处置；2)水下森林构建；3)岸坡生态修复；4)入湖口植物栅构建；5)复氧曝气；6)生物操纵；
所述浅水人工湖底泥处理与处置是指对浅水人工湖进行清淤，指选择人工湖的一处淤塞或基本淤塞的湖湾尽头，将淤泥输送至至此存积，浓缩后种植水生植物，将该处改造成沼生湿地淤泥输送至湖湾处存积，浓缩后种植水生植物，形成沼生湿地；同时，湖底投撒消毒剂进行底质改良；
水下森林构建是指沉水植物种植，形成水下子生态系统；
岸坡生态修复是指清理坡面，保持自然驳岸形态，岸坡上增加植被固土，防止水土流失和削减雨水径流污染；
入湖口植物栅构建是指在水系入湖口密植挺水植物，拦截过滤可能进入景观湖的泥沙、有机质、杀虫剂和其它有害物质，控制面源污染；
复氧曝气装置采用喷泉曝气机，根据水质在线监测数据，当水中溶氧量小于阈值时，曝气装置开启；
生物操纵是指在基础生态系统构建完善后，放养底栖动物和鱼类。
2.根据权利要求1所述的一种系统的浅水人工湖生态修复方法，其特征在于清淤厚度为30cm～50cm；沼生湿地内部种植的水生植物选用荷花、萍蓬，边坡密植的挺水植物选用水葱、梭鱼草、再力花，岸上种植的草本植物选用麦冬、狗牙根；消毒剂采用氢氧化钙，消毒剂的使用量应不小于150g/m2，选择晴天施用，消毒剂的泼洒应均匀、不遗漏。
3.根据权利要求1所述的一种系统的浅水人工湖生态修复方法，其特征在于湖底种植的沉水植物选用以矮生耐寒苦草为主，搭配微齿眼子菜，沉水植物的种植面积宜为湖面面积的45％～60％。
4.根据权利要求1所述的一种系统的浅水人工湖生态修复方法，其特征在于自然驳岸长度占总驳岸比例不应小于70％。
5.根据权利要求4所述的一种系统的浅水人工湖生态修复方法，其特征在于人工湖岸坡上增植的挺水植物选用再力花、黄菖蒲、黄花鸢尾、芦苇、水葱、梭鱼草；岸上种植的植被选用草本植物麦冬、狗牙根。
6.根据权利要求1所述的一种系统的浅水人工湖生态修复方法，其特征在于入湖口植物栅构建采用大型挺水植物，选用的植物有再力花和芦苇，再力花种植密度不小于20芽/丛，6丛/m2，芦苇种植密度不小于80株/m2。
7.根据权利要求1所述的一种系统的浅水人工湖生态修复方法，其特征在于底栖动物选用环棱螺、螺蛳、无齿蚌，鱼类放养品种以鲢鱼、鳙鱼为主，搭配自生繁殖的草鱼、鲤鱼、鲫鱼。
8.根据权利要求1所述的一种系统的浅水人工湖生态修复方法，其特征在于首先通过水力冲挖法将淤泥输送至所选择的淤塞或基本淤塞的湖湾尽头，再通过投撒消毒剂对剩下的底泥进行消毒改良；底质改良后，开展湖底沉水植物种植、岸坡固土植物种植和入湖口植物栅构建；沉水植物种植时，保证初始水位约为50cm，并保持该水位3-5天以确保沉水植物存活，之后开始进水，水位上升约30cm后进行下一步的水生植物种植工作，直至完成所有的种植工作；沉水植物扎根生长后，安装喷泉曝气机，曝气造流，提高水中溶解氧；基础水生态系统构建完善后，放养底栖动物和鱼类，形成完善的水生态系统。
9.根据权利要求1所述的一种系统的浅水人工湖生态修复方法，其特征在于在修复后，需要加强日常进行水质监测和运行管理；水质监测和运行管理内容包括水生植物补种及收割、水生动物群落结构调整及水位调控，监控部分包括水质相关指标的及时监测，同步了解水体生态系统的健康状况；秋冬平均水深控制在1.0～1.2m，春夏平均水深控制在1.2～1.5m。
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