论文部分内容阅读
摘 要：李家教湖综合整治工程通过控制外源污染、清除内源污染、恢复水环境容量、修复水生态系统等工程措施来改善湖泊水质，同时按照生态控制型湖泊定位进行必要的景观提升，为相似湖泊的治理提供借鉴。
关键词：外源污染；内源污染；水环境容量；水生态系统
0 引 言
随着武汉市东西湖区经济社会发展，带来局部水环境质量差、水生态受损重、环境隐患多等问题，影响和损害群众健康，不利于经济社会持续发展。2018年9月武汉市东西湖区环保部门监测数据表明， 23个湖泊中水质劣于IV类标准的湖泊有13个，部分水体仍有恶化趋势，生态功能退化[1]。随着武汉市作为国家中心城市的进一步发展，水污染形势更加严峻，水污染防治工作压力将更加艰巨。
1 概 况
李家教湖位于武汉市东西湖区东山农场光明大队，现状湖泊北侧为东西湖大堤（K32+400处），其它区域为农田。湖泊蓝线面积为22.9ha，蓝线长度约3.2km。蓝线范围内现状基本为鱼塘，面积约21.6ha，最大水深约2m；蓝线范围内堤埂及房屋面积约1.3ha。湖泊现状主要功能为调蓄、养殖。李家教湖属于典型的浅水郊野型湖泊。
2012年以来，武汉市统筹实施《武汉市中心城区湖泊“三线一路”保护规划》，随后通过截污、清淤、岸线治理、生态修复、调水等综合整治措施，相继启动了湖泊岸线生态固稳、“一湖一景”、水质提档升级、“四水共治”、“清水入湖”等系列工程[ ]，水污染恶化趋势基本得到遏制，水环境总体质量得到改善，水污染防治工作初见成效。
2017年至今，为了进一步加大水污染防治力度，保障国家水安全，全面贯彻落实党中央、国务院及省、市政府重大决策部署，切实保障群众健康和经济社会持续发展，武汉市东西湖区政府着手整治辖区内水质不达标的湖泊。其中，要求李家教湖水质达到地表IV类水体，同时将李家教湖定位为生态控制型湖泊。
2 主要问题分析
根据调研数据，李家教湖存在以下4方面的问题。
（1）外源污染较重。现状湖泊水质处于V类水，不满足IV类水体的功能要求，主要超标指标为COD、BOD5、TN、TP，主要污染源为水产养殖造成的面源污染。
（2）内源污染较重。取样底泥主要分为三层——污染层（厚度15～20cm）、过渡层（厚度15～20cm）、本地层（60～70cm），底泥综合污染程度为中度污染，污染物集中在污染层与过渡层。
（3）水生态状况差。李家教湖底栖动物7种，以寡毛纲和摇蚊科幼虫等耐污种类为主；浮游植物35种，隶属于蓝藻门、绿藻门、硅藻门、隐藻门等4个门类，以绿藻门最多；浮游动物14种，包括原生动物、轮虫和桡足类等分类单元，以轮虫的种类最多；湖岸带水生植物分布有香蒲，浅水区域有小面积菹草分布。底栖动物多样性、浮游动植物多样性及密度、水生植物覆盖度等指标综合评价李家教湖水生态状况为中度污染状态。
（4）景观效果差。李家教湖未形成蓝线控制的形态，现状岸坡不规整，蓝线内现状堤梗杂草丛生。
3 湖泊综合整治措施
根据李家教湖现状问题及规划目标，通过外源污染控制、内源污染清除、水生态修复、水环境容量恢复、景观提升等措施进行湖泊综合整治。
3.1 外源污染控制
李家教湖蓝线范围内现状有19个养殖鱼塘，相关部门与养殖户签订协议进行退养还湖，消除主要外源污染。
3.2 内源污染清除
底泥是李家教湖的主要内源污染源，会不断向水体中释放污染物。综合分析淤泥分布、底泥中污染物分布、现状湖泊水质、现状湖泊水生态状况及湖泊功能区划等因素，本工程对李家教湖内污染较为严重的两片鱼塘进行底泥疏浚，清淤面积约11.92ha，平均清淤深度控制在40cm，总清淤量约47661m3。清淤方式采用排水干滩的方式，淤泥进行原位固化处理。
3.3 水环境容量恢复
现状李家教湖由大小不一的19个鱼塘组成，各鱼塘被堤梗分隔，湖泊水环境容量严重受限。综合考虑人行交通及景观绿化的需求，保留蓝线范围内两条现状地埂并将其改造为湖中慢行道，同時在保留的堤梗下设置2根d1200mm和2根d2000mm连通管，保证保留堤梗两侧水体的连通，挖除蓝线范围内其它堤梗至湖底设计高程，恢复湖泊水环境容量。
3.4 水生态修复
在控制外源污染、清除内源污染、恢复水环境容量的前提下，考虑现状水体内部生态系统遭受破坏导致湖泊水质不断恶化，工程利用水生态系统构建技术，向水体中种植水生植物，针对性投放水生动物，立体式构建稳定的水体生态系统，以促进水中悬浮物、污染物质的沉降、吸收、转化、积累，降低水中悬浮物和营养盐的浓度，从而抑制与减少浮游藻类。
（1）水生植物系统。在设计岸线内浅水区域种植再力花、花叶芦竹、水生美人蕉、常绿鸢尾、黄菖蒲等挺水植物，截留周边径流污染；根据TN、TP等目标污染物削减量同时结合植物吸收污染物能力，在湖中区域种植苦草、黑藻、微齿眼子菜、竹叶眼子菜等沉水植物，通过吸收作用和植物附着微生物的分解作用去除有机物和氮，通过吸收、沉淀、吸附和微生物固定等方式直接或间接去除磷[ ]；在湖面局部区域点缀布置萍蓬草、睡莲、荇菜等浮叶植物，吸附有毒污染，同时增强湖泊景观效果。
（2）水生动物系统。为保证整个水生态系统的完整性，在湖泊内投放有溞类浮游动物，环棱螺、无齿蚌等底栖动物，以及虾类、滤食性和肉食性鱼类。
3.5 景观提升
根据李家教湖现状景观状况，同时结合生态控制型湖泊的规划要求，对李家教湖进行必要的景观提升。根据蓝线位置的现状堤梗分布，优化线型，打造环湖绿道主线，同时考虑现状条件结合视线空间分析，保留蓝线范围内两条堤埂作为支线，丰富绿道线路；以蓝线为依托，重塑自然蜿蜒的形态，重建软质缓坡岸线；结合保留的湖中空地，因地制宜以造景手法设置湖心景观岛，丰富视线空间层次，为鸟类、两栖类等生物营造栖息地，丰富生物多样性。
4 结 语
李家教湖综合整治工程通过控制外源污染、清除内源污染、恢复水环境容量、修复水生态系统等工程措施，提升现状湖泊水质，增强水体自净能力，加快水生态系统的恢复进程，保障湖泊生态的可持续发展；同时，通过打造环湖绿道，重建软质缓坡岸线，设置湖心景观岛，达到生态控制型湖泊的定位，为相似湖泊的治理提供借鉴。
参考文献：
[1] 武汉市东西湖区环境监测简报 [EB/OL]. http：//www.dxh.gov.cn/html/qsbm/qhbj/jcjb/2018/1010/98033.shtml
[2] 张文红. 汉阳区湖泊治理的实践与思考[J]. 长江论坛，2018（3）：37-41
[3] 陈祁春. 沉水植物—固定化微生物技术在水源地修复中的应用研究[D].南京大学硕士论文，2011.
关键词：外源污染；内源污染；水环境容量；水生态系统
0 引 言
随着武汉市东西湖区经济社会发展，带来局部水环境质量差、水生态受损重、环境隐患多等问题，影响和损害群众健康，不利于经济社会持续发展。2018年9月武汉市东西湖区环保部门监测数据表明， 23个湖泊中水质劣于IV类标准的湖泊有13个，部分水体仍有恶化趋势，生态功能退化[1]。随着武汉市作为国家中心城市的进一步发展，水污染形势更加严峻，水污染防治工作压力将更加艰巨。
1 概 况
李家教湖位于武汉市东西湖区东山农场光明大队，现状湖泊北侧为东西湖大堤（K32+400处），其它区域为农田。湖泊蓝线面积为22.9ha，蓝线长度约3.2km。蓝线范围内现状基本为鱼塘，面积约21.6ha，最大水深约2m；蓝线范围内堤埂及房屋面积约1.3ha。湖泊现状主要功能为调蓄、养殖。李家教湖属于典型的浅水郊野型湖泊。
2012年以来，武汉市统筹实施《武汉市中心城区湖泊“三线一路”保护规划》，随后通过截污、清淤、岸线治理、生态修复、调水等综合整治措施，相继启动了湖泊岸线生态固稳、“一湖一景”、水质提档升级、“四水共治”、“清水入湖”等系列工程[ ]，水污染恶化趋势基本得到遏制，水环境总体质量得到改善，水污染防治工作初见成效。
2017年至今，为了进一步加大水污染防治力度，保障国家水安全，全面贯彻落实党中央、国务院及省、市政府重大决策部署，切实保障群众健康和经济社会持续发展，武汉市东西湖区政府着手整治辖区内水质不达标的湖泊。其中，要求李家教湖水质达到地表IV类水体，同时将李家教湖定位为生态控制型湖泊。
2 主要问题分析
根据调研数据，李家教湖存在以下4方面的问题。
（1）外源污染较重。现状湖泊水质处于V类水，不满足IV类水体的功能要求，主要超标指标为COD、BOD5、TN、TP，主要污染源为水产养殖造成的面源污染。
（2）内源污染较重。取样底泥主要分为三层——污染层（厚度15～20cm）、过渡层（厚度15～20cm）、本地层（60～70cm），底泥综合污染程度为中度污染，污染物集中在污染层与过渡层。
（3）水生态状况差。李家教湖底栖动物7种，以寡毛纲和摇蚊科幼虫等耐污种类为主；浮游植物35种，隶属于蓝藻门、绿藻门、硅藻门、隐藻门等4个门类，以绿藻门最多；浮游动物14种，包括原生动物、轮虫和桡足类等分类单元，以轮虫的种类最多；湖岸带水生植物分布有香蒲，浅水区域有小面积菹草分布。底栖动物多样性、浮游动植物多样性及密度、水生植物覆盖度等指标综合评价李家教湖水生态状况为中度污染状态。
（4）景观效果差。李家教湖未形成蓝线控制的形态，现状岸坡不规整，蓝线内现状堤梗杂草丛生。
3 湖泊综合整治措施
根据李家教湖现状问题及规划目标，通过外源污染控制、内源污染清除、水生态修复、水环境容量恢复、景观提升等措施进行湖泊综合整治。
3.1 外源污染控制
李家教湖蓝线范围内现状有19个养殖鱼塘，相关部门与养殖户签订协议进行退养还湖，消除主要外源污染。
3.2 内源污染清除
底泥是李家教湖的主要内源污染源，会不断向水体中释放污染物。综合分析淤泥分布、底泥中污染物分布、现状湖泊水质、现状湖泊水生态状况及湖泊功能区划等因素，本工程对李家教湖内污染较为严重的两片鱼塘进行底泥疏浚，清淤面积约11.92ha，平均清淤深度控制在40cm，总清淤量约47661m3。清淤方式采用排水干滩的方式，淤泥进行原位固化处理。
3.3 水环境容量恢复
现状李家教湖由大小不一的19个鱼塘组成，各鱼塘被堤梗分隔，湖泊水环境容量严重受限。综合考虑人行交通及景观绿化的需求，保留蓝线范围内两条现状地埂并将其改造为湖中慢行道，同時在保留的堤梗下设置2根d1200mm和2根d2000mm连通管，保证保留堤梗两侧水体的连通，挖除蓝线范围内其它堤梗至湖底设计高程，恢复湖泊水环境容量。
3.4 水生态修复
在控制外源污染、清除内源污染、恢复水环境容量的前提下，考虑现状水体内部生态系统遭受破坏导致湖泊水质不断恶化，工程利用水生态系统构建技术，向水体中种植水生植物，针对性投放水生动物，立体式构建稳定的水体生态系统，以促进水中悬浮物、污染物质的沉降、吸收、转化、积累，降低水中悬浮物和营养盐的浓度，从而抑制与减少浮游藻类。
（1）水生植物系统。在设计岸线内浅水区域种植再力花、花叶芦竹、水生美人蕉、常绿鸢尾、黄菖蒲等挺水植物，截留周边径流污染；根据TN、TP等目标污染物削减量同时结合植物吸收污染物能力，在湖中区域种植苦草、黑藻、微齿眼子菜、竹叶眼子菜等沉水植物，通过吸收作用和植物附着微生物的分解作用去除有机物和氮，通过吸收、沉淀、吸附和微生物固定等方式直接或间接去除磷[ ]；在湖面局部区域点缀布置萍蓬草、睡莲、荇菜等浮叶植物，吸附有毒污染，同时增强湖泊景观效果。
（2）水生动物系统。为保证整个水生态系统的完整性，在湖泊内投放有溞类浮游动物，环棱螺、无齿蚌等底栖动物，以及虾类、滤食性和肉食性鱼类。
3.5 景观提升
根据李家教湖现状景观状况，同时结合生态控制型湖泊的规划要求，对李家教湖进行必要的景观提升。根据蓝线位置的现状堤梗分布，优化线型，打造环湖绿道主线，同时考虑现状条件结合视线空间分析，保留蓝线范围内两条堤埂作为支线，丰富绿道线路；以蓝线为依托，重塑自然蜿蜒的形态，重建软质缓坡岸线；结合保留的湖中空地，因地制宜以造景手法设置湖心景观岛，丰富视线空间层次，为鸟类、两栖类等生物营造栖息地，丰富生物多样性。
4 结 语
李家教湖综合整治工程通过控制外源污染、清除内源污染、恢复水环境容量、修复水生态系统等工程措施，提升现状湖泊水质，增强水体自净能力，加快水生态系统的恢复进程，保障湖泊生态的可持续发展；同时，通过打造环湖绿道，重建软质缓坡岸线，设置湖心景观岛，达到生态控制型湖泊的定位，为相似湖泊的治理提供借鉴。
参考文献：
[1] 武汉市东西湖区环境监测简报 [EB/OL]. http：//www.dxh.gov.cn/html/qsbm/qhbj/jcjb/2018/1010/98033.shtml
[2] 张文红. 汉阳区湖泊治理的实践与思考[J]. 长江论坛，2018（3）：37-41
[3] 陈祁春. 沉水植物—固定化微生物技术在水源地修复中的应用研究[D].南京大学硕士论文，2011.