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摘 要：本文以杭州后横港河生态治理工程为例，全面阐述了应用浮游动物+水生植物技术对城市河道进行生态修复的机理、技术方案、水质监测和评价分析，最后得出结论和建议。结果显示，该技术对城市黑臭河道具有良好的修复作用，水质改善效果显著，并具有成本较低、无生物副作用、水质长期维持等优点。
关键词：水环境；生物；生态；修复技术；工程实践
本文研究了浮游动物+水生植物相结合的技术手段修复城市黑臭河道的情况。在浮游动物方面，主要是进行生物操纵控藻除浊，投加食藻虫（属于滤食性枝角类浮游动物）作为启动因子，引导水体生态修复综合技术，降低藻类密度，提高水体透明度，为水下沉水植被生态修复创造条件。在水生植物方面，采用水生植物塘技术，以沉水植物种植为主，吸收氮、磷营养物质，降级富营养化程度；同时结合水体增氧技术，点缀部分生态岛。最后，逐步引入挺水和浮叶植物、浮游动物、鱼虾螺贝类和有益微生物群，通过优化营养结构，构建功能完善的生态系统，巩固和维持生态修复后续河道自净效果。
杭州后横港河位于杭州市拱墅区，为京杭大运河支流之一，长约1300m，河道宽度10～22m，水深1～1.8m，水域面积约20900m2。河道治理前水体富营养化。根据水质分析数据和工程前期现场调查，治理前水体有机污染较重，透明度仅30～50cm，溶解氧低，氮磷含量较高。河道沿岸主要有三处排污口，时有生活污水、废水排入河道。该河道共分两期实施生态治理，均采用了浮游动物+水生植物修复技术，修复后部分水质指标已经达到国家IV类和II类水质标准，水质改善效果显著。
1修复技术与实施
本文主要研究横港河生态修复二期工程，二期工程全长约730m，水域面积约14500 m2。工程分生态修复与养护两个阶段，其中生态修复施工期2个月，养护期2年。工程实施内容为：
1.1排水及安装复氧曝气管。将水位降到20-30cm，投入食藻虫，消除导致水体富营养化的蓝绿藻，同时活化水体及底泥。然后，整段河道进行曝气管道安装，为初期实施辅助性复氧曝气作准备。
1.2种植沉水植物并逐步恢复水位。河床种植沉水植物约14000m2，包括金鱼藻、伊乐藻、轮叶黑藻、红线草、小黄草、四季常绿改良苦草，根据加水速度与河水深度选择插秧法、配重抛秧法等。
1.3布置排污口预处理等设施，并种植挺水植物和放养动物。安装排污口预处理设施，种植聚草。制作和安装浮岛，种植挺水植物常绿鸢尾、千屈菜、旱伞草等。
1.4接种食藻虫。沉水植被种植完成后，接种食藻虫，接种量为20g/m2。共投放接种食藻虫4次，消除水体中的蓝绿藻和悬浮物等。
1.5放养水生动物。待生态系统稳定后，逐步在水体中放入螺贝和鱼虾等高等水生动物，食藻虫和水生植被可以被高级水生动物吃掉，通过食物链把水体中的氮、磷营养物质转移出，降低富营养化程度。
1.6在工程养护阶段，及时补种水生动植物，做好水面保洁、水草及时收割、水质跟踪监测以及有关突发情况应对等，确保水质稳定。
2河道水质监测成果及评价
2.1监测断面
本工程共设立三个水质监测断面。以河道西端土坝为起点，选定的三个监测断面分别为0+100m、0+500m和0+900m处。
2.2水质跟踪监测
本工程施工前，监测河道水质背景值，指标包括：溶解氧（DO）、氨氮（NH3+-N）、高锰酸盐指数（CODMn）、总磷（TP）、透明度（SD）。
2.3水体修复前水质分析
根据河道水体修复前水质监测结果，对照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）分析，后横港河道生态修复河段水体治理前0+100和0+500两个断面水质总体为劣Ⅴ类，水体浑浊，透明度较低，主要水质指标氨氮、总磷严重超标，水质总体呈现为严重富营养化状态。其中0+900断面在已修复的一期工程内，水质指标除氨氮偏高外，其他指标总体较好，基本在国家Ⅲ类水质以上。
2.4水体修复后水质总体分析
与修复前水质相比，实施生态修复1个月后横港河道水体水质有明显提高，各项水质指标显示：0+100米监测断面为劣Ⅴ类水，0+500米监测断面为Ⅴ类水；修复完成2个月后，0+100和0+500两个断面水体水质主要富营养指标基本达到Ⅲ～Ⅳ类水质标准，透明度达1.5m，水体基本清澈见底，水质净化效果十分显著；而修复4个月后监测数据表明，DO、透明度显著增加，氨氮、总磷及高锰酸钾指数迅速下降，根据《地表水环境质量标准》（GB-3838-2002），此时期水体水质已达到Ⅱ—Ⅲ标准。而断面0+900在一期已修复水体内，水质指标总体保持稳定，基本维持在国家地表水Ⅲ类水标准以上。
3结论与建议
通过对各项主要水质指标的跟踪监测分析表明，后横港河道二期通过浮游动物+水生植物技术进行生态修复，已形成一个稳定的具有较强生态自净能力的水生态系统，氮、磷等富营养化物质大大去除，河道水质得到显著改善，水体清澈见底，修复水体水质基本达到了国家地表水Ⅲ类水标准，达到了预期的修复目标。综合分析本工程的关键点、难点及各种突发状况的处理，提出如下结论与建议：
3.1合理搭配水生动植物及微生物，构建完整的水生态系统
生态系统都有能量流动、物质循环、信息传递及自我调节的功能。城市河道作为城市生态系统的一个子系统，由包括浮游动物在内的水生动物、包括沉水植物和挺水植物等在内的水生植物以及微生物等组成，生物群落与周围环境构成一个整体，要维持良好的生态平衡和自净能力。
3.2确保食藻虫存活并發挥引导作用，保证沉水植被的有效覆盖率
若食藻虫无法在工程修复水域大量存活，未能在短期内快速提高水体透明度，将会严重影响沉水植物所受光照强度。沉水植物未能正常进行光合作用，将不能有效生长改善水体，甚至死亡腐烂而污染水体。
3.3加强水生植物的捕获与管理，防止带来二次污染
水生植物死亡之后，腐烂分解会释放大量的有机物和营养盐，使河水颜色加深，有时还伴随藻类和原生动物的疯长，因缺氧导致鱼虾死亡、水质恶化。因此，必须定期对水面漂浮物和水下水生植物收获利用，减轻二次污染，减少生物质沉积。
3.4加大沿河截污纳管力度，保障河道生态修复成果
要重视河流保护的阶段性，即“先治污，后生态”的理念。西方国家从20世纪60-70年代开始高强度治污，等到污染基本得到控制以后，到80年代开始河流生态修复试点。因此，要加大沿河生活和工业污水截污纳管力度，大大减少排入河道水体的污染物量。否则仅对重污染的水体采用生态修复治理的效果会大打折扣，甚至会劳而无功。
3.5定期开展水质监测和巡查，建立河道生态修复稳定长效管理
河道生态修复是一个动态、长期的修复过程，后期水体的维护和日常管理非常重要。城市河道水质会受到降雨量、废污水排入、突发状况等方面影响，除了日常的水质保洁外，要定期进行水体水质监测工作，以便随时调控水生植物生长，优化水动植物结构和数量，对水体进行增氧，保持水体生态稳定平衡。
参考文献
1.刘延恺.城市水环境与生态建设[M].中国水利水电出版社.2009.9
2.丁爱中、郑蕾、刘钢.河流生态修复理论与方法[M].中国水利水电出版社.2011.4
3.刘小梅.现代城市河道生态修复方法与实践[J].山西水利科技.2010年第4期
4.顾朝光.城市河道生态修复的技术与方法研究[J].城市建设理论研究.2013年第10期
5.霍元子、何文辉、罗坤等.大型溞引导的沉水植被生态修复对滴水湖水质的净化效果研究[J].应用生态学报.2010年第2期
关键词：水环境；生物；生态；修复技术；工程实践
本文研究了浮游动物+水生植物相结合的技术手段修复城市黑臭河道的情况。在浮游动物方面，主要是进行生物操纵控藻除浊，投加食藻虫（属于滤食性枝角类浮游动物）作为启动因子，引导水体生态修复综合技术，降低藻类密度，提高水体透明度，为水下沉水植被生态修复创造条件。在水生植物方面，采用水生植物塘技术，以沉水植物种植为主，吸收氮、磷营养物质，降级富营养化程度；同时结合水体增氧技术，点缀部分生态岛。最后，逐步引入挺水和浮叶植物、浮游动物、鱼虾螺贝类和有益微生物群，通过优化营养结构，构建功能完善的生态系统，巩固和维持生态修复后续河道自净效果。
杭州后横港河位于杭州市拱墅区，为京杭大运河支流之一，长约1300m，河道宽度10～22m，水深1～1.8m，水域面积约20900m2。河道治理前水体富营养化。根据水质分析数据和工程前期现场调查，治理前水体有机污染较重，透明度仅30～50cm，溶解氧低，氮磷含量较高。河道沿岸主要有三处排污口，时有生活污水、废水排入河道。该河道共分两期实施生态治理，均采用了浮游动物+水生植物修复技术，修复后部分水质指标已经达到国家IV类和II类水质标准，水质改善效果显著。
1修复技术与实施
本文主要研究横港河生态修复二期工程，二期工程全长约730m，水域面积约14500 m2。工程分生态修复与养护两个阶段，其中生态修复施工期2个月，养护期2年。工程实施内容为：
1.1排水及安装复氧曝气管。将水位降到20-30cm，投入食藻虫，消除导致水体富营养化的蓝绿藻，同时活化水体及底泥。然后，整段河道进行曝气管道安装，为初期实施辅助性复氧曝气作准备。
1.2种植沉水植物并逐步恢复水位。河床种植沉水植物约14000m2，包括金鱼藻、伊乐藻、轮叶黑藻、红线草、小黄草、四季常绿改良苦草，根据加水速度与河水深度选择插秧法、配重抛秧法等。
1.3布置排污口预处理等设施，并种植挺水植物和放养动物。安装排污口预处理设施，种植聚草。制作和安装浮岛，种植挺水植物常绿鸢尾、千屈菜、旱伞草等。
1.4接种食藻虫。沉水植被种植完成后，接种食藻虫，接种量为20g/m2。共投放接种食藻虫4次，消除水体中的蓝绿藻和悬浮物等。
1.5放养水生动物。待生态系统稳定后，逐步在水体中放入螺贝和鱼虾等高等水生动物，食藻虫和水生植被可以被高级水生动物吃掉，通过食物链把水体中的氮、磷营养物质转移出，降低富营养化程度。
1.6在工程养护阶段，及时补种水生动植物，做好水面保洁、水草及时收割、水质跟踪监测以及有关突发情况应对等，确保水质稳定。
2河道水质监测成果及评价
2.1监测断面
本工程共设立三个水质监测断面。以河道西端土坝为起点，选定的三个监测断面分别为0+100m、0+500m和0+900m处。
2.2水质跟踪监测
本工程施工前，监测河道水质背景值，指标包括：溶解氧（DO）、氨氮（NH3+-N）、高锰酸盐指数（CODMn）、总磷（TP）、透明度（SD）。
2.3水体修复前水质分析
根据河道水体修复前水质监测结果，对照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）分析，后横港河道生态修复河段水体治理前0+100和0+500两个断面水质总体为劣Ⅴ类，水体浑浊，透明度较低，主要水质指标氨氮、总磷严重超标，水质总体呈现为严重富营养化状态。其中0+900断面在已修复的一期工程内，水质指标除氨氮偏高外，其他指标总体较好，基本在国家Ⅲ类水质以上。
2.4水体修复后水质总体分析
与修复前水质相比，实施生态修复1个月后横港河道水体水质有明显提高，各项水质指标显示：0+100米监测断面为劣Ⅴ类水，0+500米监测断面为Ⅴ类水；修复完成2个月后，0+100和0+500两个断面水体水质主要富营养指标基本达到Ⅲ～Ⅳ类水质标准，透明度达1.5m，水体基本清澈见底，水质净化效果十分显著；而修复4个月后监测数据表明，DO、透明度显著增加，氨氮、总磷及高锰酸钾指数迅速下降，根据《地表水环境质量标准》（GB-3838-2002），此时期水体水质已达到Ⅱ—Ⅲ标准。而断面0+900在一期已修复水体内，水质指标总体保持稳定，基本维持在国家地表水Ⅲ类水标准以上。
3结论与建议
通过对各项主要水质指标的跟踪监测分析表明，后横港河道二期通过浮游动物+水生植物技术进行生态修复，已形成一个稳定的具有较强生态自净能力的水生态系统，氮、磷等富营养化物质大大去除，河道水质得到显著改善，水体清澈见底，修复水体水质基本达到了国家地表水Ⅲ类水标准，达到了预期的修复目标。综合分析本工程的关键点、难点及各种突发状况的处理，提出如下结论与建议：
3.1合理搭配水生动植物及微生物，构建完整的水生态系统
生态系统都有能量流动、物质循环、信息传递及自我调节的功能。城市河道作为城市生态系统的一个子系统，由包括浮游动物在内的水生动物、包括沉水植物和挺水植物等在内的水生植物以及微生物等组成，生物群落与周围环境构成一个整体，要维持良好的生态平衡和自净能力。
3.2确保食藻虫存活并發挥引导作用，保证沉水植被的有效覆盖率
若食藻虫无法在工程修复水域大量存活，未能在短期内快速提高水体透明度，将会严重影响沉水植物所受光照强度。沉水植物未能正常进行光合作用，将不能有效生长改善水体，甚至死亡腐烂而污染水体。
3.3加强水生植物的捕获与管理，防止带来二次污染
水生植物死亡之后，腐烂分解会释放大量的有机物和营养盐，使河水颜色加深，有时还伴随藻类和原生动物的疯长，因缺氧导致鱼虾死亡、水质恶化。因此，必须定期对水面漂浮物和水下水生植物收获利用，减轻二次污染，减少生物质沉积。
3.4加大沿河截污纳管力度，保障河道生态修复成果
要重视河流保护的阶段性，即“先治污，后生态”的理念。西方国家从20世纪60-70年代开始高强度治污，等到污染基本得到控制以后，到80年代开始河流生态修复试点。因此，要加大沿河生活和工业污水截污纳管力度，大大减少排入河道水体的污染物量。否则仅对重污染的水体采用生态修复治理的效果会大打折扣，甚至会劳而无功。
3.5定期开展水质监测和巡查，建立河道生态修复稳定长效管理
河道生态修复是一个动态、长期的修复过程，后期水体的维护和日常管理非常重要。城市河道水质会受到降雨量、废污水排入、突发状况等方面影响，除了日常的水质保洁外，要定期进行水体水质监测工作，以便随时调控水生植物生长，优化水动植物结构和数量，对水体进行增氧，保持水体生态稳定平衡。
参考文献
1.刘延恺.城市水环境与生态建设[M].中国水利水电出版社.2009.9
2.丁爱中、郑蕾、刘钢.河流生态修复理论与方法[M].中国水利水电出版社.2011.4
3.刘小梅.现代城市河道生态修复方法与实践[J].山西水利科技.2010年第4期
4.顾朝光.城市河道生态修复的技术与方法研究[J].城市建设理论研究.2013年第10期
5.霍元子、何文辉、罗坤等.大型溞引导的沉水植被生态修复对滴水湖水质的净化效果研究[J].应用生态学报.2010年第2期