水生态修复技术体系

1.滨水景观带构建1.1滨水景观带构建滨水景观带主要借用驳岸结合水质、气候条件布置挺水、浮叶植物。

挺水、浮叶植物的生长在一定程度上能降低上层水体中的氨氮、TN、TP等含量，同时由于水生植物的生长对藻类克制作用，会使水体中的藻类的数量降低，从而可以提高水体的透明度，改善水质，另外，滨水植物可以美化岸线，吸附空中粉尘和拦截岸边暴雨冲刷，减少入湖污染物质。

大部分水生植物夏季生长，冬季观赏效果普遍较差，故在挺水植物配置时选用一定比例的常绿和半常绿品种。

保证岸边景观疏密相间的效果，切忌挺水植物满岸种植。

（1）挺水植物搭配结合整体景观效果，可在景观要求较高的区域布置景观效果较好的挺水植物。

挺水植物具有很好的造景功能，而且沿岸带的挺水植物对暴雨冲刷还具有拦截作用，阻截外源污染。

本项目主要选择适宜当地生长的海寿、水生美人蕉、黄菖蒲、常绿水生鸢尾、旱伞草等挺水植物，力求形成具有层次感，色彩丰富的景观效果。

表3-5 挺水植物特性表表3-6 挺水植物工程量图3-11 挺水植物运用实景图（2）浮叶植物搭配从水的通透性和流动性考虑，在景观效果要求较高的水域，或在人类活动频繁的区域，构建适量的睡莲观赏区，配植不同花色的睡莲，这样即可挡住被风吹进来的垃圾，又具观赏性，还可点缀沉水植物，净化水质的同时营造出水生草皮的景观效果。

本方案在一些平台处或景观焦点处布置睡莲（多色）。

采用自然布置方式，既能净化水质又能提高景观效果。

浮叶植物种植面积为279m2。

图3-12 浮叶植物应用实景图2浮叶植物净化系统构建2.1浮叶植物净化系统构建浮叶植物体根、茎生于泥水中，有浮叶（水上叶）和沉水叶（水下叶）之分。

水上叶具长柄浮于水面，贴着水面的部分叫背面，正对着太阳的部分叫腹面，背面常长有气囊，叶的腹面具有气孔。

水下叶细裂丝状或薄膜状。

茎常弯曲于水中，长可达1-2m。

主要分布在水深1-3m的区域内。

本项目滨水景观较单调，结合整体驳岸放坡形式及视觉效果，滨水带设计以观赏价值较高的浮叶植物睡莲为主（观花期较长），以盆栽形式种植，呈点缀状分布，提升整体景观效果。

图8浮叶植物分布示意图规格要求：植株高于20cm，无病虫害，植株完整，根系发达，无不良症状种植密度：2株/盆，3盆/m2施工方式：盆栽3沉水植物净化系统构建3.1沉水净化系统沉水植物是指植株全部或大部分沉没于水下的植物，是水体生物多样性赖以维持的基础，其所产生的环境效应是生态系统稳定和水环境质量改善的重要依据。

沉水植物不仅可以吸收营养物质，而且可以影响水体和底泥间的物质交换平衡固化底泥，同时还可以明显抑制藻类生长。

水体中存在适当种类和数量的沉水植物对保持水体水质的长期健康有着重要作用。

沉水植物是水中唯一与藻类竞争的生产者，其在增加水中溶解氧浓度、抑制藻类生长、净化水质等方面均起到非常重要的作用。

在生态水处理工程中，特别是新开挖新建水体，沉水植被的构建往往起到首当其中的作用。

图3-8 沉水植物水质净化示意图沉水植物主要作用包括：①阻止底泥的再悬浮，减少湖底水动力交换系数，从而使水体透明度保持稳定。

②很多水草光合作用产生的次生氧对藻类生长有抑制作用，从而使水体变清。

③沉水植被从水体和底泥中大量吸取营养盐，从而不断净化水体，使内源污染下降，水体变清。

④沉水植被的存在可吸附有机碎屑于植物根部，减缓底泥磷的释放。

⑤沉水植被还为有利于有机物矿化分解的微生物群落提供了生境，附着于沉水植物体上的微生物具有很强的水质净化能力。

本案结合四川区域野外调查及历史资料收集分析，沉水植物物种选择地区现有的原生物种为主，严格控制入侵种。

本案同时结合项目整体定位及水系特点，为了减少后期人工维护成本，沉水植物种类选择上主要运用矮生耐寒苦草，构建“水下草皮”的景象，同时配合改良刺苦草、马来眼子菜和篦齿眼子菜进行搭配种植，构建“水森森林”景象，丰富植物种类。

本案水体在展示湖区设计种植沉水植物。

冬季气温较低，浅水区主要以矮生耐寒苦草为主，深水区辅以刺苦草、马来眼子菜等构建浅水型和深水型沉水植物净化恢复体系。

①浅水区（≤1.0m）——以矮生耐寒苦草为主；②深水区（>1.5m）——以改良刺苦草、马来眼子菜、篦齿眼子菜等为主；沉水植物的种植采用扦插法的种植方式，种植面积约占整个湖体水域面积的50%。

表3-3 本项目沉水植物特性表表3-4 本项目沉水植物工程量图3-9 沉水植物运用实景图4生态浮床系统构建4.1生态浮床系统构建生态浮床技术是应用无土栽培的原理，把具有净水、观赏及经济价值的高等水生植物或经改良驯化后的陆生草本、禾本植物移栽到富营养化水体的水面种植，利用可漂浮在水面并能够承受较大重量的生态浮板作为载体，通过水生植物（挺水植物如美人蕉、梭鱼草等，浮叶植物如香菇草、粉绿狐尾藻等）深入水中强大根系的吸收、吸附、截留作用，物种竞争相克的机理，以及微生物的生化降解等作用，消减发黑发臭水体中的N、P及有机物质，并以收获植物体的形式将其撤离水体，从而达到净化水质的效果，是一种行之有效的原位生态修复技术。

图10生态浮床净化原理图生态浮床技术有着较为显著地优点，其推广应用可以带来可观的综合效益。

1）生态浮床技术源于生态修复的理论，以生态的方式直接作用于受污染水体，去除污染物，净化水质，从长远的角度看较为理想；2）浮床植物的种植美化了受污染水域的环境，具有明显的景观价值；3）浮床设施可以为鱼类、浮游生物类、鸟类等提供良好的栖息场所，有利于提高水体的生物多样性，从而有利于改善受污染水体周围的生态环境；4）比起其他技术，生态浮床技术的建设、运行费用较低，具有良好的经济效益。

5）种植、收获一定的经济作物可以通过营销市场带来直接的经济效益，或者通过大面积种植浮床植物并集中收送至沼气池生产沼气。

本案近岸带水深深达1m左右，不满足滨水带建设要求，在基于本项目水塘的特点基础上，建设以挺水植物为主的生态浮床，同时在水塘中央开阔水域面建设2处花朵型生态浮岛，提升水质和水景观。

4.2生态浮床（浮岛）构建净化原理生态浮岛（浮岛）技术是应用无土栽培的原理，把具有净水、观赏及经济价值的高等水生植物或经改良驯化后的陆生草本、木本植物移栽到富营养化水体的水面种植，利用可漂浮在水面并能够承受较大重量的生态浮板作为载体，通过植物深入水中强大根系的吸收、吸附、截留作用（挺水植物如水生美人蕉、旱伞草、梭鱼草、黄菖蒲等，浮水植物如香菇草、粉绿狐尾藻等），物种竞争相克的机理，以及微生物的生化降解等作用，削减富营养化水体中的N、P及有机物质，并以收获植物体的形式将其搬离水体，从而达到净化水质的效果，同时带生态浮床底部挂碳素纤维生态草，增强其对水质的净化，是一种行之有效的原位生态修复技术。

生态浮岛技术主要通过以下四种途径来修复水体环境：（1）因植物的根系具有巨大的表面积，植物通过根系的吸收、吸附、及根系上的微生物的净化作用来去除水体中的氮、磷以及大的颗粒物，通过木质化使其成为植物体的组成成分，也可通过挥发、代谢或矿化作用使其转化为二氧化碳、水或无毒性作用的中间代谢物;最终在植物生长成熟之后，通过收割植物将污染物移出水体，使水质得到改善，并且为水生生物的生存、繁衍创造生态环境条件。

发达的根系释放大量能降解有机物的分泌物，故加速了水体中有机物的降解。

（2）由于植物光合作用后，能将氧气输送至根系区，根区形成好氧、兼性厌氧、厌氧环境状况，有助于硝化细菌的硝化、反硝化进程; 并且浸没水中的这部分茎叶形成了“生物膜载体”，为微生物提供了良好的固着载体，植物和微生物共同作用，降解水中污染，提高了净化效率。

（3）部分浮岛植物如风眼莲、水花生、芦苇等在生长过程中能分泌抑制剂，加之浮岛本身能阻挡直接照射到水面上的太阳光，降低了藻类光合作用所需的光照强度，有效抑制藻类生长繁殖，具有防止水体富营养化，缓解水华现象的功能。

（4）某些植物还能够富集水体中的重金属和有机污染物，所以生态浮岛还可用于净化某些特殊污染水体，如凤眼莲能富集铬、镉、铅、汞、砷、铜、镍等多种重金属。

图3-19 生态浮岛净水作用原理图结构组成生态浮床（浮岛）的组成部分为：浮床固定装置，浮床框体、浮床植物种植基础、水生植物栽培等几个方面。

浮床植物主要选择水质净化效果好、成活率高、生长周期长、根系发达、美观及具有经济价值的水生植物。

如黄菖蒲、梭鱼草、旱伞草、粉绿狐尾藻和香菇草等。

⏹浮床框体：①型号规格一：单体尺寸1000mm*500mm*55mm，种植孔直径140mm②型号规格二：单体尺寸60mm*62mm*55mm，种植孔直径125mm浮床型号规格一浮床型号规格二⏹浮床植物：常绿鸢尾、水菖蒲、旱伞草、梭鱼草、粉绿狐尾藻、香菇草。

⏹浮岛固定：水下重物牵拉固定式、锚钩式、竖杠式、绳索牵拉式。

生态浮床（浮岛）设计由于太阳湖靠近大坝水域水深较深，不适宜构建沉水植物群落，同时大坝为斜坡硬质驳岸，所以在大坝附近构建生态浮床，以增加水质净化能力和柔化岸线，提高湖体水景观。

本案生态浮床设计面积246m2，单个浮床形状拼接成长方形和正六边形。

浮床植物主要选用水生美人蕉、黄菖蒲、常绿水生鸢尾和旱伞草，组合搭配种植于浮床中。

表3-11 浮床工程量图3-20 生态浮岛效果示意图图例生态浮床一生态浮床二图3-21 生态浮床建设平面图5微生物活性设备构建5.1微生物活性设备本项目拟采用“IIMA原位生态修复技术”来消除水中污染物，通过激活治理水域中土著微生物，使其连续大量繁殖，通过微生物的有氧反硝化作用并促进浮游生物生长，形成良性生物链去除水体及底泥中的富营养物质；通过提升水体的自净能力，使得整个水环境生态系统朝着健康、稳定的方向发展，进而达到提升水质的目的。

净化原理微生物原位激活系统最大特点是改变了传统水体净化采用的旁通水处理工艺，土著微生物激活原理是基于改性悬浮填料，结合传统水体净化的生物膜技术，驯化本土微生物中有益于去除污染物的优势菌种，打破水体中原有微生物的平衡状态；连续不断激活水体本土微生物，使之不断大量繁殖，利用水体持续的微循环，不断的释放到水体中，强化水体的自身净化能力；新增的微生物量逐级激活生态食物链中的上级消费者，同时配合多样性水体物净化技术，逐步改善水生动植物系统的生长环境，促使水体生态系统恢复自净能力，实现整个水体生态系统的恢复。

图3-13 土著微生物激活系统工作示意图受污染的水经水泵自吸引入土著微生物系统的反应器，反应器内分为缺氧区（缺氧区内设置搅拌混合装置）和好氧区（好氧区内设置空气曝气系统进行微量曝气），缺氧区投加微生物活性剂不仅可以有效提高河道水中的有效微生物，同时可以调控细胞的生长发育，并实现刺激细胞的快速生长，增强了水体系统的生物活性，提高了微生物的有效生物量和功能性。

好氧区设置聚氨酯悬浮填料，具有高孔隙率、高比表面积和低密度等物理特点；作为微生物生长的载体迅速形成高活性生物膜，微生物菌群能在其表面很快繁殖、有效吸收和降解有毒物质；同时，附着的生物膜对有害物质、酸碱度的变化以及温度的耐受性增强，相对于悬浮在水中的微生物，附着在载体上的生物膜存活时间显著增加，可以显著提高系统的生物量。