城市景觀水體生態系統的構建方法
2023-10-17 02:21:49 2
城市景觀水體生態系統的構建方法
【專利摘要】本發明公開了一種城市景觀水體生態系統的構建方法，該方法包括以下步驟：對水體基底進行改良；採用立杆標記種植區域的方法，種植沉水植物，構建水下森林；配以層次的挺水景觀植物；投放浮遊動物(食藻蟲)，提高水體透明度；投放魚蝦貝類等水生生物，完善水體生態系統；生態系統運行後進行維護和管理。本發明技術可明顯改善水體水質，透明度達2.0m以上，水質長期保持III類水質標準，徹底消除藍綠藻和黑臭髒的水體，長期保持水體清澈見底效果。
【專利說明】城市景觀水體生態系統的構建方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水體生態修復技術，特別是涉及一種城市景觀水體生態系統的構建方 法。
【背景技術】
[0002] 城市景觀水體（湖泊）是城市生態自然環境十分重要的組成部分，承擔著防洪排 潰、調節小氣候、維持生態平衡、完善城市景觀、提供生產生活用水等各方面的功能。然而， 隨著城市工業化、城市化發展速度加快，城市規模、人口壓力不斷擴展，環境負荷增大，使得 城市湖泊的水質越來越差，湖泊的生態系統也逐漸退化。加大城市景觀水體汙染防治力度， 恢復城市湖泊水生態功能已成為城市建設的重要組成部分。湖泊汙染問題是一個亟待解決 的問題。
[0003] 城市景觀水體的富營養化來源主要分為外源汙染和內源汙染。外源汙染主要來自 於城市生活汙水的排放、大氣汙染物的沉降W及暴雨徑流衝刷汙染物的匯入；內源汙染主 要來源是沉積在底泥中的汙染物質，逐漸釋放至水體中。各種汙染源侵入到湖泊後，使得水 體溶解氧過低，營養物質大量積累，水體從低營養狀態變化到較高營養狀態，該個過程可能 致使水生植物的生長被抑制而出現藻型濁水態水體，水生動、植物的生存環境遭受嚴重破 壞，湖泊主要功能退化，水體失去自淨能力，水質逐漸惡化，轉變為富營養狀態。但目前，現 有的城市湖泊富營養化水體的治理方法存在措施較單一、實施後生態系統恢復較慢且難W 長期保持等缺陷，另外，治理成本較高，某些方法（如化學法）還存在二次汙染問題，藍藻水 華現象容易反覆爆發，難W從根本上解決水體的富營養化問題。
【發明內容】
[0004] 基於此，本發明的目的是提供一種耐汙性的城市景觀水體生態系統的構建方法。
[0005] 具體的技術方案如下：
[0006] -種城市景觀水體生態系統的構建方法，包括如下步驟：
[0007] (1)基底改良；包括排水清雜、底泥消毒W及底泥活化；控制水體水深不高於 0. 5m ；
[000引 （2)構建耐汙性生態系統：
[0009] A、水生植物種植：基底改良後，曝氣1-2天，至抑值降至8 W下；將基底劃分為深 水區和四周區，所述深水區種植季節性水草，所述四周區種植四季常綠型沉水植物；所述深 水區的配置面積為10-40%，所述四周區的配置面積為60-90% ;
[0010] B、食藻蟲水投放；水生植物種植完畢後，水位控制在0. 7-1. 2m，根據水體面積及 富營養化情況，分2-8次投放食藻蟲，接種量為l-50g/m2 ;
[0011] C、水生植物補種與調整：食藻蟲投放完畢，根據水草的種植情況和水體透明度的 變化情況，分2-3次提高水體水位，直至達到正常水位；對前期漏種的部分，採用拋秩種植 的方式進行補種，同時調整局部水草的分布；
[0012] D、水生動物投放；沉水植物種植完畢後，系統運行15-45天，待沉水植物生長逐步 茂盛，投放水生動物，即得。
[0013] 在其中一個實施例中，所述水生植物種植步驟中，所述四季常綠型沉水植物為改 良四季常綠型苦草，配置密度為5-15株/叢，15-20叢/m2 ;所述季節性水草為夏季水草和 冬季水草，配置密度為5-10株/叢，15-20叢/m2,所述夏季水草選自輪葉黑藻、刺苦草、龍鬚 眼子菜中的一種或幾種，所述冬季水草選自小黑藻、小茨藻、範草、伊樂藻中的一種或幾種。
[0014] 在其中一個實施例中，所述水生植物種植步驟中，還包括採用拋秩種植的方法點 綴種植水面景觀植物，配置面積為5-10 %，配置密度1-10株/m2,所述水面景觀植物選自荷 花、宮廷睡蓮、太湖紅菱中的一種或幾種。
[0015] 在其中一個實施例中，所述水生動物選自魚類、郵類、貝類、螺類和闢類。
[0016] 在其中一個實施例中，所述排水清雜包括如下步驟；將汙水粟置於水體最深處排 水，控制水體水深不高於0. 5m，進行池底平整，徹底清除水體中汙染雜物及水草，轉移水體 中野雜魚類。
[0017] 在其中一個實施例中，所述底泥消毒包括如下步驟；採用中草藥無毒型消毒劑或 者石灰乳，用水分散，濃度為5-30mg/l，均勻噴灑在整個水底。
[0018] 在其中一個實施例中，所述底泥活化包括如下步驟：底泥消毒完畢後，按5-lOmg/ L的濃度潑灑有益微生物。
[0019] 在其中一個實施例中，所述有益微生物為周叢共生的硝化細菌和好氧細菌。
[0020] 在其中一個實施例中，還包括（3)生態系統運行維護和管理；清理水面垃圾，修剪 水草，定期對水體生態系統進行檢測。
[0021] 本發明的原理如下：
[0022] 本發明採用經長期馴化的食藻蟲作為控藻生物對水體的藍藻水華現象加W控制， 創造沉水植被生長適宜的條件，然後恢復沉水植被，一旦沉水植被得W很好的恢復，該些水 體即由穩定的藻型濁水態轉變為穩定的草型清水態。水生植被的穩定和可持續發展是湖泊 生態系統功能和穩定的基礎。因此本發明採用的核也技術為"食藻蟲引導水下生態修復和 水體景觀營造"，目的是利用生物操縱方法引入浮遊動物有效控制藻類，同時調節水體相關 生態因子，從而創造適宜水生植物生長的環境條件。當沉水植被恢復後，逐步修復水生態 系統其它生態位，建立了一個較為穩定、平衡的健康水生態系統，後期再通過適度合理的維 護，該健康水生態系統就可W-直保持穩定下去。
[0023] 與現有技術相比，本發明具有W下優點：
[0024] (1)構建"食藻蟲+沉水植物+水生動物+微生物"耐汙性生態系統，依據"生態 的問題要用生態的手段解決"的思路，通過生物操縱技術（食藻蟲控藻技術）、水下森林構 建技術（耐汙性沉水植物）等技術的整合，快速有效的建立一個健康的"清水態"水生態系 統，該系統可長期自我保持穩定。
[0025] (2)該技術體系對富營養化水體修復速度快，效果明顯。修復後的水體感官上可清 澈見底，水質達地表水III類標準，該不僅超出很多水體富營養化治理手段的治理效果，而 且可帶來較大的景觀價值。
[0026] (3)該技術體系可W實現汙染物的資源化利用。水體中的富營養化物質可W通過 合適的生態鏈網結構W經濟水生動植物的方式提取出水體，如水草、魚、郵、螺、貝，從而達 到汙染物資源化利用的目的，具有一定的經濟價值。
[0027] (4)該技術在實施過程中避免了諸如化學法等手段在控制水體富營養化時所帶來 的二次汙染的影響。
[0028] (5)成本低。利用該生態技術治理水域環境汙染，既不需巨資的硬體建設，也不需 大量的電能，更不需任何化學藥品試劑等，該種方法完全依靠生物與生物之間食物連結的 關係，形成生態系統良性循環。而能源上僅需消耗少量電能維持微循環系統W及增氧曝氣。 該技術僅在前期啟動時需要一定的投入，啟動後，還可W依靠自身產生的效益來維持一定 的運行。
【具體實施方式】
[0029] W下通過具體實施例對本申請做進一步闡述。
[0030] 本發明實施例所使用的原料如下：
[003。 食藻蟲值aphnia magna)購自廣州太和水生態科技有限公司，為該公司針對城市 景觀汙染水體馴化、改良的一種浮遊動物，不僅能完全在城市景觀汙染水體中存活，而且能 W汙水中的有機屑、息浮物、有害菌類、藻類等作為食物來源，有效提高水體透明度。
[0032] 食藻蟲是一種經馴化改良的可控藍藻的大型枝角浮遊動物：大型潘值aphnia magna)。是經過近10年針對性的馴化改良而得，相對自然種而言，食藻蟲具有W下特徵；1) 大型化，一般在4-6IM之間；2)適宜生長溫度範圍；4°C -4(TC環境溫度；3)抗藍藻毒素能力 增強；4)野外穩定性增強。因此，食藻蟲能W水體中團塊狀的藍綠藻、有機顆粒、菌類等作 為主要的食物來源，其每天可吞食數十倍於自身體積的藻類和有機顆粒。食藻蟲技術主要 解決了水生態修復過程的W下問題：
[0033] 1)迅速提高水體透明度，為沉水植物的生長創造條件；
[0034] 2)促進沉水植物的生長，食藻蟲攜帶大量的有益微生物，可顯著提高沉水植物在 種植初期的成活率，促進沉水植物群落的構建；
[0035] 3)打通食物鏈，實現富營養物質資源化，食藻蟲本身是魚類最好的天然巧料，其把 水體中的藻類、有機顆粒等轉化為動物蛋白，同時又被魚郵等攝食，該樣可W快速形成良性 生態鏈，促進修復系統的穩定；
[003引 4)食藻蟲攝食消化藍藻後，可產生弱酸性排洩物，降低水體地值，抑制藍藻的生 長和繁殖。
[0037] 另外，食藻蟲（大型潘）是一種廣布種，不存在外來物種入侵等風險。
[003引有益微生物為周叢共生的硝化細菌和好氧細菌，購自廣州太和水生態科技有限公 司。
[0039] 改善基質用的微生物菌種，根據施工實際進度逐步進行調控。主要有兩類：
[0040] ①I類微生物製劑，主要為好氧的芽抱桿菌、光合細菌作用等。
[0041] 通過向底泥中投放芽抱桿菌、光合細菌等有益微生物菌落，通過微生物的呼吸發 酵，將有機物等容易造成底泥的物質迅速分解成(?和&0或轉化成無害物質，使汙染水體 得W淨化。其中，芽抱桿菌可W分解產生惡莫氣體的有機物質、有機硫化物、有機氮等，大大 改善底泥環境；光合細菌則是一類W光作為能源、能在厭氧光照或好氧黑暗條件下利用自 然界中的有機物、硫化物、氨等作為供氨體兼碳源進行光合作用的微生物，其廣泛分布於自 然界的±壤、水田、沼澤、河道、江海等處，主要分布於水生環境中光線能透射到的缺氧區。
[0042] ②II類微生物製劑，主要是硝化細菌和脫氮菌混合系統微生物群體
[0043] 主要用於對底泥或水體中含氮物質：氨氮、尿素、尿酸、胺基酸、蛋白質和硝態氮的 分解。
[0044] 改良四季常綠型苦草購自廣州太和水生態科技有限公司，是經過近7年的培育改 良而成的一種沉水植物，是一種廣布種，高度為15cm左右，適用於各種水體和氣候。與其他 苦草，如亞洲苦草等種類比較，具有耐低溫（XTC)、耐弱光（1961UX)、耐汙染（中水）、耐高 溫（氣溫38C)、耐鹽巧％。）等特點，其不開花不結巧，根、莖、葉發達，四季常綠，具有高效 吸收氮磯等汙染物、光合作用強的特點。改良矮型苦草解決了水生態修復過程中，常規沉水 植物品種耐汙染性能差不能存活，而耐汙染品種又具有季節性、景觀效果較差的問題。
[0045] 消毒劑為中草藥無毒型消毒劑，為市售商品。
[0046] W廣州海珠溼地公園水生態修復與景觀營造一期工程為例，水域淨化面積為 38010m 2,平均水深為1. 5m〇
[0047] (1)基底改良
[0048] A、排水清雜：用汙水粟置於水體最深處排水，水位降低至30cm左右；清理多餘的 挺水植被，轉移水體中野雜魚類，並徹底清除水體中的汙染雜物。
[0049] B、底泥消毒；消滅底棲類有害生物菌群，選用高質量的中草藥無毒型消毒劑或者 石灰乳，用水分散，濃度為20mg/l，均勻噴灑在整個湖底。
[0050] C、底泥活化、固化：底泥消毒完畢後，按lOmg/L的濃度潑灑有益微生物，構建生態 系統所必需的有益微生物菌群，可提高水生植物種植成活率。
[0051] (2)"食藻蟲+沉水植物+水生動物+微生物"耐汙性生態系統構建
[0052] A、水生植物種植；選擇生長胚盛、根系發達的植株進行種植。首先採用立杆標記的 方法，劃分不同的種植區域。
[0053] 將基地劃分為深水區和四周區，所述深水區種植季節性水草，所述四周區種 植四季常綠型沉水植物；所述深水區的配置面積為10-40%，所述四周區的配置面積為 60-90% ；
[0054] 在人工湖中間較深區域，^覆±掩蓋植物根系或插秩式栽種的方式種植約10% 的水生植被，構建夏季水下森林和冬季水下森林，分別選擇刺苦草和輪葉黑藻、小茨藻和範 草，配置密度為5株/叢，15叢/m 2。在水系周邊淺水部分，配置改良四季常綠矮型苦草，W 覆±掩蓋的方式種植約90%的四季常綠水下草皮，配置密度為8株/叢，15叢/m 2。此外， 在水域範圍內點綴觀賞性沉水植物一海菜花和水蘭，該類植物景觀效果極好，在水中能 充分展現出生態、和諧、優美的"水下花園"景觀。並且水下森林相對四季常綠苦草體型較 高，葉片較大，因此可形成錯落有致，層次鮮明的良好水下立體景觀效果。
[0055] 輔助性微循環構建；水生植物種植完畢後，水體底部布置逆時針水循環系統，提升 水體溶氧含量。
[0056] B、食藻蟲水投放；水生植物種植完畢後，進水，控制湖體水深約為0. 7m，分2-4次 投放食藻蟲，接種量為l-50g/m2 ;可控制和預防水體藻類，提升水體透明度。10天後，水體 透明度基本達到0. 7m，逐步提高水位至正常水位。
[0057] C、水生植物補種與調整；對前期施工由於水體渾濁造成漏種的部分，採用拋秩種 植的方式進行補種，同時調整局部水草的分布。
[0058] D、水生動物投放；沉水植物種植完畢後，系統運行45天，待沉水植物生長逐步茂 盛，此時投放蘿h螺、河闢、河郵、環梭螺、虎斑魚、烏體魚、鶴頂紅金魚、地圖魚等水生動物 完善食物鏈，構建完整的水生態系統。
[0059] (3)生態系統運行維護和管理
[0060] 在生態系統運行期間，打揚水面漂浮水草、樹葉、浮苔等垃圾，保持水面整潔，修剪 過於繁茂的水草。定期對水體生態系統進行檢測，鞏固水生態系統的穩定，保持水體自淨效 應。
[0061] 海珠溼地中也湖W外圍河湧作為其最重要的補水源。在中也湖中央和進水間外側 分別設置採樣點，對水質進行監測，主要監測數據如表1所示。經過4個月的調整，構建的生 態系統對總磯具有很好的去除效果，去除率從11. 8%提高至98. 2%，水體透明度也從0. 3m 提高至1.8m。結果說明，海珠溼地中也湖的水質明顯得到改善。
[0062] 表1海珠溼地中也湖水質監測結果
[0063]
【權利要求】
1. 一種城市景觀水體生態系統的構建方法，其特徵在於，包括如下步驟： (1) 基底改良：包括排水清雜、底泥消毒以及底泥活化；控制水體水深不高於0. 5m ; (2) 構建耐汙性生態系統： A、 水生植物種植：基底改良後，曝氣1-2天，至pH值降至8以下；將基底劃分為深水區 和四周區，所述深水區種植季節性水草，所述四周區種植四季常綠型沉水植物；所述深水區 的配置面積為10-40%,所述四周區的配置面積為60-90% ; B、 食藻蟲水投放：水生植物種植完畢後，水位控制在0. 7-1. 2m，根據水體面積及富營 養化情況，分2-8次投放食藻蟲，接種量為l-50g/m2 ; C、 水生植物補種與調整：食藻蟲投放完畢，根據水草的種植情況和水體透明度的變化 情況，分2-3次提高水體水位，直至達到正常水位；對前期漏種的部分，採用拋秧種植的方 式進行補種，同時調整局部水草的分布； D、 水生動物投放：沉水植物種植完畢後，系統運行15-45天，待沉水植物生長逐步茂 盛,投放水生動物，即得。
2. 根據權利要求1所述的城市景觀水體生態系統的構建方法，其特徵在於，所述水生 植物種植步驟中，所述四季常綠型沉水植物為改良四季常綠型苦草，配置密度為5-15株/ 叢，15-20叢/m 2 ;所述季節性水草為夏季水草和冬季水草，配置密度為5-10株/叢，15-20 叢/m2,所述夏季水草選自輪葉黑藻、刺苦草、龍鬚眼子菜中的一種或幾種，所述冬季水草選 自小黑藻、小茨藻、範草、伊樂藻中的一種或幾種。
3. 根據權利要求1所述的城市景觀水體生態系統的構建方法，其特徵在於，所述水生 植物種植步驟中，還包括採用拋秧種植的方法點綴種植水面景觀植物，配置面積為5-10%， 配置密度1-10株/m 2,所述水面景觀植物選自荷花、宮廷睡蓮、太湖紅菱中的一種或幾種。
4. 根據權利要求1所述的城市景觀水體生態系統的構建方法，其特徵在於，所述水生 動物選自魚類、蝦類、貝類、螺類和蛘類。
5. 根據權利要求1-4任一項所述的城市景觀水體生態系統的構建方法，其特徵在於， 所述排水清雜包括如下步驟：將汙水泵置於水體最深處排水，控制水體水深不高於〇. 5m， 進行池底平整，清除水體中汙染雜物及水草，轉移水體中野雜魚類。
6. 根據權利要求1-4任一項所述的城市景觀水體生態系統的構建方法，其特徵在於， 所述底泥消毒包括如下步驟：採用消毒劑或者石灰乳，用水分散，濃度為5-30mg/L，均勻噴 灑在整個水底。
7. 根據權利要求1-4任一項所述的城市景觀水體生態系統的構建方法，其特徵在於， 所述底泥活化包括如下步驟：底泥消毒完畢後，按5-10mg/L的濃度潑灑有益微生物。
8. 根據權利要求1-4任一項所述的城市景觀水體生態系統的構建方法，其特徵在於， 還包括（3)生態系統運行維護和管理：清理水面垃圾，修剪水草，定期對水體生態系統進行 檢測。
【文檔編號】C02F3/34GK104310591SQ201410627696
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月7日 優先權日:2014年11月7日
【發明者】何文輝, 繆創業, 肖秋美, 謝亭亭, 黃享輝, 揭亮 申請人:廣州太和水生態科技有限公司