生態(tài)浮床的凈水作用與實施方法及發(fā)展前景探討

(嘉興市水利工程建筑有限責任公司， 浙江 嘉興 314001)

生態(tài)浮床的凈水作用與實施方法及發(fā)展前景探討

陸嵩

(嘉興市水利工程建筑有限責任公司， 浙江 嘉興 314001)

本文從作為“五水共治”首要任務的“治污水”出發(fā)，結合嘉興河道特點，敘述了“生態(tài)浮床”的凈水作用與實施方法，提出了應提高水生無土栽培技術，引導“生態(tài)浮床”從單一的凈水及景觀功能向水生果蔬開發(fā)方向發(fā)展，促使人們自愿養(yǎng)護管理“浮床”、樂于收割水生植物，從而拓展“生態(tài)浮床”發(fā)展前景的觀點。

五水共治；生態(tài)浮床；實施方法；養(yǎng)護管理；發(fā)展前景

自20世紀90年代以來，隨著工業(yè)化城市化的推進，在經濟發(fā)展譜寫精彩華章的同時，嘉興這座婉約靈動的水城，卻因垃圾河、黑河、臭河的出現，陷入了“江南水鄉(xiāng)沒水喝”的尷尬。為消除水里的“癥狀”、根除深處的“病灶”，嘉興人民展開了以治污水、防洪水、排澇水、保供水、抓節(jié)水為重點的“五水共治”專項行動。

五水共治，治污先行。整治垃圾河、黑河、臭河是“五水共治”的“當頭炮”，“清三河”是“五水共治”工作的重中之重，全市范圍內的1512條(段)垃圾河、黑河、臭河是“五水共治”的“主戰(zhàn)場”。據分析嘉興市域的臟水就本質而言是有機污染，主要污染物為總氮、氨氮、總磷、COD，用通俗的話來說就是“肥水”。欲要治水需先凈水，務必使黑水變清水。因此應運用科學治水、生態(tài)治水降低河水中的“肥質”。

1 嘉興河道的特點和生態(tài)浮床的產生

1.1 嘉興市域河道的特點

嘉興地處長三角下游、太湖流域盆底，上有過境水、下有潮汐水，河道錯綜復雜、湖蕩星羅棋布。市域范圍內中小河流縱橫交錯，形成水網，但其河道水面坡降小，水流平緩，排水不暢，大量中小河道流量小、流速低、回淤快，易造成污染物累積，更有不少小河、小浜，水體長年基本靜止，難以形成“流水不腐”。 由于嘉興特殊的地理位置這一特點，不可能依賴水體自然流動改善水質，而建設活水工程，泵引清水促流動，則由于費用太高，而不能大范圍地讓水清起來。

1.2 生態(tài)浮床應運而生

嘉興市域河道流量小、流速低，水體難以更新，但平靜的水面卻有利于水生植物的生長和生態(tài)浮床的布設，而水生植物在生長期能大量吸收溶解于水體中的氮、磷等肥分，達到凈化水質的作用。近年來嘉興市率先在貫涇港、常住橋港、和睦橋港、明月河、朱家橋港等河道水面試行布設“生態(tài)浮床”，為推廣生態(tài)浮島水體修復技術、重建水體生態(tài)循環(huán)系統摸索了路徑，為改善河道水質、美化環(huán)境創(chuàng)出了一種新穎的潔水模式。至目前為止，嘉興市區(qū)已有17條河道(總長度16156m)實施了生態(tài)浮島植物種植，種植總面積17119.3m2，浮島總面積16847.1m2。

1.3 生態(tài)浮床的作用

生態(tài)浮床用無土栽培技術，夏天種荷花、睡蓮、再力花、水生美人蕉、紅葉甜菜等，冬天換種銅錢草，除了美觀外，它們的根系更能吸收水里的氮、磷等富營養(yǎng)成分，抑制水體的富營養(yǎng)化，提高水體凈化能力，維護生態(tài)系統的穩(wěn)定性，恢復水體生態(tài)平衡。以秀洲區(qū)長住橋港為例，據環(huán)保部門監(jiān)測數據顯示，2013年的高錳酸鉀指數較上一年同期降低了39%，氨氮含量較上一年同期下降了25%，總磷含量較上一年下降了23%。由此可見，生態(tài)浮床在凈化水質的過程中發(fā)揮了奇特的“療傷”作用。(見圖1、圖2)

圖1 生態(tài)浮床示意圖

圖2 生態(tài)浮床成功案例

2 生態(tài)浮床的實施方法

2.1 生態(tài)浮床的設計理念

針對微污染處理的特點，通過建立水生態(tài)系統食物鏈來抑制藻類、吸收肥分，促進河流生態(tài)系統中有機質、營養(yǎng)鹽等在河中遷移、轉化和輸出，從而改善水質，實現生態(tài)系統的良性循環(huán)。實施時充分利用天然河道水體，以生態(tài)工程手段建設植物生態(tài)凈水系統。在整個生態(tài)系統的最前端設置浮體隔油濾除懸浮物裝置，對河道中浮油及懸浮物、漂浮物進行有效的攔截。水體經過網隔粗濾后進入生物膜凈水系統，通過生物膜系統處理后，再進入系統的核心區(qū)，即由水生植被系統、生態(tài)浮島系統組成的生態(tài)處理區(qū)，水體污染物質得到進一步的降解和有效去除、吸附，從而達到凈化水質的目的。

2.2 生態(tài)浮床的種類、結構及材料選用

生態(tài)浮床分為挺水型生態(tài)浮島、浮水型生態(tài)浮島和活動式浮島等。其中挺水型生態(tài)浮島由浮盆式浮床和植物種植籃組成，浮水型生態(tài)浮島由網式浮床、浮框和尼龍網托底組成，活動式浮島由活動鋼(塑料)架、尼龍網托底等組成。

浮床是提供植物栽種，使植物在水中生長保持穩(wěn)定浮力的載體。因此使用的材料應具有成本低廉、浮力強大、性能穩(wěn)定的特點，而且原材料來源充裕，材料本身無毒，不污染水質，方便施工，重復利用率相對較高。

基質用于固定植物、植株，同時要保證植物根系生長所需的水分、氧氣條件及肥料載體，因此基質材料必須具有較好的蓄肥、保肥、供肥能力，保證植物直立與正常生長，一般可用陶料填料等。

2.3 水生植被系統

漂(浮)水植物圈養(yǎng)：種植漂浮植物(鳳眼蓮、大飄、水花生、黃花水龍、聚草、菱等)，采用錨、毛竹樁和尼龍繩固定，進行圈養(yǎng)，可方便管理及防止隨水流四處飄散。漂(浮)水植物生長速度快，生物量大，能大量吸收水體中的氮、磷等植物營養(yǎng)物質，通過定期移除植物帶出污染物質，同時植物根系也是微生物附著的特殊載體，根系分泌的酶能促使污染物降解，抑制藻類繁殖。

2.4 生態(tài)浮島系統

生態(tài)浮島系統應用組合浮床工藝，布置植物生態(tài)浮床，一般間隔50m左右水面中間擺放一組八角型生態(tài)浮島或掛膜浮床。八角浮床采用PPC八角、H14植物載體和H3植物載體等，制作成八角型生態(tài)浮島，主要種植相對吸收營養(yǎng)能力較強的水生植物再力花、水生美人蕉、聚草、錢幣草、石昌蒲等。它采用植物水培技術，植物殖生在浮床上，根系懸垂于水中，大量吸收水中營養(yǎng)物質和創(chuàng)造根系營養(yǎng)膜系統，同時有利于水生生物的生長、棲息作用。

2.5 生態(tài)浮床的植物配置

植物是凈化水質的主體，需要滿足以下要求：?適宜當地氣候、水質條件；?成活率高；?優(yōu)先選擇本地苗種；?根系發(fā)達、根莖繁殖能力強；?植物生長快；?植株優(yōu)美，具有一定的觀賞性；?具有一定的經濟價值。如：浮床植物可采用美人蕉、黃菖蒲、千屈菜、西伯利亞鳶尾、梭魚草、花葉菖蒲、再力花、荇菜、水罌粟、睡蓮、金錢草、粉綠狐尾草等適宜當地氣候和水質條件的植物。

2.6 水生植物的栽植要求

選苗標準：根系發(fā)達、完整、主根短直，有較多側根須根，起苗后大根無劈裂；苗干粗壯、主側枝分叉節(jié)奏有序，四周分枝均勻，植物飽滿、完整、優(yōu)美；無病蟲害、無夾生和無機械損傷。

栽植時須做到不裸露水面，固定牢固。同時應考慮景觀的整體性，講究藝術性和生態(tài)性，注重立面空間構圖、高低層次及色彩搭配，以達到最佳植物景觀效果。

各項栽植工序應密切銜接，做到隨挖、隨運、隨種、隨養(yǎng)護。植物起掘后，不得曝曬或失水。栽植時應選豐滿完整的植株，并注意主要觀賞面。

2.7 生態(tài)浮床制作時應考慮的因素和注意的問題

生態(tài)浮床形式多樣，應選擇合適的類型、結構、材質和植物，實施時應綜合考慮以下因素：?穩(wěn)定性：組成浮床的材料和構造需能抵抗一定的風浪、水流的沖擊而不至于被破壞；?耐久性：正確選擇浮床材質，以保證浮床能歷經多年而不腐爛，能重復使用；?景觀性：選擇成活率高且去除污染效果好的觀賞性植物，給人以愉悅的享受；?經濟性：因地制宜選材，降低建造成本；?便利性：綜合考慮施工、運行、維護的便利性。

生態(tài)浮床制作時應注意所有固定鐵件焊接部分要滿焊牢固，焊疤均應挫平，所有固定鐵件外表電鍍或涂飾綠色氟碳漆。

3 生態(tài)浮床的養(yǎng)護管理

生態(tài)浮床作為一種新穎的河道凈水設施，對整體改善水生態(tài)、聯動重塑水環(huán)境能發(fā)揮其獨特的作用，管理得當可相當明顯地凈化河道水質，不失為嘉興市“治污水”的一項有效舉措，但如其后續(xù)管理不善則極易帶來負面影響。例如：在一些疏于養(yǎng)護管理的河道上，由于風浪襲擾和船行波的影響，那些長久失修的浮床，有的沉入河底、支離破碎，有的稀稀拉拉、隨風飄零，很煞風景。而那些夏季長勢旺盛的水生植物，如在入冬前不及時打撈或收割處理，則會發(fā)生腐爛反過來污染水環(huán)境。因此，在建與管的關系上，要統一規(guī)劃、分項集成、統籌兼顧、分頭推進。切不可重建輕管、有建無管。

3.1 遵循生態(tài)學規(guī)律優(yōu)化實施方案

根據營養(yǎng)平衡、生態(tài)平衡原則，以及主導生態(tài)因子、生態(tài)適應性、物種耐性、生態(tài)位、生物多樣性等生態(tài)學原理，對先鋒物種進行選擇及對植物群落的水平空間和垂直空間進行優(yōu)化設計，并進行生態(tài)修復材料的篩選與創(chuàng)新。

3.2 按季節(jié)變化規(guī)律實施生態(tài)工程

建立多樣性種群的，暖季、寒季能交替的，以挺水、漂浮植物為優(yōu)勢種群的穩(wěn)定的植物群落，并實施冬季水生植物與水生生物的生態(tài)工程。從而達到常年改善水質，建立良性的水生態(tài)系統的目的。

3.3 加強對水生態(tài)系統的日常管理

生態(tài)浮床系統建成后應設立專業(yè)的養(yǎng)護管理隊伍，以從組織上落實管理措施，加強日常巡查，發(fā)現問題妥善處理。對損壞散架的浮床應及時修復加固或拆除重建，并適時打撈即將季節(jié)性老化的水生植物，更新換置當季植物。

生態(tài)浮床的日常養(yǎng)護管理應做到以下幾點：?及時清除河道內的各種垃圾(落葉枯枝、有機高聚物制品、各類生物固體廢物等)；?按要求及時收割挺水植物、漂浮植物和濕生植物；?對冷、暖季型植物及時更替；?及時防治水葫蘆、牛筋草、湖羊草等瘋長植物的入侵、蔓延；?防止非管理人員入河打撈“水草”，破壞水生植被。

為保持生物膜的高活性，應根據生物膜的老化情況和載體上積泥情況及時適度抖動載體懸掛繩讓其脫落。載體如有嚴重損壞或懸索斷開，應及時維護，切忌松懈。

4 生態(tài)浮床的發(fā)展方向與生存前景探討

任何事物都有其雙重性，由目前試點的小流域微生物技術性修復、生態(tài)浮床水生植物種養(yǎng)的效果來看，成功的關鍵主要在于建后管理，這勢必需要投入相當的人力物力。而要充分發(fā)揮其積極的一面，必須岸上與岸下齊抓，治標與治本同步。由長住橋港實施生態(tài)浮床的成功經驗，制定“一河一策”，完善“一河一檔”，因地制宜以點帶面逐步推廣是為上策。而要讓“生態(tài)浮床”長期生存，使其展示出強大的生命力，必須科學論證工程治水、生物治水、技術治水等方案，探索新的水生植物種植模式，使其走向市場經營，而不能單靠政府財政投入。20世紀五六十年代的南湖菱、紅菱，六七十年代的湖羊草、水葫蘆，幾乎遍布嘉興市域的每條河道，草綠水碧，蔚為壯觀。究其興旺的原因，是源于當時的社會所需。菱可食用，菱蔓可漚肥培桑，湖羊草是羊冬季的主食，水葫蘆是豬的輔助飼料，這些水生植物到了收獲季節(jié)，人們會主動將其抓扒上岸，視其若寶，這些水生植物在無形之中消耗了河水里的大量“肥分”，起到了凈化水質的作用。隨著時代的發(fā)展，從前的“寶草”不僅風光不再，更由于長成后無人需要，成了花費人財資源被迫打撈的“累贅”。如何讓水生植物變廢為寶，如何把凈水投入轉化成經濟產出，是值得研究的課題，關系到應用生態(tài)技術“治污水、清河水”能否可持續(xù)發(fā)展的大事。因此應積極研究水生無土栽培技術，探討水生蔬菜的品種與培育方法，使“生態(tài)浮床”從單一的凈水功能與果蔬經濟掛鉤，如：在浮床上試種水芹菜、空心菜、大蒜等經濟作物，讓那些水生植物順應市場需求，長成后人們樂于收割，而不是被動打撈；讓生態(tài)浮島水菜共生、絢麗多彩；逐步擴大水生經濟作物的品種和種植范圍，使生態(tài)浮床在凈化水體的同時，積極產生經濟效益；同時對河底、河水、河岸進行“三維治療”，借助生態(tài)浮床有效改善河道水體生態(tài)系統，提高水體自凈能力，創(chuàng)建“水上長花草，水下魚蝦游”、“水清流暢、岸綠景美”的生態(tài)水環(huán)境，讓嘉興河道“煥然新生”。

5 結 語

“生態(tài)浮床”作為“五水共治”中“治污水”的一項新舉措，目前還處于嘗試階段，因此應加強生態(tài)科學研究與技術交流，積極探索水生植物栽植技術，使“生態(tài)浮床”實施方法趨于完善。同時通過引入市場機制，采取多元化凈水措施，恢復碧波漣漪的水鄉(xiāng)勝景，找回魚翔淺底的美好回憶，奪取“五水共治”的戰(zhàn)役完勝，實現全市人民的殷切期盼。

Discussion of Water Purification Effect, Implementation Methods and Development Prospect of Ecological Floating Bed

LU Song

(JiaxingWaterConservancyProjectConstructionCo.,Ltd.,Jiaxing314001,China)

In the paper, ‘sewage treatment’, the primary task of ‘five water treatments’ is adopted as starting point. Characteristics of rivers in Jiaxing are used for describing the water purification effect and implementation methods of ‘ecological floating bed’. It is proposed that aquatic soilless cultivation techniques should be improved. ‘Ecological Floating Bed’ is guided to develop from single water purification and landscape functions to aquatic vegetable and fruit development. People voluntarily maintain and manage ‘floating bed’, and are willing to harvest aquatic plants, thereby expanding ‘ecological floating bed’ development prospect.

five water treatments; ecological floating bed; implementation method; maintenance and management; development prospect

TV86

A

1005-4774(2014)07-0069-04