龍馬湖景觀改造工程水生態(tài)無邊界保護(hù)施工技術(shù)研究

簡(jiǎn)東南

（中交投資有限公司西南分公司，四川 成都 610000）

城市湖泊作為一個(gè)水生態(tài)系統(tǒng)，由生物群落與非生物環(huán)境2 部分組成。生物群落中有生產(chǎn)者（如水生植物）、消費(fèi)者（如底棲動(dòng)物、魚類）和分解者（如細(xì)菌）。非生物環(huán)境中的陽(yáng)光、空氣、無機(jī)物（碳、氮、磷、水等）和有機(jī)物（蛋白質(zhì)、碳水化合物、腐殖質(zhì)等）等為湖中的生物提供能量、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生活空間。

通過對(duì)龍馬水庫(kù)水生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建，以保證系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，維持湖泊水生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定與發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)水生態(tài)保護(hù)的目的。

1 工程概況

1.1 工程地點(diǎn)

簡(jiǎn)州新城地處成都東南，位于龍泉山以東，沱江以西，在成都市圈環(huán)線高速內(nèi)，北有滬蓉高速，南有天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)高速、成安渝高速穿境而過，西距離成都老城和龍泉驛區(qū)分別約40 km 和25 km，東南距簡(jiǎn)陽(yáng)老城約10 km。

龍馬湖公園位于簡(jiǎn)州新城的城中心，成都第二繞城高速以東，簡(jiǎn)州大道以北，占地面積約為1.6 km2，其中景觀面積約為20 000 m2、綠化面積約為10 000 m2、水體面積約為10 000 m2。簡(jiǎn)州新城龍馬湖水庫(kù)工程位于簡(jiǎn)州大道與漣江大道交匯處。本次施工面積約為57 400 m2。

1.2 主要施工內(nèi)容

本次施工任務(wù)為龍馬湖水庫(kù)水生態(tài)構(gòu)建（水生態(tài)平面位置如圖1 所示），實(shí)施的主要內(nèi)容為湖底土方及基底改良工程、湖中植物群落工程、湖中底棲動(dòng)物群落工程、湖中魚類群落構(gòu)建工程、微生物附著基工程工程、有益微生物功能群構(gòu)建工程、攔截網(wǎng)膜工程、水體透明度提升工程、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)工程和后期維護(hù)[1]。

圖1 水生態(tài)平面位置示意圖

1.3 主要工程數(shù)量表

本次施工內(nèi)容為主湖區(qū)水生態(tài)工程，具體工程量如表1 所示。

表1 水生態(tài)主要工程數(shù)量表

1.4 湖水受到的主要污染

作為開放環(huán)境狀態(tài)下的景觀水體，不可避免地會(huì)受到各種污染因素的影響，其水質(zhì)和景觀效果也會(huì)受到影響，主要污染因素為周邊雨水徑流所帶來的污染、水體流動(dòng)性不足、水體內(nèi)污染物不斷沉積在水底、內(nèi)源污染。

2 施工方法

通過湖底土方及基底改良工程→湖中植物群落構(gòu)建工程→湖中底棲動(dòng)物群落構(gòu)建工程→湖中魚類群落構(gòu)建工程→微生物附著基工程→有益微生物功能群構(gòu)建工程→補(bǔ)水?dāng)r截網(wǎng)膜工程→水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)工程→水體透明度提升工程→后期維護(hù)等一系列生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建工程的實(shí)施及其他生態(tài)工程措施，使水域生態(tài)系統(tǒng)趨于生態(tài)平衡[2]。

2.1 施工準(zhǔn)備

施工現(xiàn)場(chǎng)要達(dá)到“三通一平”，且工、料、機(jī)、施工技術(shù)準(zhǔn)備齊全，開工手續(xù)完善齊備，并達(dá)到開工條件。

2.2 施工流程

本項(xiàng)目主要施工流程如圖2 所示。

圖2 主要施工流程圖

2.3 湖底土方工程

2.3.1 防滲施工

防滲施工主要施工工序流程如圖3 所示。

圖3 防滲施工工序施工流程圖

筑堰并排干施工區(qū)域內(nèi)的水，清除淤泥。回填3 сm厚的黏土基層并壓實(shí)平整（密實(shí)度大于等于290%），基面不得有石子等尖銳物。基層上鋪設(shè)200 mm 厚的砂墊層，砂墊層上鋪設(shè)6 mm 厚的鈉基膨潤(rùn)土防水毯，防水毯上鋪設(shè)50 mm 厚的細(xì)砂緩沖層，緩沖層上鋪設(shè)100 mm 厚的C15 素混凝土保護(hù)層（間隔4～5 m 留設(shè)伸縮縫，縫寬20 mm，用瀝青瑪蹄脂嵌縫）。

鈉基膨潤(rùn)土防水毯使用的膨潤(rùn)土應(yīng)為天然鈉基膨潤(rùn)土或人工鈉化膨潤(rùn)土，0.2～2 mm 范圍內(nèi)的膨潤(rùn)土顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)大于80%，使用的塑料扁絲編織土工布應(yīng)符合GB/T 17690—1999 的要求，并具有抗紫外線功能，用單位面積質(zhì)量為120 g/m2的塑料扁絲編織土工布[3-4]。

2.3.2 湖底改良施工

2.3.2.1 改良施工

對(duì)不利于植物生長(zhǎng)的巖石、石塊、卵石等硬質(zhì)湖底部分進(jìn)行改造。改造方法為：施工至設(shè)計(jì)高程后，松鋪30 сm 厚的種植土以確保植物生長(zhǎng)所需的土壤。

2.3.2.2 質(zhì)量要求

完成防滲施工后，松鋪30 сm 厚的黏土；種植土土質(zhì)рH 為6.0～8.5；土中有機(jī)質(zhì)含量控制在15～25 g/kg；回填土最大粒徑小于等于20 сm，不得有粒徑大于2～3 сm 的石塊，且無建筑垃圾；回填土需松鋪，不得壓實(shí)，以便于種植水生植物。

2.3.3 基底消殺

蓄水前，按照使用說明，將惡霉靈等土壤滅菌類藥劑稀釋后均勻潑灑，以消殺土壤里的細(xì)菌性霉菌和病原體，避免發(fā)生植物葉銹病、黑粉病、桿銹病、褐斑病等，藥劑用量為100.0 g/m2。土壤滅菌類藥劑主要由氫氧化鈣、氯化鈣、次氯酸鈣配制而成，有效氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于28%。

質(zhì)量要求及注意事項(xiàng)：土壤樣品上覆水рH 值為7.5≤рH≤8.5。

2.4 湖中植物群落施工

2.4.1 種苗預(yù)處理

清洗、整理、除去雜質(zhì)與傷、殘、病植株。用殺卵劑（殺魚卵、螺卵）、滅菌劑（滅細(xì)菌性病原體、霉菌、病蟲害等）、促生根劑、促生長(zhǎng)劑等進(jìn)行預(yù)處理，以保證沉水植物的生長(zhǎng)、定植。

2.4.2 種植

種植采用扦插種植法及拋種法。采用邊蓄水邊種植的方式，保證種植區(qū)域內(nèi)水深大于10 сm。沉水植物種植主要采用扦插法，種群混種，種植過程類似農(nóng)田插秧，從水體深的區(qū)域開始逐步向淺水區(qū)推進(jìn)。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求以固定的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)或固定建筑物、構(gòu)筑物等為依據(jù)進(jìn)行定點(diǎn)放線，用竹竿或打木樁作為標(biāo)記區(qū)域。定點(diǎn)放線符合設(shè)計(jì)要求，且位置準(zhǔn)確，標(biāo)記明顯。

將預(yù)處理后的沉水植物像農(nóng)田插秧一樣插入湖底泥土中，插入深度為5～10 сm；當(dāng)水位過高，人工無法直接扦插時(shí)，采用輔助工具進(jìn)行扦插種植或采用拋種的方法進(jìn)行種植。用輔助工具進(jìn)行種植時(shí)，將節(jié)長(zhǎng)1～1.5 m 的竹竿頂端制作成U 形缺口，取3～6 株沉水植物鮮體種苗嵌入缺口中，再將竹竿缺口向下插入湖底10 сm 左右拔出；采用拋種法則取沉水植物種苗3～6 株，用塘泥將植株根部包裹住，然后放入營(yíng)養(yǎng)袋中，再拋擲于需要種植的區(qū)域[5]。

2.4.3 質(zhì)量要求

選擇無病蟲害，根、莖發(fā)育好的健壯植株進(jìn)行種植，且水生植物種類和植株應(yīng)滿足質(zhì)量要求和設(shè)計(jì)要求。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的區(qū)域和位置種植對(duì)應(yīng)的浮水植物（睡蓮、荇菜等）、挺水植物（水蔥、菖蒲、荷花等）、沉水植物，以便形成良好的景觀效果。水深小于1.5 m的區(qū)域主要種植苦草、美人蕉、再麗花、黃花鳶尾、水蔥等觀賞性強(qiáng)的植物；水深大于1.5 m 的區(qū)域種植黑藻、香蒲、水藻、綠竹、報(bào)春草、篦齒眼子菜、金魚藻，以打造層次感豐富的水下景觀。種苗包裝、運(yùn)輸、臨時(shí)儲(chǔ)存要求為高溫時(shí)泡沫箱加冰包裝20 kg/箱，冷藏車運(yùn)輸（儲(chǔ)存時(shí)間不超過7 d）。為確保種植密度的控制及美觀效果，設(shè)置種植線作為參照。種植時(shí)水溫為10 ℃以上，存活率高、存活快。沉水植物的種植需避開陽(yáng)光強(qiáng)烈的中午，可在早晨和傍晚種植。

2.5 湖中底棲動(dòng)物群落構(gòu)建

2.5.1 構(gòu)建

利用底棲動(dòng)物對(duì)水體受到污染后敏感度高的特性，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。按底棲動(dòng)物對(duì)水污染的敏感度來劃分，一般分成“耐污類群”和“敏感類群”，前者常分布在污染物相對(duì)較多的水體中，而后者一般分布在水質(zhì)較好（比如溶解氧質(zhì)量濃度很高）的水體中。

本湖泊投放如下底棲動(dòng)物構(gòu)建群落：敏感物種（不耐污）有石蠶、蜉蝣幼蟲、水生甲殼蟲的幼蟲，半耐污物種有石蠅幼蟲、螺螄、扁卷螺、河蜆、貝、河蚌，耐污物種有淡水蟶、螃蟹、淡水蝦，非常耐污物種有肺螺類、螞蟥、水蚯蚓。

2.5.2 質(zhì)量要求及注意事項(xiàng)

嚴(yán)把挑選關(guān)，剔除傷殘及帶病的個(gè)體。選擇晴好天氣運(yùn)輸，并且保證運(yùn)輸過程中氧氣持續(xù)供應(yīng)。在充氣運(yùn)輸車箱內(nèi)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的食鹽水對(duì)即將投放的底棲動(dòng)物進(jìn)行消毒處理30 min。投放前先試養(yǎng)，確保成活率。投放時(shí)加強(qiáng)保護(hù)，不得損傷個(gè)體。

2.6 湖中魚類群落構(gòu)建

2.6.1 構(gòu)建

按照凈化水質(zhì)，維持湖中生態(tài)平衡的原則，根據(jù)設(shè)計(jì)要求投放魚類，本湖泊投放的魚類如下：食草魚類（草魚），濾食性的鰱魚等食浮游生物，肉食性的黑魚、青魚等，雜食性的鯉魚、鯽魚。

2.6.2 質(zhì)量要求及注意事項(xiàng)

剔除傷殘及帶病的個(gè)體，選擇晴好天氣進(jìn)行運(yùn)輸，并且保證運(yùn)輸過程中氧氣持續(xù)供應(yīng)。在充氣運(yùn)輸車箱內(nèi)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的食鹽水對(duì)即將投放的魚類進(jìn)行消毒處理30 min。投放前先試養(yǎng)，以確保成活率。投放時(shí)加強(qiáng)保護(hù)。

2.7 有益微生物功能群構(gòu)建

2.7.1 構(gòu)建

水生動(dòng)植物群落構(gòu)建完成后，根據(jù)水體的水質(zhì)狀況，投加微生物制劑，以構(gòu)建良好的生態(tài)環(huán)境，有助于湖體生態(tài)系統(tǒng)的快速恢復(fù)。微生物制劑施用前先對(duì)菌劑進(jìn)行活化，方法如下：微生物菌劑使用前用適量水稀釋（按1∶30），攪拌均勻后靜置30 min 后均勻潑灑在水面。視水體情況采用如下微生物。

光合菌群的代謝物質(zhì)被植物和微生物吸收成為養(yǎng)分，其他有益微生物隨著光合細(xì)菌的增殖而增殖；乳酸菌群具有阻止其他致病菌增殖的作用，還能把未腐熟的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，變成動(dòng)植物能吸收的養(yǎng)分；酵母菌群為有效微生物增殖提供必需的營(yíng)養(yǎng)保障；革蘭氏陽(yáng)性放線菌群將纖維、甲殼等難分解的物質(zhì)分解為被動(dòng)植物易吸收的養(yǎng)分；發(fā)酵系的絲狀菌群（嫌氣性）防止蛆等害蟲發(fā)生，消除惡臭[6-7]。

2.7.2 注意事項(xiàng)

操作人員應(yīng)根據(jù)微生物制劑使用方法與提示施用，注意安全防護(hù)。微生物制劑產(chǎn)品開封即用，不可久置。微生物制劑使用前后一周內(nèi)禁止使用有殺菌作用的消毒劑及抗生素微生物制劑。

2.8 水體透明度提升

2.8.1 透明度提升

為促進(jìn)沉水植物生長(zhǎng)，必須提高水體透明度，如湖水受到污染等導(dǎo)致水體透明度差，應(yīng)迅速用生物制劑按100 倍水?dāng)嚢柘♂專鶆驖姙⒂谒妗?/p>

2.8.2 注意事項(xiàng)

生物制劑使用量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水體情況進(jìn)行小范圍實(shí)驗(yàn)后再確定；操作人員應(yīng)根據(jù)生物制劑使用方法與提示施用，注意安全防護(hù)。

2.9 攔截網(wǎng)膜工程

2.9.1 施工

按照設(shè)計(jì)在入水口設(shè)置攔截網(wǎng)膜以防止雜質(zhì)、大型的污染物進(jìn)入水體。根據(jù)設(shè)計(jì)，按照入水口水岸線的距離設(shè)定網(wǎng)膜長(zhǎng)度。攔截網(wǎng)膜主要由6 股無結(jié)網(wǎng)聚乙烯網(wǎng)膜、浮球以及配置石籠組成。在6 級(jí)風(fēng)速作用下，網(wǎng)膜配重不發(fā)生位移；攔截網(wǎng)膜除了配重固定以外，需采用打樁固定，樁直徑為8～10 сm，入土深度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件和抗沖擊實(shí)驗(yàn)確定，在常水位下，樁在水中的高度應(yīng)低于相應(yīng)水深5～10 сm。

2.9.2 質(zhì)量要求及注意事項(xiàng)

安裝前應(yīng)將攔截網(wǎng)膜與固定支架進(jìn)行試組裝，組裝過程中避免損壞生態(tài)攔截網(wǎng)膜幔。施工完成后定期檢查攔截網(wǎng)膜支架和固定樁是否松動(dòng)，防止人為破壞，對(duì)松動(dòng)損壞攔截網(wǎng)膜進(jìn)行加固及更換。

2.10 水質(zhì)檢測(cè)

水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建期間，需定時(shí)自行檢測(cè)水質(zhì)，掌控水質(zhì)情況，以指導(dǎo)施工。

采樣點(diǎn)設(shè)置與采樣方法：按照批準(zhǔn)的方案設(shè)置水質(zhì)采樣點(diǎn)，施工前、施工后各檢測(cè)1 次，保質(zhì)期檢測(cè)頻率不低于每季度1 次。

水樣檢測(cè)指標(biāo)：BOD（生化需氧量）、COD（化學(xué)需氧量）、總磷、總氮、氨氮、рH 值、高錳酸鹽指數(shù)。

2.11 后期維護(hù)

日常維護(hù)主要內(nèi)容包括水面保潔、透明度保持、水溫、降雨量、水位、蒸發(fā)量、溶解氧、濁度。

水生植物的維護(hù)內(nèi)容主要如下：①雜草清除。春季淹水或人工拔出雜草。②季節(jié)性收割及補(bǔ)種。植物生長(zhǎng)最旺盛的季節(jié)，對(duì)水體中氮、磷增大吸收量，收割后能快速恢復(fù)生長(zhǎng)，對(duì)植物不產(chǎn)生影響；秋冬季節(jié)，及時(shí)收割枯萎的植物，防止污染水體；早春季節(jié)，對(duì)枯死的水生植物進(jìn)行補(bǔ)種，確保植物群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。③對(duì)強(qiáng)勢(shì)生物群種進(jìn)行控制與干預(yù)。強(qiáng)勢(shì)生物種群會(huì)把弱勢(shì)生物種群吞噬掉，這樣勢(shì)必會(huì)破壞生態(tài)平衡，因此需對(duì)強(qiáng)勢(shì)生物種群進(jìn)行人為控制與干預(yù)。

水生動(dòng)物維護(hù)內(nèi)容主要如下：①及時(shí)清理水生動(dòng)物的尸體；②發(fā)現(xiàn)水生動(dòng)物明顯減少時(shí)，對(duì)它進(jìn)行補(bǔ)充；③對(duì)超過合理數(shù)量的種類進(jìn)行捕撈，控制它們的數(shù)量；④對(duì)于生病的動(dòng)物及時(shí)采取措施進(jìn)行治療與防治。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)主要內(nèi)容包括總磷檢測(cè)、總氮檢測(cè)、葉綠素A 檢測(cè)、CODMn 檢測(cè)、懸浮物檢測(cè)、其他指標(biāo)。

生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)：根據(jù)湖區(qū)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果，采取針對(duì)性的措施進(jìn)行調(diào)整，以使景觀水域生態(tài)系統(tǒng)趨于平衡。

3 結(jié)束語(yǔ)

在水生態(tài)系統(tǒng)作用下，湖中長(zhǎng)期保持II 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，湖水清澈見底，水底被綠色覆蓋，投放的水中動(dòng)物成活率為95%以上，水中森林層次分明，立體感強(qiáng)，與周邊環(huán)境融合一體，達(dá)到了生態(tài)修復(fù)及自然景觀效果。龍馬湖中景觀改造后局部如圖4 所示，龍馬湖水景如圖5 所示。

圖4 龍馬湖中景觀改造后局部圖

圖5 龍馬湖水景圖

本項(xiàng)目綠化工程采用了112 種植被，物種多樣化、層次豐富多彩、空間稀疏有致，促進(jìn)城市雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。該項(xiàng)目獲得了四川省建設(shè)工程天府杯獎(jiǎng)（省優(yōu)質(zhì)工程），為“提高龍馬湖公園苗木移植成活率”QC 成果，獲得了一種沉水植物種植裝置、一種景觀橋組合式欄桿結(jié)構(gòu)等國(guó)家級(jí)實(shí)用新型專利2 項(xiàng)。