基于中水补给的城市景观河生态维护及运行机制研究

刘 埔，黄鑫磊

（中国矿业大学资源与地球科学学院，221008，徐州）

我国城市水资源紧缺。据水利部门统计，全国669座城市中有400座面临缺水问题。近年，在科学发展观和环保理念的推动下，水资源在可持续利用及生态环境保护方面的研究已经取得了很大的进展。本文通过研究某城市的人工景观河补给和运行机制，着重介绍新的水资源保护和治理方法，为城市水资源的可持续利用提供参考。

一、景观河概况

该人工景观河位于某市南郊，流域地势南高北低。河流的上游是市民居住区，离住宅区不远处设有一个污水处理站，中游有一个小型的景观湖，途经人口密集区，最后注入市区的一个大型人工湖。景观河总长约 2700 m， 宽 100～150 m， 水深0.5～2.0 m，平均流速约为 7.2 cm/s。

二、景观河的补给特点

景观河的正常运行必须要有足够的水量保证。与其他河流不同的是，该景观河所处地区气候并不湿润，年降水量较小，天然降水补给水源相对缺乏，主要以市区内污水处理站得到的中水作为补给源。这种补给方式是该景观河最突出的一个特点，其中要解决的关键问题就是水量的控制和维持。

1.中水回用补给景观河

目前，中水回用技术已经比较成熟，但把大量的中水应用于一条完整河流的情况比较少见。中水补给方式有一定的水量和水质要求。根据实际资料，该河上游的污水处理站每天可处理约4000～6000 m3水量的中水，居住区回用水量2000～2500 m3，部分用于居民区的公共卫生及绿化等。根据景观河用水水质要求，剩余的水质相对稍差的中水全部排入景观河，作为主要的补给水源。

2.布设人工阶梯河道

由于中水补给量有限，为维持景观河日常水量，采取了人工阶梯河道技术。该技术利用地势的高低，在河道上每隔一段距离筑起几座小型的拦水坝。拦水坝用大的景观石块筑成，每座坝体落差约为50～100 cm不等，河水在从上游流向下游的过程中，受到坝体的阻挡，可以防止河水过快地流往下游。由于石块大小不一，当上游来水溢过较矮的石块时，水流从景观石坝体上流下，形成小型瀑布，不仅保证了水量，还具有景观效用，获得了很好的效果。

3.河流中游建立景观湖

为了达到景观河的水量要求，在河流中游建立了一个长约300 m、宽约150 m的人工湖，连接河流的上下游。湖深2～3 m，湖中央设有大型灯光音乐喷泉。景观湖的建立同样对河水起到了滞留作用，人工湖入口处断面较宽，而出口的断面较为狭窄，保证了河水不被快速地流掉。

三、景观河的运行机制

景观河的正常运行还需一定的水质作保证。污水处理站生产的中水水质概况如下：COD含量为30～60 mg/L，氨氮含量约为40 mg/L，总磷含量为0.5～1.0 mg/L，总悬浮固体约为3 mg/L，河流流速、水量均比较小，有机元素含量较高，容易形成水体的富营养化。因此，采用了多种生态技术相结合的运行机制，对水质进行控制和优化。

1.人工生态浮岛技术

人工生态浮岛技术是绿化技术与漂浮技术的结合体，它的主要机能可以归纳为4个方面：净化水质，创造生物（鸟类、鱼类）的生息空间，改善景观，消波效果对岸边构成保护。植物生长在人工浮岛上，浮体一般是由发泡聚苯乙烯制成的，质轻耐用。浮岛上的植物不仅可以作为景观，还可供鸟类休息。景观河浮岛上栽培的植物主要是当地的一些喜水性植物，主要有水花生、美人蕉以及狗尾草等。水花生的生长密集度高，可以有效地保护生态浮岛的稳定，并且可以对河流中的藻类产生吸附作用，防止水华的发生。浮岛植物还具有一定的遮蔽涡流和产生饲料功效，下部植物根系可形成鱼类和水生昆虫的生息环境，同时能吸收引起富营养化的氮和磷，排放充足的氧气，调节空气的水蒸气浓度，净化河面周围的空气环境，形成良好的循环系统。小型岛屿不仅是河流上的一处景观，还为众多鸟类提供了栖息地，保护了河流的生态环境。

2.净水植物组合种植

水生植物的存在能较明显地提高水体的透明度和溶解氧的浓度。有关实验表明,如果在景观河里种植不同的单一水生植物,所起作用不同,有些可以较好地吸收水中营养物质,有些则较差；同时单一水生植物对外界因素变化的适应性较差。但是如果选取适当的水生植物进行组合种植，则可以充分利用种群间的优势互补，进而保持营养元素及有机物的较好吸收及净化。另外，物种多样性为维持生态环境的稳定、减少病虫害以及构建食物链提供了基础。

考虑到景观河的不同河段可能存在不同的水质、水量、水深、水动力条件以及上下游的水力联系等，应根据不同情形选择适合的水生植物来控制不同水域的水质。该景观河采用挺水植物、沉水植物和浮水植物3种水生植物进行组合种植，河道中分别间隔种植荷花、菹草、浮莲等，起到净化水质、降低营养元素及有机物含量的作用。

3.水生生物放养

景观河的植物生态系统比较简单，受植物生长适应性差异和生长特点的影响，加上季节的变化，可能会产生某个种群的过度繁衍，植物之间的协调性难以达到平衡，水体同样会遭受污染和富营养化。为此，在植物种植的基础上，该景观河采取了水生生物放养措施。净水植物为动物的生长提供了条件，河流里放养了鱼、河虾、河蚌等，并放养一定数量的鸭和鹅，从而进一步丰富了景观河的生物多样性，生态系统的食物链结构也得到完善，河流的生态效应达到最佳，整条河显现出生机勃勃的活力。

4.植物护岸措施

景观河采用植物护岸措施来减少岸边陆生生物和人类活动对河流造成的负面影响。护岸带是水域生态系统和陆地生态系统进行物质、能量和信息交换的过渡带，对水体乃至河岸边坡的污染有着重要的抑制作用。在该景观河河岸，采用净水石笼网结构进行护岸，在石笼网中种植了大量的黄菖蒲和美人蕉，有效地减少了岸边污染物向水体的运移量；在边坡植物生长较好的河段种植了灌木，利用植物的根系维护岸边过渡带的生态平衡，防止水土流失和水体对边坡的侵蚀。

四、人工调控与维护

景观河在正常运行中，受到周围居民以及环境的影响，生态的稳定性需要人工调控措施来进行日常维护。人工调控重点在于景观河的监测和管理。

监测工作包括水文监测和生态监测。水文监测主要包含流量水位的观测以及对水质的定期检测，比如DO值、COD和BOD指标的测试，检测有机物含量的变化等，此部分工作在污水处理站的实验室中完成；生态监测主要是监测景观河生态系统的结构、效用和演变的趋势等。管理工作主要在于维持景观河的正常运行，比如对河流两岸垃圾的清理、与景观河配套的一些公共设施的管理等，以保证景观河的良性运行。

通过监测，对景观河的运行状况作出评价和分析，然后发挥人工调控的管理作用，根据运行期间产生的问题比如富营养化趋势等，对景观河上的生态措施作进一步改进和完善，满足生态系统稳定性和合理性的要求。

五、结 语

对于城市景观河而言，中水补给是一种特殊的补给条件，对水量、水质进行控制，采用生态修复措施，并进行实时的人工调控和管理，这些运行机制对于水资源的保护和再利用都具有现实意义。景观河给当地带来了巨大的社会与环境效益，不仅起到美化环境的作用，还为居民提供了游玩休闲场所，其独特的补给和生态运行机制也为景观水体设计提供了参考价值。

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