陆水水库生态修复方式探讨

黄 雄，郑志强

（长江水利委员会陆水枢纽管理局，湖北 赤壁 437302）

陆水河流经通城、崇阳、赤壁、嘉鱼四县市，陆水水库主要位于下游的赤壁市境内，受上游河道和周边频繁的人文活动影响，目前陆水水库水质总体呈Ⅲ类，主要超标指标为总氮、总磷，水体营养程度为中营养状态。

生态修复是指对生态系统停止人为干扰，以减轻负荷压力，依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化，或者利用生态系统的这种自我恢复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展。

常见的生态修复措施有如下几种：生态混凝土工程、生态滚水堰工程、前置库工程、河岸生态防护工程、湖库周边生态修复与保护工程、生态修复工程、生物净化工程措施等［1］。目前，国内外的生态修复的案例较多，笔者参考王锦旗等人编写的《城市小型湖泊生态修复方式探讨》［2］，根据陆水水库实际情况，提出将陆水水库划分成不同的修复单元，因地制宜地根据个单元的特征采取合适措施来进行水体生态系统修复。

1 修复单元划分

陆水水库的污染状况与上游及库周污染源有着密切关系，要治理水库污染，首要任务是调查陆水流域状况和污染源组成，从而为后期修复措施的制定提供决策依据。陆水水库为河湖型水库，上游为陆水河，在崇阳县与赤壁市交界处形成水库。陆水水库周边有村庄14座，人口约13 000人，陆水水库蓄水以来，周边经济迅速发展，但由于环保措施相对滞后，造成水库水质下降。

根据陆水水库现状，可按如下规律将陆水水库划分为3个修复单元：

（1）部分居民的生活废水通过东流港、六米桥及红旗桥等处的支流进入水库，此类废水中污染因子以有机物、总磷总氮等营养物质为主，此类支流与水库连接处，地势平坦，水流缓慢，水位低，且经过长时间的沉淀，底泥营养物质丰厚，可按照入库口修复方式进行修复，从源头净化来水水质及入库口处底泥。

（2）陆水水库水体中总磷、总氮有所超标，尤其是8＃副坝至主坝之间的水域，多次发生“水华”现象，此类区域水域开阔，水位高，流速慢，水生生物活跃，可按照库区修复方式进行修复。

（3）陆水水库两岸为丘陵地貌，沿库村庄较多，房屋临库而建，赤壁市至通城县公路洪下段沿库而行，生活垃圾、枯枝烂叶等污染物极易进入水库，对水质造成污染，此类区域可按照岸边带修复方式进行修复。

2 不同修复单元的修复方式

2.1 入库口修复方式

入库口是连接入库渠道与库区的重要水域，一般水深较浅，长期接受外源污染较重，库底的淤泥深厚。故对入库口的生态修复注重通过底泥污染状况的改善来提高水体自净能力。

2.1.1 溢流坝

溢流坝一般由混凝土或浆砌石筑成，入库口的修复方式一般为在入库口布置潜水型溢流坝，在坝内区域布置人工湿地（见图1）。入库口一般呈扇形，比如崇阳县洪下村附近的三眼桥，可在扇形区域较窄处布置潜水型溢流坝，降低入库水体的流速。溢流坝以内区域布置人工湿地，湿地填充基质可选用本地的矿渣或工业废弃材料（煤渣、钢渣等），这些废弃物为水体中微生物的生长和繁殖提供稳定且多孔隙良好附着载体，同时可起到物理吸附、生物吸附、过滤等作用。在基质上布局以挺水植物为主的植物群落，可考虑选择适应能力及去污能力均较强的水芹、水葱、茭白、芦苇等。

图1 入库口修复示意图

有研究者在江苏省水环境试验平台建立的人工湿地中以风车草、石菖蒲、菱、金鱼藻、轮叶黑藻、苦草组成水生植物群落，并以不种植水生植物的人工湿地作为对照进行去污能力研究。结果表明，在进水流量为2.5m3／h、换水率达到75%的条件下，种植水生植物的人工湿地对进水中挟带的泥沙有很好的过滤作用，且同时能起到较好的氮、磷去除效果，当水力停留时间为8、12h时，种植水生植物组对总氮的去除率分别为11.9%、21.5%，而对照组为5.3%、20.7%；在水力停留时间为12h时，种植水生植物组对总磷的去除率可达34.8%，对照组为28.2%［3］。

2.1.2 前置库工程

在支流口建设前置库，一方面可以减缓水流，沉淀泥沙，同时去除颗粒态的营养物质和污染物质；另一方面通过构建前置库良性生态系统，降解和吸收水体和底泥中的污染物质，改善水质。例如赤壁六米桥处入库口设置了氧化塘，通过生物作用，使得入库水源中的污染物浓度降低，从而降低了入库污染物负荷，而荆泉河入库口处地理条件与六米桥相似，且沿河村庄多，河流污染负荷重，可选择前置库工程对入库水体进行净化。

前置库工程中拦河堰的堰址和堰高的选择，既要满足防洪的需要，又要尽可能控制较大的汇流面积，保持足够的库容满足蓄浑放清、改善水质的要求。前置库生态系统一般包括沿岸湿生植物带、挺水和浮水植物带、沉水植物带、底栖动物带等，布置前置库生物措施应因地制宜，以适应性、高效性和经济性为原则，选择合适的生物物种。

2.1.3 生态混凝土工程

生态混凝土是一种具有特殊结构与表面特性的混凝土，放置于河流中，通过物理、化学和生化作用降解水中的污染物，达到净化水质的目的。生态混凝土处理技术具有工程费用低、规模灵活、建设场地适应性强、便于施工等优点。一般布置在支流下游地形相对平缓的河段，这是因为下游河段水质相对较差，污染物浓度相对较高，有利于发挥生态混凝土的净化作用；同时，相对平缓的地形有利于扩大容积，增加水流的停留时间。

芳世湾段位于水库由河道型向湖库型转变的河段，水体流速减缓，上游的污染物容易在此处沉淀，可以在不影响防洪安全的前提下，在芳世湾下游设置生态混凝土，净化上游来水水质。

2.2 库区修复方式

库区水体修复的最终目的是逐步恢复以沉水植物为优势的水生植被群落，改善水体生态功能。水生植物是水体生态系统的重要组成部分，恢复水生植物群落是构建健康水体生态系统的基础和必要条件。可在水库内种植适宜的水生植物（包括浮水植物、挺水植物、沉水植物等）、放养合适的水生动物（包括底栖息动物、鱼类等），形成完整的食物链网，完善水库内生态系统结构，使之逐步成为一个可自我维护、实现良性循环、具有旺盛生命力的水生生态系统，利用水生植物及其共生的微环境来去除水体污染物，降低水体悬浮物浓度，提高水体透明度及DO含量，从而为其他水生生物提供良好的生存环境，最终提高水体生态系统的生物多样性，见图2。

图2 生态修复工程示意图

王文林等［4］在南京师范大学月亮湾水体生态修复试验区引种了几种不同种的水生植物，分别种植于2个独立的水质相同的围格中，经不同种水生植物净化后，水体中TN、TP、NH3－N以及叶绿素a含量均有所下降（见表1），但由4种植物构建的群落的水质净化效果显著高于由2种植物构建的群落。

表1 月亮湾水体生态修复实验区2组水生植物群落的水质改善效果（去除率%）

赤壁市自来水厂、陆管局水厂的取水口都位于主坝前，平时水体几乎静止，可在此引入不同种和数量的水生植物，构建拥有挺水、浮叶、沉水、漂浮植物，能随季节自我更替的完善的水生植物组合，既能提高水体自净能力，又能强化水生植物的去污能力以净化饮用水水源。

但是在种植水生植物时应根据其生命周期适时适度地进行收割调控，在将一些营养元素输出的同时，也可减少由植物自然凋落腐烂分解而引起的二次污染。且尽量选择本土物种，防止外来物种的入侵。

图3 河岸生态防护工程示意图

2.3 岸边带修复方式

作为水库的一个组成部分，岸边带是水库面源污染的重要来源。可通过对上游河岸及库岸的整治、基底修复，种植适宜的水生、陆生植物，构成绿化隔离带，维护河流良性生态系统，见图3。

将上游河岸水泥混凝土护堤恢复成为水体、土壤、植物等相互结合的自然生态护岸，是水库生态修复的基础。尽量利用天然材料作为库岸带保护的素材，例如赤壁市方式湾村、水浒城村，均紧邻水库，人文活动多，但水库边坡均为自然土壤，可在近岸带构建以芦苇、水柳等植物主要组成部分的自然绿地作为污染过滤屏障。

3 结 语

在进行生态修复时，可将陆水水库划分成适当的修复单元，再根据各单元的特征选择不同的生态修复方式，既突出重点，又兼顾综合效果。