生态浮床的净水作用与实施方法及发展前景探讨

(嘉兴市水利工程建筑有限责任公司， 浙江 嘉兴 314001)

生态浮床的净水作用与实施方法及发展前景探讨

陆嵩

(嘉兴市水利工程建筑有限责任公司， 浙江 嘉兴 314001)

本文从作为“五水共治”首要任务的“治污水”出发，结合嘉兴河道特点，叙述了“生态浮床”的净水作用与实施方法，提出了应提高水生无土栽培技术，引导“生态浮床”从单一的净水及景观功能向水生果蔬开发方向发展，促使人们自愿养护管理“浮床”、乐于收割水生植物，从而拓展“生态浮床”发展前景的观点。

五水共治；生态浮床；实施方法；养护管理；发展前景

自20世纪90年代以来，随着工业化城市化的推进，在经济发展谱写精彩华章的同时，嘉兴这座婉约灵动的水城，却因垃圾河、黑河、臭河的出现，陷入了“江南水乡没水喝”的尴尬。为消除水里的“症状”、根除深处的“病灶”，嘉兴人民展开了以治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水为重点的“五水共治”专项行动。

五水共治，治污先行。整治垃圾河、黑河、臭河是“五水共治”的“当头炮”，“清三河”是“五水共治”工作的重中之重，全市范围内的1512条(段)垃圾河、黑河、臭河是“五水共治”的“主战场”。据分析嘉兴市域的脏水就本质而言是有机污染，主要污染物为总氮、氨氮、总磷、COD，用通俗的话来说就是“肥水”。欲要治水需先净水，务必使黑水变清水。因此应运用科学治水、生态治水降低河水中的“肥质”。

1 嘉兴河道的特点和生态浮床的产生

1.1 嘉兴市域河道的特点

嘉兴地处长三角下游、太湖流域盆底，上有过境水、下有潮汐水，河道错综复杂、湖荡星罗棋布。市域范围内中小河流纵横交错，形成水网，但其河道水面坡降小，水流平缓，排水不畅，大量中小河道流量小、流速低、回淤快，易造成污染物累积，更有不少小河、小浜，水体长年基本静止，难以形成“流水不腐”。 由于嘉兴特殊的地理位置这一特点，不可能依赖水体自然流动改善水质，而建设活水工程，泵引清水促流动，则由于费用太高，而不能大范围地让水清起来。

1.2 生态浮床应运而生

嘉兴市域河道流量小、流速低，水体难以更新，但平静的水面却有利于水生植物的生长和生态浮床的布设，而水生植物在生长期能大量吸收溶解于水体中的氮、磷等肥分，达到净化水质的作用。近年来嘉兴市率先在贯泾港、常住桥港、和睦桥港、明月河、朱家桥港等河道水面试行布设“生态浮床”，为推广生态浮岛水体修复技术、重建水体生态循环系统摸索了路径，为改善河道水质、美化环境创出了一种新颖的洁水模式。至目前为止，嘉兴市区已有17条河道(总长度16156m)实施了生态浮岛植物种植，种植总面积17119.3m2，浮岛总面积16847.1m2。

1.3 生态浮床的作用

生态浮床用无土栽培技术，夏天种荷花、睡莲、再力花、水生美人蕉、红叶甜菜等，冬天换种铜钱草，除了美观外，它们的根系更能吸收水里的氮、磷等富营养成分，抑制水体的富营养化，提高水体净化能力，维护生态系统的稳定性，恢复水体生态平衡。以秀洲区长住桥港为例，据环保部门监测数据显示，2013年的高锰酸钾指数较上一年同期降低了39%，氨氮含量较上一年同期下降了25%，总磷含量较上一年下降了23%。由此可见，生态浮床在净化水质的过程中发挥了奇特的“疗伤”作用。(见图1、图2)

图1 生态浮床示意图

图2 生态浮床成功案例

2 生态浮床的实施方法

2.1 生态浮床的设计理念

针对微污染处理的特点，通过建立水生态系统食物链来抑制藻类、吸收肥分，促进河流生态系统中有机质、营养盐等在河中迁移、转化和输出，从而改善水质，实现生态系统的良性循环。实施时充分利用天然河道水体，以生态工程手段建设植物生态净水系统。在整个生态系统的最前端设置浮体隔油滤除悬浮物装置，对河道中浮油及悬浮物、漂浮物进行有效的拦截。水体经过网隔粗滤后进入生物膜净水系统，通过生物膜系统处理后，再进入系统的核心区，即由水生植被系统、生态浮岛系统组成的生态处理区，水体污染物质得到进一步的降解和有效去除、吸附，从而达到净化水质的目的。

2.2 生态浮床的种类、结构及材料选用

生态浮床分为挺水型生态浮岛、浮水型生态浮岛和活动式浮岛等。其中挺水型生态浮岛由浮盆式浮床和植物种植篮组成，浮水型生态浮岛由网式浮床、浮框和尼龙网托底组成，活动式浮岛由活动钢(塑料)架、尼龙网托底等组成。

浮床是提供植物栽种，使植物在水中生长保持稳定浮力的载体。因此使用的材料应具有成本低廉、浮力强大、性能稳定的特点，而且原材料来源充裕，材料本身无毒，不污染水质，方便施工，重复利用率相对较高。

基质用于固定植物、植株，同时要保证植物根系生长所需的水分、氧气条件及肥料载体，因此基质材料必须具有较好的蓄肥、保肥、供肥能力，保证植物直立与正常生长，一般可用陶料填料等。

2.3 水生植被系统

漂(浮)水植物圈养：种植漂浮植物(凤眼莲、大飘、水花生、黄花水龙、聚草、菱等)，采用锚、毛竹桩和尼龙绳固定，进行圈养，可方便管理及防止随水流四处飘散。漂(浮)水植物生长速度快，生物量大，能大量吸收水体中的氮、磷等植物营养物质，通过定期移除植物带出污染物质，同时植物根系也是微生物附着的特殊载体，根系分泌的酶能促使污染物降解，抑制藻类繁殖。

2.4 生态浮岛系统

生态浮岛系统应用组合浮床工艺，布置植物生态浮床，一般间隔50m左右水面中间摆放一组八角型生态浮岛或挂膜浮床。八角浮床采用PPC八角、H14植物载体和H3植物载体等，制作成八角型生态浮岛，主要种植相对吸收营养能力较强的水生植物再力花、水生美人蕉、聚草、钱币草、石昌蒲等。它采用植物水培技术，植物殖生在浮床上，根系悬垂于水中，大量吸收水中营养物质和创造根系营养膜系统，同时有利于水生生物的生长、栖息作用。

2.5 生态浮床的植物配置

植物是净化水质的主体，需要满足以下要求：ⓐ适宜当地气候、水质条件；ⓑ成活率高；ⓒ优先选择本地苗种；ⓓ根系发达、根茎繁殖能力强；ⓔ植物生长快；ⓕ植株优美，具有一定的观赏性；ⓖ具有一定的经济价值。如：浮床植物可采用美人蕉、黄菖蒲、千屈菜、西伯利亚鸢尾、梭鱼草、花叶菖蒲、再力花、荇菜、水罂粟、睡莲、金钱草、粉绿狐尾草等适宜当地气候和水质条件的植物。

2.6 水生植物的栽植要求

选苗标准：根系发达、完整、主根短直，有较多侧根须根，起苗后大根无劈裂；苗干粗壮、主侧枝分叉节奏有序，四周分枝均匀，植物饱满、完整、优美；无病虫害、无夹生和无机械损伤。

栽植时须做到不裸露水面，固定牢固。同时应考虑景观的整体性，讲究艺术性和生态性，注重立面空间构图、高低层次及色彩搭配，以达到最佳植物景观效果。

各项栽植工序应密切衔接，做到随挖、随运、随种、随养护。植物起掘后，不得曝晒或失水。栽植时应选丰满完整的植株，并注意主要观赏面。

2.7 生态浮床制作时应考虑的因素和注意的问题

生态浮床形式多样，应选择合适的类型、结构、材质和植物，实施时应综合考虑以下因素：ⓐ稳定性：组成浮床的材料和构造需能抵抗一定的风浪、水流的冲击而不至于被破坏；ⓑ耐久性：正确选择浮床材质，以保证浮床能历经多年而不腐烂，能重复使用；ⓒ景观性：选择成活率高且去除污染效果好的观赏性植物，给人以愉悦的享受；ⓓ经济性：因地制宜选材，降低建造成本；ⓔ便利性：综合考虑施工、运行、维护的便利性。

生态浮床制作时应注意所有固定铁件焊接部分要满焊牢固，焊疤均应挫平，所有固定铁件外表电镀或涂饰绿色氟碳漆。

3 生态浮床的养护管理

生态浮床作为一种新颖的河道净水设施，对整体改善水生态、联动重塑水环境能发挥其独特的作用，管理得当可相当明显地净化河道水质，不失为嘉兴市“治污水”的一项有效举措，但如其后续管理不善则极易带来负面影响。例如：在一些疏于养护管理的河道上，由于风浪袭扰和船行波的影响，那些长久失修的浮床，有的沉入河底、支离破碎，有的稀稀拉拉、随风飘零，很煞风景。而那些夏季长势旺盛的水生植物，如在入冬前不及时打捞或收割处理，则会发生腐烂反过来污染水环境。因此，在建与管的关系上，要统一规划、分项集成、统筹兼顾、分头推进。切不可重建轻管、有建无管。

3.1 遵循生态学规律优化实施方案

根据营养平衡、生态平衡原则，以及主导生态因子、生态适应性、物种耐性、生态位、生物多样性等生态学原理，对先锋物种进行选择及对植物群落的水平空间和垂直空间进行优化设计，并进行生态修复材料的筛选与创新。

3.2 按季节变化规律实施生态工程

建立多样性种群的，暖季、寒季能交替的，以挺水、漂浮植物为优势种群的稳定的植物群落，并实施冬季水生植物与水生生物的生态工程。从而达到常年改善水质，建立良性的水生态系统的目的。

3.3 加强对水生态系统的日常管理

生态浮床系统建成后应设立专业的养护管理队伍，以从组织上落实管理措施，加强日常巡查，发现问题妥善处理。对损坏散架的浮床应及时修复加固或拆除重建，并适时打捞即将季节性老化的水生植物，更新换置当季植物。

生态浮床的日常养护管理应做到以下几点：ⓐ及时清除河道内的各种垃圾(落叶枯枝、有机高聚物制品、各类生物固体废物等)；ⓑ按要求及时收割挺水植物、漂浮植物和湿生植物；ⓒ对冷、暖季型植物及时更替；ⓓ及时防治水葫芦、牛筋草、湖羊草等疯长植物的入侵、蔓延；ⓔ防止非管理人员入河打捞“水草”，破坏水生植被。

为保持生物膜的高活性，应根据生物膜的老化情况和载体上积泥情况及时适度抖动载体悬挂绳让其脱落。载体如有严重损坏或悬索断开，应及时维护，切忌松懈。

4 生态浮床的发展方向与生存前景探讨

任何事物都有其双重性，由目前试点的小流域微生物技术性修复、生态浮床水生植物种养的效果来看，成功的关键主要在于建后管理，这势必需要投入相当的人力物力。而要充分发挥其积极的一面，必须岸上与岸下齐抓，治标与治本同步。由长住桥港实施生态浮床的成功经验，制定“一河一策”，完善“一河一档”，因地制宜以点带面逐步推广是为上策。而要让“生态浮床”长期生存，使其展示出强大的生命力，必须科学论证工程治水、生物治水、技术治水等方案，探索新的水生植物种植模式，使其走向市场经营，而不能单靠政府财政投入。20世纪五六十年代的南湖菱、红菱，六七十年代的湖羊草、水葫芦，几乎遍布嘉兴市域的每条河道，草绿水碧，蔚为壮观。究其兴旺的原因，是源于当时的社会所需。菱可食用，菱蔓可沤肥培桑，湖羊草是羊冬季的主食，水葫芦是猪的辅助饲料，这些水生植物到了收获季节，人们会主动将其抓扒上岸，视其若宝，这些水生植物在无形之中消耗了河水里的大量“肥分”，起到了净化水质的作用。随着时代的发展，从前的“宝草”不仅风光不再，更由于长成后无人需要，成了花费人财资源被迫打捞的“累赘”。如何让水生植物变废为宝，如何把净水投入转化成经济产出，是值得研究的课题，关系到应用生态技术“治污水、清河水”能否可持续发展的大事。因此应积极研究水生无土栽培技术，探讨水生蔬菜的品种与培育方法，使“生态浮床”从单一的净水功能与果蔬经济挂钩，如：在浮床上试种水芹菜、空心菜、大蒜等经济作物，让那些水生植物顺应市场需求，长成后人们乐于收割，而不是被动打捞；让生态浮岛水菜共生、绚丽多彩；逐步扩大水生经济作物的品种和种植范围，使生态浮床在净化水体的同时，积极产生经济效益；同时对河底、河水、河岸进行“三维治疗”，借助生态浮床有效改善河道水体生态系统，提高水体自净能力，创建“水上长花草，水下鱼虾游”、“水清流畅、岸绿景美”的生态水环境，让嘉兴河道“焕然新生”。

5 结 语

“生态浮床”作为“五水共治”中“治污水”的一项新举措，目前还处于尝试阶段，因此应加强生态科学研究与技术交流，积极探索水生植物栽植技术，使“生态浮床”实施方法趋于完善。同时通过引入市场机制，采取多元化净水措施，恢复碧波涟漪的水乡胜景，找回鱼翔浅底的美好回忆，夺取“五水共治”的战役完胜，实现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