潼湖湿地水体水质生态修复的可行性措施探讨

徐瑾 黄金玲 李希琳 陈夏斐

摘要：对潼湖湿地水体水质生态修复提出了一套包括退田/塘还湖、重塑湖底、控制和拦截污染源、修复底泥、清除风眼蓝Eichhornia crasszpes、净化水体和重建水体内外循环等步骤的可行性措施，旨在为改善潼湖地表水的水质提供科学依据和参考。

关键词：湿地；生态修复；水体水质；生态环境；技术措施

中图分类号：TU986

文献标志码：A

文章编号：1671-2641（2015）06-0041-03

收稿日期：2015-02-26

修回日期：2015-04-27

潼湖湿地位于广东省惠州市西端，范围涉及广州军区潼湖生产基地、潼湖镇、潼侨镇、陈江镇和沥林镇。天然湿地范围宽广，在调控洪水、调节河川径流等方面功能巨大。作为珠三角地区较大型的内陆淡水湿地，潼湖湿地拥有较丰富的生物资源，是珠三角东岸最具生态价值的城市绿环节点之一和“自然之肾”。

1 生态环境现状

20世纪60年代以来，随着工业化、城市化进程，潼湖地区人口密度增加，地表资源受到不同程度的人为干扰，主要表现如下。

1）潼湖面积萎缩。历史上潼湖长度约22km，平均宽约7km，面积达15km?。上世纪50年代，随着潼湖一期和二期的整治、观洞水库的建成，治理水患的同时也使其面积萎缩为66km?。1966年，部队进驻潼湖，开始对积水洼地进行围塘造田，湖面逐渐演变成为现在的小型湖泊、鱼塘和水田相间的格局，湿地面积已严重萎缩、退化，不足当年的1/5。

2）水体污染严重。上世纪90年代开始，潼湖地区建造了大量的砖窑厂和养猪场，烟囱高耸入云，未经处理的污水排入鱼塘，水质和空气遭到严重破坏。尽管在2005年后，有关部门加强了对环境的管理，严拆了非法养殖场和砖窑厂，并规划建设了污水处理厂，但是潼湖湿地的环境状况仍不容乐观。潼湖湿地现状水体污染严重，水质极端恶化，湿地地表水目前的总体水质为V类。污染物主要为氮（N）、磷（P）等有机质，导致水生植被如风眼蓝Eichhornia crassipes等疯狂生长，大量消耗水中溶解氧，几乎没有沉水植物，水体恶臭、鱼虾死亡。

3）生物多样性较低。潼湖湿地湖面缩小、水质恶化等问题已经影响到了沉水植物、鱼类、鸟类等物种的生物多样性。由于缺少潼湖生态环境变化前生物种类的相关数据，选择同样在惠州境内、数据完备且具有部分相似地貌类型的惠州象头山国家级自然保护区（区内拥有溪流40多条，水库10座）进行比较，潼湖地区的生物种类数量仅占对方生物种数的16.7%（动植物种类总数：潼湖湿地337种；惠州象头山国家级自然保护区2014种），生物多样性相对较低。

目前，潼湖地区所在的4镇1地（潼湖镇、潼侨镇、沥林镇和陈江街道办以及广州军区潼湖生产基地）人口约2000人，现状产业构成中以种植业和养殖业为主的第一产业占据较大比例，其次是正在清理整顿的各类砖厂。因此，实现潼湖湿地的生态修复，不仅有利于充分发挥潼湖湿地在调蓄洪水、提高生物多样性、调节区域气候、降解污染物等方面的生态效益，而且有利于推动惠州地区旅游业和周边产业的发展，对带动地方经济、实现区域产业结构调整和优化均具有积极意义。

2 生态修复目标

潼湖湿地生态恢复的目标在于逐步恢复其退化的湿地生态系统的结构和功能，使能达到自我持续状态。本文主要针对现状中的关键问题——潼湖湿地水体水质生态修复提出可行性的措施，旨在通过适当的人为措施干预，恢复潼湖湿地生态系统天然具备的自净和自我恢复能力以及水陆生态系统相兼的过渡性分布规律，使潼湖湿地地表水水质在5年左右达到Ⅲ类（枯水季）～II类水（雨季）。

3 水体水质生态修复的可行性措施

潼湖水体水质的生态修复主要采用退田/塘还湖、重塑湖底、控制和拦截污染源、修复底泥、清除凤眼蓝、重建水体净化和水体内外循环等措施实现。

3.1 退田/塘还湖

为了维持湿地生态系统的健康与安全，必须保持湿地尤其是自然湿地面积的稳定性。因此，应积极地进行退田/塘还湖，将一些海拔较低的低产田地鱼塘退出，改造成连续的水面，重现潼湖历史上“千顷湖面”的盛景。可以1961年潼湖洪泛区域面积为主要依据，优先考虑其中相对土壤湿度较高的田地和鱼塘，围绕现有的湖泊湿地主体，向外扩张以确定湿地恢复区域范围，营建时使湖岸线呈现自然的曲折多弯，形成湾、岬、泮、半岛、离岛等湖泊湿地景观。

3.2 湖底的重塑

为了实现潼湖湿地生态功能，满足不同生态类型鱼类的生活需求，需对湖底进行清淤和地形塑造，使湖水面积在50%以上，水深在1.5m以上，使潼湖水深在总体上呈现由湖中心向湖岸逐渐变浅，并保持由湖底到湖岸平缓过渡的原生湖底地貌形态，留有适当的浅水区面积。可按鱼类、水生植物的生境要求设计为：深水区（带）（水深1.6～2.4m）、中水区（带）（水深0.6～1.2m）、浅水区（带）（水深0.2～0.4m）。此外，还需在局部区域为喜欢冷水的鱼类规划超深水区（水深5m左右），为其在夏季水温升高时提供避难所。建议可将湖底塑造与底泥修复结合进行，并利用疏挖的底泥来塑造湖中岛屿和周边微地形，因底泥富含N、P等有机物质，可以考虑在其堆放位置营建森林，丰富周边区域森林植被的覆盖率，并营建成湿地野生动物的栖息地。

3.3 污染源的控制和拦截

污染源的控制和拦截主要通过采用雨污分流技术和设置截污管（沟）线、生态拦截和人工湿地一稳定塘的组合系统技术实现。

3.3.1 雨污分流技术和设置截污管（沟）线

雨污分流的排水体制允许雨水直接排入潼湖，加快污水的收集率，提高污水的处理率，避免污水对湿地水体造成污染。与此同时，在潼湖主水体岸线规划建设生活污水和工业废水截流沟、截污管道。如有必要，甚至可以在潼湖主水体周边建立小型的污水处理厂，对污水进行集中处理后排入潼湖水体。

3.3.2 生态拦截

在潼湖和相连河道岸沿线以及潼湖的各个入水口安置生物膜，如土壤、卵石、碎石、砂等基质表面都具有巨大的生物膜，并种植池杉Taxodium distichum var. imbricatum、落羽杉Taxodium distichum、 水石榕Elaeocaipus hainanensis、

垂 柳Salix babylonica等湿生乔木，构建以慈姑Sagittaria trifolia var. sinensis、菖蒲Acorus calamus、 芦苇Phragmitesaustralis等为主的挺水植物带，并种植如睡莲Nymphaea tetragona、菱Trapa natans等部分吸收污染物较强的浮水、漂浮类水生植物，形成乔、灌、草相结合的立体缓冲带。通过植物的截留和纳污等功能，建立生态屏障，割断或减少污染源输入。建议植被缓冲带的营建与生态驳岸的营建共同进行。

3.3.3 人工湿地一稳定塘的组合系统技术

稳定塘和人工湿地工艺作为污水生态处理技术，具有处理效果好、投资少、运行维护费用低、能够改善局部生态环境等特点；二者的组合不仅可用于污水的常规二级处理，也可用于二级处理出水的深度处理、回收及回用。因而建议在对城市污水进行截流处理的同时，对河道进行整治（尤其是对污染严重又是潼湖最宽入水口的三河涌），建立人工湿地——稳定塘组合系统，对污水进行生态深度处理后方可进入潼湖。

3.4 底泥的修复

底泥的修复主要采用底泥疏浚的方式完成。底泥疏浚是解决水体水质内源污染的重要措施，通过底泥的疏挖去除沉积物中的营养盐和其他污染物，减少对水体的释放。底泥疏浚的缺点在于工程量较大，效果难以持久，并有可能破坏原有的底栖生物群落，且挖出的污泥易造成二次污染。根据前期调查结果，除潼湖中部及西部外，其余地区底泥中铜（Cu）、镉（Cd）、铬（Cr）、铅（Pb）、砷（As）、汞（Hg）含量均未超出标准，确保了这些区域疏浚的底泥作为改良剂施入土壤的安全性，建议该措施的实行可结合湖底的重塑进行。

3.5 清除凤眼蓝

清除凤眼蓝可采用滤网拦截和机械打捞的方式进行。

3.5.1 滤网拦截

设置水上过滤网或采用围栏圈养的方式将肆意生长泛滥成灾的凤眼蓝圈定在一定的范围内，防止其蔓延。

3.5.2 机械打捞

利用打捞船等机械设备捕捞水面上的凤眼蓝，间接去除水体N、P营养盐。机械除凤眼蓝技术的优点是能够快速应付凤眼蓝的大面积爆发，操作简单，没有负面效应，但只能作为一种应急补救措施。捕捞的凤眼蓝可以用作饲料，或用其堆制有机肥及生产沼气，也可直接利用其干粉或将燃烧后的灰分作为肥料或土壤改良剂使用。

3.6 水体的净化

水体的净化可采用引水换水、生长床一沉水植物移植技术和微生物净化技术实现。

3.6.1 引水换水

通过周期性从东江引水、换水，稀释水中营养盐和有机物浓度，防止藻类疯长，改善水质。此方法宜在潼湖的枯水季进行，若换除的水水质过差，还需经过污水处理厂的处理方可排入东江。使用时需综合考虑从东江周期性引水换水的成本和现有污水处理厂的处理能力。

3.6.2 生长床一沉水植物移植技术

运用沉水植物生长床为沉水植物的生长创造条件，从而摆脱由于受污染水体的透光度低而使沉水植被难以恢复的限制。沉水植物的存活能够为水体提供更高的氧含量，并由此提高其他水生植物存活的概率，从而进一步净化水体。沉水植物生长床的构造可详见发明专利CN101356881A。

3.6.3 微生物净化技术

人工选育培养出的光合细菌、硝化细菌等复合高效微生物，如日本研制的EM菌剂、美国的Clear-Flo系列菌剂，均能够有效去除N、P营养元素和有机污染物，抑制藻类生长，增加水体溶解氧，改善水质。

3.7 水体内外循环的重建

3.7.1 潼湖湿地水体的外循环

潼湖现修建有东岸、建塘、潼湖等水闸，其中东岸涌分别经过东岸水闸和建塘水闸连通了东江和东引运河，谢岗涌经潼湖水闸连通石马河。这三个水闸为潼湖水赋予人工调控的特征，河水去向和水流方向随季节及人工调控方式，大致有3种情况：1）在干枯水期，为保证潼湖流域农业和景观用水，下游闸门关闭，河水不外排，河水基本不流动，个别时候向东倒流；2）在一般雨季，开启潼湖水闸，河水经谢岗涌进入石马河，东岸涌河水向东倒流；或开启建塘闸门，河水引入东引运河，谢岗涌水向东倒流；3）在特大暴雨后泄洪期，潼湖水闸、建塘水闸、东岸水闸同时开启，河水分别流入石马河、东引运河和东江干流。

3.7.2 潼湖湿地水体的内循环

潼湖湿地内循环的过程涉及大气降水、植被蒸腾、水面蒸发、河流径流、地表径流、地下径流等多个过程。鉴于潼湖现状，建议增加潼湖湿地的水体面积和周边植被（尤其是森林植被）面积，建议周边修建的道路和广场铺装多用新型的透水材料（如排水性沥青），促进潼湖水体内循环的正常进行。此外，还应该结合水域以及陆地的具体情况，考虑水流速度和流量以及周边地质条件和土壤状况来营建生态驳岸，以充分保证驳岸与潼湖湿地之间的水分交换和调节，并且有助于提高岸栖生物的丰富度，形成较为自然的景观。生态驳岸的形式可采用自然原型驳岸、自然型驳岸和台阶式人工自然驳岸等。

4 水体水质生态修复的分期、分区实行方案

潼湖湿地水体水质的生态修复在实行过程中建议以以下方案分期、分区进行：

1）准备期（约3个月）：利用水闸切断潼湖与各个河流的水体交换；针对现有潼湖主体水域区域集中打捞凤眼蓝。

2）改造期（约18个月）：在拟退田/塘还湖区域通过修坝等措施分区放空已有水体，疏浚底泥，改造地形，整体完工后去除分区间的堤坝；在潼湖主体水域通过堤坝进行分区，并在各分区间设立闸门，首先放空紧挨拟退田/塘还湖区域分区的水体，转移入拟退田/塘还湖区域，若有条件，可利用污水处理厂或人工湿地一稳定塘的组合系统技术进行适度处理后再转移污染水体，对放空分区进行底泥疏浚和地形改造，临岸区域同时进行生态驳岸的塑造；以此类推，完成潼湖主体水域的湖底重塑。与此同时，在潼湖周边完善雨污分流和截污管（沟）线的设置，并在潼湖的各个入水口修建生态拦截或人工湿地一稳定塘的组合系统。

3）调整期（约39个月）：去除潼湖主体水域分区间的堤坝，打通主体水域与各个河流和拟退田/塘还湖区域的联系；若有条件，引东江水灌注，降低潼湖水体富营养物质的含量；引入生长床一沉水植物移植技术或局部采用微生物净化技术净化水体；在潼湖水体各个区域设置水体水质监测点，关注水体水质的变化。

5 结语和展望

近年来，广东省、惠州市、仲恺开发区以及周边镇（街道）和军垦部队等高度关注潼湖湿地的生态环境，曾多次组织相关部门展开调研工作。2014年底，惠州市已正式启动了潼湖湿地公园的总体规划，力将潼湖湿地打造成湿地生态保护与城市可持续发展相协调的中国湿地生态示范区。相信在不远的将来，潼湖湿地将以崭新的面貌呈现在世人眼前。