南昌九龙湖公园水体净化策略探析

贾建云 何贝娜 郑佳燕

上海市园林工程有限公司 上海 200083

水生植物在水体景观设计中起着不可忽视的作用，它不但能呈现良好的景观效果，同时能承担净化水质的作用[1-3]。目前，关于水生植物净化能力的研究很多[4-11]。但是，不同植物品种处理污染物的类型和能力存在很大的差异。张倩妮等的研究表明，挺水植物芦苇、香蒲、花叶芦竹、美人蕉，浮叶植物睡莲，漂浮植物凤眼莲，沉水植物伊乐藻、苦草对污水具有较高的净化能力。在景观设计中，应根据不同水体污染性质和不同种类水生植物的优势，选择有针对性的水生植物实现水质净化的目的[12-14]。李霞[15]认为采用多种水生植物的组合有利于植物间的优势互补，对水体的净化作用在总体效果上更优于单种水生植物，而且净化效果更加稳定。

本文以南昌九龙湖公园为例，阐述生态公园结合当地水文等条件，针对当前九龙湖的水质污染问题，运用公园景观与水体净化系统相结合的生态净化理念，将水体净化融入景观中，将物理净化、生态净化相结合，既能提高公园内部的自净能力，又能够充分利用水资源发挥其生态功能。

1 九龙湖公园现状

九龙湖公园总规划水面面积约为1 733 333.33 m2，环湖岸线总长超10 200 m，常水位标高为21 m，蓄水后平均水深达3.5 m。由于公园水体周围长期处于施工建设状态，沿岸土壤大面积裸露，降雨径流冲刷直接进入湖体，湖水污染严重，目前湖水呈黄色浑浊状态，透明度极低。为实现后期九龙湖水质提升、水生态环境健康良性可持续发展，对九龙湖公园水质进行了一次水质检测，最终确定了3个调查样点（图1），分别位于栈桥长廊（1号点）、夹河入湖口东侧（2号点）以及夹河（3号点）。其各个采样点的水质检测结果如表1所示。

从表中可以看出，3号点的TN达到3.9 mg/L，COD达到50 mg/L，高出标准40 mg/L（以V类水标准比对）。1号点和2号点主要以TN污染为主，其次为TP，2个区域的TN和TP虽均未超过V类水，但2号点TN值已接近V类水标准值，必须提前加以控制。九龙湖公园内水体作为南昌市重要的景观水体，除基本的生态调节功能外，也具有重要的景观、娱乐等功能。因此，应综合考虑各因素并采取相应的技术措施来进一步提升九龙湖的水质。

图1 九龙湖公园监测采样位点

表1 九龙湖公园监测点位水体水质单位：mg/L

2 水体净化策略与实施

九龙湖公园在前期策划和后期的实施过程中全面综合纳入水体净化系统，在源头实行水体净化的基础上，通过构建人工湿地岛景观、雨水收集装置及水生植物的造景等方式，来保证公园内水体自循环的生态环境。主要运用“物理” 和“生态”净化策略来构建公园的净化系统，通过沉淀和过滤等方式来净化水中的污染物，既减少了后期维护的投入，也最大限度地保证了水质[16-17]。

2.1 物理净化策略

2.1.1 公园外部雨水净化系统——雨水净化池

九龙湖公园周边有市政管网雨水箱涵接入九龙湖景观内，为防止外部水源对湖水的污染，在公园外部净化系统中加入市政雨水生态处理环节，可以为城市和公园减缓用水压力，提高景观生态效应。整个九龙湖将建造8个雨水净化池系统，运用自然沉淀来净化雨水，待公园周边市政雨水净化后方可排入公园湖内。

净化池原理：一级净化池，净化未经土壤渗滤的雨水，通过各层碎石卵石及砂层的层层净化，并排至二级净化池中再次通过层层沉淀后，最终排至湖中。其中，第一级过滤主要清除粗大颗粒物，第二级清除细小污染物和重金属。雨水通过净化池进行生态净化处理后再排入湖中以保证湖水质量，进而提升九龙湖水质，实现水生态环境健康的良性可持续发展。

净化池里还设置有溢流口，在强降雨和长时间降雨时能起到良好的作用。净化池底部敷设了渗透排水层，渗透层中铺设了渗透水收集管，净化池可以处理周边雨水箱流入园内的80%～90%的年降雨量。图2和图3分别是关于净化池的工艺净化图和净化池结构图。

图2 九龙湖水质工艺净化示意

图3 一、二级净化池结构示意

雨水净化池过滤面积的计算与净化池相近的道路面积有关，可以参照下列净化池的值来确定过滤面积，具体见表2（相关参数由瑞士设计方提供）。过滤面积与道路面积的比值取决于过滤池的水流量，而水流量与过滤层的颗粒大小分布有关。

表2 雨水净化池的相关参数

2.1.2 公园内部雨水净化系统——雨水收集净化装置

九龙湖公园内的雨水净化系统主要是一些雨水收集净化装置。将园内的雨水收集净化后再循环，园区通过竖向设计，将场地内的广场道路等的雨水经地表自然排水排入雨水收集装置内。经过分流井、初过滤可过滤掉前期杂质较多的雨水，再进入3D精滤设备，装置采用横竖截流过滤技术去除颗粒直径≥2 mm的杂质及95%的固态杂质后，进入三维互锁结构模块池。经过几层过滤后的雨水可用于绿地灌溉、道路冲洗和景观水补给，为公园内的绿化、景观水体及冲洗平台提供水补给，以达到雨水资源净化和雨水综合利用的目的。

雨水收集装置利用水循环系统，在解决底面排水问题的同时，利用收集的雨水回补、灌溉绿地植被，实现雨水的循环利用。通过基质干湿自动控制器的监测与控制，净水蓄水池中的水被潜水泵输送到各个绿地中的旋转式喷头，进而对绿地中的植被进行自动灌溉，同时还预留有快速取水阀以应对个别特殊的蓄水情况，其雨水收集装置结构如图4所示。

图4 雨水收集装置的结构示意

九龙湖公园雨水收集装置室外雨水按南昌地区暴雨量计算，降雨强度为259.354 L/（s·hm2），其重现期按P=3算，室外综合径流系数为0.13，当地的雨水暴雨强度q为：

汇水面积F=4 852 m2，F=18.88 L/s，南昌平均年降雨量1 567 mm，故年均降雨体积7 603 m3，平均每天降雨量为20.83 m3，其雨水收集系统是依据当地3.5 d，即72.9 m3的蓄水量进行综合设置。

2.2 生态净化策略

本文生态净化主要是利用湿地岛（图5），其总面积约为6 500 m2，对于提升整个湖面的生态景观效果有重要作用，是公园生态系统构建中的重点，也是公园内生态雨水净化的重要组成部分。在公园水体流速小、观赏面好及角落等处营造多个生态岛，在保证景观效果的同时，也对水体的自净化起到了很好的作用。

图5 湿地岛构造示意

在对湿地岛的驳岸进行生态化处理时，将岛的四周采用一种带侧壁式种植槽的水下石笼生态驳岸，主要包括：

1）石笼网格框架，用来装载火山岩石块。石笼外挑编网，与石笼网格一同编制，石笼网框架呈“L”形，其底部插设于湿地岛岛体内，形成稳定的挡墙结构。

2）不锈钢网槽，侧边与石笼网格框架编制在一起，网槽网片与石笼呈“U”形，形成编织种植槽，石笼顶部网槽，用于石笼顶端部分，设置凹槽，形成种植槽。

3）种植基质选择，根据石笼的网格规格及植物品种，通过直径0.3～0.8 mm的生态纤维袋，固定在种植槽中，内置腐殖土、沙土等混合成一定配比的种植基质。

4）种植绿植：根据石笼侧边种植槽入水深度选择不同的水湿生植物品种。这种生态驳岸既可为景观湿地岛的围合驳岸提供一种新的处理方法，填补了驳岸的立体景观空缺，同时也增加了多维度的植物丰富度，水生植物能与湖内螺、贝、鱼和虾类等虑食性水生动物形成多级生物链的良性生态循环系统，调整水体氮磷平衡，从而构建一个动物和谐共处、能量和物质循环良好、稳定并具有自净能力的清水型生态系统，由此提升整个湖面的生态景观效果。

湿地岛四周及湖岸边种植一些水生植物，九龙湖水生植物的选择主要是根据植物的生长习性及净水能力来确定，大多选择具有分布广、对环境适应性较强、生长季较长、根茎发达，具有很强的综合净化水体能力等特点的植物，如美人蕉、蒲苇等。九龙湖公园水域通过不同类型水生植物的合理配置，岸边种植挺水植物、湖底种植沉水植物等，不仅能够丰富水体的景观层次，创造出美的意境，还能够柔化水体边线，加强水体和水岸之间的联系，使水体和水岸相互之间更加和谐融洽。公园内水生植物的配置方式，主要是根据植物的耐水性进行配置，利用不同种类的水生植物的花期各不相同，保证植物相互之间可以很好地进行衔接。

从不同挺水植物的习性及净化效果可以看出，除了蒲苇和天蓝鼠尾草作为景观植物外，其他植物都对水体中的TN、TP和COD有着良好的去除效果，但每种水生植物的净化效果却不相同。其中对于TN的净化效果，各植物表现为：香蒲≥千屈菜≥美人蕉≥再力花≥荷花≥黄菖蒲；对TP的净化效果相差不大；对于COD的净化效果，各植物表现为：再力花≥香蒲（美人蕉）≥千屈菜≥荷花≥黄菖蒲。综合来看，香蒲和美人蕉对3个指标的提升效果都非常好，而黄菖蒲的整体净化效果相对较差。可根据公园水质情况搭配适当的水生植物，同时兼顾水质净化效果和景观效果。

3 结语

针对南昌九龙湖公园的水质超标问题，本文主要从物理和生态净化两方面来进行水质净化策略分析和系统构建。物理净化主要是对公园内外的雨水进行收集，后通过一系列的措施，如沉淀、过滤等措施来净化所收集的雨水，初步处理大颗粒污染物、细小颗粒物和重金属，以防止污水直接汇入公园水体，使水质进一步恶化。生态净化则主要是利用水生植物与水体动物、微生物构建一个水生态系统，通过生态系统的自循环达到水体净化的效果。

在利用水生植物进行生态净化时，不同的水生植物对不同污染物的净化效果是不同的，需综合考虑水生植物对水质的综合净化效果，如香蒲和美人蕉对水体中的TN、TP和COD都有非常好的净化效果，而黄菖蒲的综合净化效果相对较差。