太湖生态清淤与湖滨湿地带构筑

严丽芳

（上海勘测设计研究院有限公司，上海 200434）

1 太湖湖滨湿地带生态系统历史与现状分析

（1）自然阶段。历史上太湖湖滨带具有湿地动植物栖息生长的良好生境，生物群落结构和物种组成丰富。受人类活动干预较少，湖泊的形态、湖滨湿地形成、发育与演化，处于以自然因素变动为主的过程。太湖水体与周边的河流、山、地、水形成自然的联系、组合与过渡，太湖水位可随着降雨和季节因素自然地涨落，湖滨带具有从陆域向太湖水体缓慢延伸的较大空间地带，与湖相邻但基本不受湖水淹没的陆地、季节性淹没的陆地、浅水淹没区、较深淹没区，湖滨湿地的形态、类型与环境多样。由于湿地动植物栖息生长的良好生境，生物群落结构和物种组成丰富，在季节性淹没的陆地分布着芦苇、菰、野慈姑、菖蒲、水葱等多种挺水植物，宽度可达数十至数百米，在浅水淹没区、较深淹没区的挺水植物丛中和开敞水域，各种漂浮植物、浮叶植物、沉水植物（如莲、菱、芡实、苦草、马来眼子菜、轮叶黑藻、金鱼藻等）广泛分布，发挥着湿地系统的调蓄、缓冲、净化与维护生态平衡的功能。

（2）退化阶段。随着快速城镇化的进程，出现一系列大规模对太湖陆域、岸线与水域的过度开发利用，对太湖湖滨湿地带生态植被的破坏影响尤其深远。尤其是20 世纪50～90 年代之间，修建环湖大堤和围湖造田围网围垦养殖等导致的生态环境和湿地资源侵占破坏，大规模人类活动改变了太湖湖滨湿地的自然演化趋势，导致天然湿地面积锐减、水生植被结构趋于单一、生物量大量减少、湖滨湿地功能弱化丧失，湿地生物赖以生存的栖息地减少。有关研究机构的调查表明最为直观可见的挺水植物在太湖沿岸的不少地段不见分布，而有水生植物分布的地方，植物群落结构单一，基本以芦苇为主，其它植物品种少见，生长分布的宽度窄小，多数仅有二三十米，且植物长势不旺，使漫长美丽的太湖岸线失去了大自然的亲和力。

（3）恢复阶段。随着时代发展，人们对太湖水环境综合治理、生态湿地保护逐步重视，保护水环境，保护天然湿地和人工辅助修复湿地。加强生态修复及建设，加强湿地保护、恢复与重建。加强生态林建设和水生态修复是对生态环境重视的表现，绿水青山就是金山银山，人民越来越重视生态环境。

2 湖滨湿地带生态系统恢复需求

湖滨带是连接湖泊水域生态系统与陆地生态系统的一个功能过渡区，对截留和降解入湖污染物质，改善太湖水质，维持生物多样性和生态平衡等方面均具有十分重要的作用。受人类活动影响，目前太湖湖滨带的水生植物分布较少，湖滨带丧失了应有的生态防护功能。

湖滨湿地带生态系统恢复工程遵循太湖湿地独特的自然环境条件和湿地生物资源，充分保护该区域生态系统的自然性和完整性。在太湖湖滨湿地生态修复过程中，根据湿地生态系统自身的演替规律，体现湿地生物多样性的特点，使之具备系统自身反馈和演替的能力。从而保护生物多样性和生态系统完整性，使之形成一个能够自我完善的健康生态系统，使人与环境、生物与环境、生物与生物、社会经济发展与生态系统之间的相互协调。

3 生态清淤结合湖滨湿地带构筑

3.1 生态清淤底泥的出路分析

自2007年开始试点太湖底泥疏浚以来，先后在竺山湖及西沿岸、梅梁湖、贡湖以及东太湖开展了有序的底泥疏浚工作。太湖生态清淤取出了大量沉积在底泥中氮磷以及有机质，清除了表层底泥中的有效氮磷成分，削减底泥内源持续释放对太湖水质的影响，底泥疏浚对局部湖区水质改善明显，且利于水草的大面积恢复。生态清淤切断了湖泛发生的链条，减少了湖泛暴发的频率与强度。

根据太湖历年清淤工程的调查，2008 年至今，太湖进行了多次清淤，均采用在岸上设置排泥场的方式堆放淤泥。太湖历年清淤工程占用了大量鱼塘、空地，又随着近年来太湖退渔还湖政策的实施，太湖周边鱼塘大量减少，陆上可利用排泥场资源枯竭。湖区生态清淤与湖滨湿地带建设相结合，疏浚淤泥排放至湖滨水上排泥场，经固结处理后用于湖滨湿地带，既解决了淤泥的去向问题，又改善了太湖的水生态环境。

3.2 湖滨湿地带围堤设计

为给湖滨湿地带内土方回填施工及植被生长创造条件，需要在消浪保滩潜堤永久结构的基础上临时加高以进一步削减风浪。消浪保滩潜堤结合施工期围堰挡水布置在湖滨湿地带外侧前沿。湖滨湿地带淤泥吹填及固化强度较高，湖滨湿地带跨汛期施工，施工期兼做围堰，挡水标准按5级建筑物考虑，设计水位取太湖全年10年一遇设计水位。

湖滨湿地带先期作为水上清淤底泥排泥场地，外围利用永久消浪围堤并临时加高作为施工期围堰，施工期围堰采用桩式木桩结构，湖区侧布置宽4.5 m双排木桩填土结构，木桩长6 m，梢径大于0.15 m，顶高程达设计水位，桩后培土填高至6.0 m，填土宽3 m，迎水坡坡比1∶1.5，背水坡坡比1∶2.5（见图1）。

图1 施工期湖滨湿地带围堰断面图

当湖滨湿地带内植被覆盖率达到设计要求后，圆木桩送桩至2.80 m 高程，围堰填土拆除至2.80 m高程，并进行绿化种植。在外排圆木桩外侧设置一排仿木桩，仿木桩桩顶高程2.80 m，上部设置消浪结构（见图2）。仿木桩外侧滩面铺设混凝土联锁块软体排，联锁块软体排上近木桩处安放六面块体进行消浪。为保护湖滨湿地带内水质，防止太湖蓝藻进入湖滨湿地带，在仿木桩外侧安装拦藻结构。

图2 湖滨湿地带木桩围堤典型断面图

3.3 清淤底泥的疏浚与固结

太湖生态清淤要清除的主要是呈悬浮状稀泥状的流泥及部分受污染的淤泥质黏土，疏浚施工中要求尽可能降低底泥再悬浮和污染物释放，对周边水体扰动影响要小，防止二次污染，泥水输送过程中不能污染环境。生态清淤底泥采用环保型绞吸式挖泥船进行清淤，该设备施工时水体扰动的范围不超过50 m，设定转动刀片外缘露出罩壳围裙以下约30 cm，能有效地控制挖层厚度以适应薄层污染泥的疏挖。该船配置有污染监测系统，通过红外线可精确测量清淤过程中淤泥再悬浮的数量，控制疏挖过程中的再污染状况。

先期湖滨湿地带作为清淤底泥的水上排泥场，清淤的底泥可采用土工管袋脱水法固结工艺对排泥场内底泥进行固结。土工管袋脱水法具有以下特点：①固结工期短，经过简单的场地平整与防渗膜铺设，即可开展淤泥脱水固化作业，对于工期紧、超大方量的淤泥固化尤其具有优势；②淤泥全程封闭在管袋和管路中，无淤泥暴露和泄露，有效减少淤泥臭味外泄；③大幅提升滤液水质，滤出液水质均能达到新提标的国标一级A排放标准，大幅降低后续水处理成本和难度；④可通过减少重金属不稳定态的含量、降低重金属的活性使淤泥达到无害化。

清淤的底泥通过环保绞吸式挖泥船泵送系统经管道在进入土工管袋前，通过加入一定剂量的脱水助剂以加速脱水。脱水助剂由真空吸料机抽吸进制备罐。脱水助剂搅拌设备采用在罐中安置一台搅拌机，完全充分混合的脱水助剂溶液由传输螺杆泵输送至药剂储存罐再由投药螺杆泵将溶液由混合器输送至管道混合器中与污染底泥充分混合反应。充分混和后的淤泥经多条分泥管进入土工管袋经加压排水固结。

3.4 湖滨湿地带设计

湖滨湿地带内清淤底泥通过土工管袋固结工艺固结以后进行破袋处理，湿地带内地形按高低错落进行塑造，考虑设置浅滩区与深滩区。浅滩种植挺水植物，挺水植物分布于水体四周浅水处或种植平台上，茎叶伸出水面，根和地下茎埋在水下土壤之中，如芦苇、香蒲、菖蒲、再力花、荷花等，靠岸边可小面积种植千屈菜、雨久花、西伯利亚鸢尾等视觉效果好的物种；深滩区可种植沉水植物，沉水植物是优良的水质净化和水下景观植物，对水体水质净化以及水体景观的营造起着极其重要的作用，如微齿眼子菜、轮叶黑藻、菹草、苦草等；并适当种植浮叶植物荇菜、睡莲、水鳖等。

根据底质和水质状况选择适宜的植物搭配方案，可投放一些底栖生物，构建“沉水植物-底栖动物-鱼类-微生物”共生高效复合生态净化系统，加快生态系统的恢复。

4 湖滨湿地带的效果分析

湖滨湿地带植物对水质具有良好的改善效果，湖滨湿地带植物可吸收水层中和底泥中的氮、磷等营养物质，并同化为自身结构的组成物质，从而将水体中的营养盐固定下来，减缓营养物质在水中的循环速度，最终通过人工收割将固定的氮、磷带出水体。同时通过植物根际微生物作用，可吸附和降解水体中的污染物质。湖滨生态湿地带建设在解决淤泥出路的同时，还可改善湖滨生境，增加生物多样性，提升湖体水质自净能力。

湖滨湿地带是湖泊流域水生态系统与陆地生态系统间非常重要的生态过渡带。太湖底泥污染较严重、厚度较深的区域大都位于近岸处，在风浪、湖流等扰动下，底泥容易发生再悬浮，导致水体悬浮物浓度增加，加上一些入湖污染物没完全得到有效控制，造成水体透明度低，部分水域的水质状况不尽如人意。通过建设湖滨湿地带，太湖内源污染面积减少；疏浚底泥作为湖滨湿地带的填筑材料，可较大比例地去除储存在底泥中的孔隙水，带走部分氮、磷等营养物质，同时削弱底泥中污染物的析出率，降低总氮和总磷释放的风险；湖滨湿地带植物可以吸收水体及填筑底泥中的营养物质，遏止底泥营养物质的再释放。建设湖滨湿地带能有效改善湖滨带水生植被带缺失的状况，提升滨岸带拦截污染物、水质净化、涵养水源、纳藻等功能，为改善太湖生态环境发挥重要作用。

5 结语

本文对太湖生态清淤与湖滨湿地带的建设相结合进行分析，利用清淤底泥构筑湖滨湿地带，是清淤底泥处置一种新出路，在陆上排泥场地紧缺的条件下，利用清淤底泥构筑湖滨湿地带是解决太湖清淤淤泥出路的可行途径。湖滨湿地带植物可吸收中和底泥中营养物质，减缓营养物质在水中的循环速度，通过人工收割将固定的氮、磷带出水体。湖滨湿地带的建设应有利于太湖水生态环境的改善以及减少湖流的不利影响，在湖滨湿地带选择、高程确定、填筑工艺上应保证工程和生态的安全，使太湖生态清淤、生态修复有机结合，实现太湖综合治理的总体目标。