湖滨湿地生态修复和蓝藻防控治理思路与措施

余 婷，谢三桃

(安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司，安徽 合肥 233000)

湖滨湿地是湖泊生态系统重要组成部分，在拦截净化入湖径流污染、丰富保育生物多样性及调节改善湖滨生态环境等方面发挥着显著作用。近年来，随着人类活动加剧、湖泊富营养化加重、水文节律波动及蓝藻聚集腐化等因素影响，湖滨湿地不同程度上出现水质恶化、植物消亡、功能退化等一系列问题，保护修复湖滨湿地已成为大型浅水湖泊生态治理的重点和难点。

巢湖是我国第五大淡水湖和全国水污染重点防治的“三河三湖”之一。建国以来，相继建成了巢湖闸、裕溪闸、环巢湖防洪大堤等一系列控湖工程，这些工程在防洪、灌溉及供水等方面功能显著，但由于江湖交换关系与水文节律发生变化，巢湖生态系统遭受破坏，湖滨湿地萎缩严重，湿地面积由建闸前的200km2锐减至不足2km2，生态服务功能基本丧失。由于缺乏湿地缓冲过渡，蓝藻水华暴发时期，蓝藻直逼湖岸边，聚集腐烂发臭，严重影响周边生态环境并威胁人们身体健康[1]。由此，探索巢湖湖滨湿地生态修复与蓝藻防控具有十分重要现实意义。

巢湖常年为东南风向，蓝藻聚集区域主要西北部湖区，派河口更是蓝藻暴发的重灾区。本文选取派河口湖滨湿地作为研究对象，通过分析湿地生境条件、蓝藻时空分布特点及重难点问题，针对蓝藻全生命周期生长特征，提出了“拦挡+打捞+捕获”3道防线蓝藻防控策略。针对湖滨湿地水文节律变化特点，提出了基底修复、植被恢复及消浪防护等技术措施，工程的实施对于派河口湿地蓝藻防控与生态修复效果显著，可为巢湖其他区域及类似湖泊湖滨湿地保护修复提供理论支持和技术参考。

1 湖滨湿地演变及问题分析

1.1 湿地演变过程

巢湖历史上曾是一个多层次的生态结构，芦、荻丛生，菰、芡和柳树防浪林等水生经济植物遍布，有多种鱼类、禽鸟栖息繁衍，形成了较为稳定的自然湿地生态系统[1]。自1962年巢湖闸建成后，水位提高，堤岸防浪林等植物屏障丧失，崩岸严重。自新中国成立以来，每年平均崩岸宽度达5m。沿岸属严重崩岸的土岸长达44.4km，轻微崩塌的土岸20km，每年崩塌入湖的土方为34万m3，约60万t。巢湖每年损失大量湿地，水土流失严重，导致湖水日趋混浊。同时，过度围垦圈圩导致巢湖湿地资源严重退化，面积减少，湿地功能受损，巢湖湖面逐渐缩小[2]。自2000年开始，湿地生态保护修复工程逐步实施，主要包括河道整治、堤防加固、水源保护、湿地修复等。

据2018年4月底调查，环巢湖堤坝水向湖滨湿地多为防浪林台，自然湿地类型较少，宽度30～500m，平均宽度不足50m，其中防浪林台有50m和100m的2种宽度。巢湖堤岸防护林在防浪护堤、净化水质、保护湿地及生物多样性方面起到了极为重要的作用。巢湖堤岸防护林分为迎水面防护林和背水面防护林。迎水面防浪林主要是天然防浪植物芦苇、柳树，也间有东方香蒲和空心莲子草等水生植物，天然形成水草、芦苇、柳树不同梯度的防浪林带。堤岸背水面防护林主要由杨树多品系混合组成。自然湿地宽度较宽的分布于西部的派河河口、西南的罗大郢、南部的兆河河口、东北是罗巷村和柘皋河口，湿地总面积约1.67km2，仅占巢湖水域面积0.21%。据研究，巢湖湖滨湿地内捕获的藻类生物量为巢湖藻类总现存量的0.047%，积累的氮、磷分别仅占水体总量的0.016%和0.048%，可见巢湖湖滨带湿地对湖体蓝藻消纳与水质净化几乎没有作用，生态环境效益极低。2019年9月调查显示，受环湖堤防修筑影响，环巢湖湿地面积进一步萎缩，其中派河口湿地面积减少了约4.85hm2。

1.2 生态环境现状

派河口湖滨湿地宽度在50～500m，长约1000m，高程8.3～9.4m(吴淞高程系，下同)。根据2020年水质监测数据，派河河口整体水质处于中度富营养化状态，水体质量总体处于劣Ⅴ类水平。派河口位于巢湖下风口，风浪吹程最大达42.7m，受风浪淘刷，导致周边土壤硬化，不利于动植物生长。根据相关调查，派河口区域湖滨带生态系统健康状况一般，植物以芦苇、杂交柳为主，盖度在15%左右。浮游植物物平均物种数位20；底栖动物物种较巢湖平均少，主要是底质以淤泥为主，软体动物物种极少[3]。

1.3 蓝藻胁迫影响

据统计，近3—5年来巢湖每年蓝藻暴发频次约60次，巢湖在所有月份都有不同程度的蓝藻水华覆盖，4月份开始水华覆盖度明显增加，蓝藻水华主要发生在5—11月，其中水华发育盖度在9月达到最高[4]。研究认为，蓝藻生长与水华形成会经历越冬休眠、春季复苏、生长和集聚上浮4个阶段[4- 5]。冬季(12月—次年2月)随着温度降低，蓝藻从上层水体下沉到水底越冬，表面蓝藻覆盖明显降低；春季(3—4月)随着温度上升、光照增加，蓝藻从水底开始上浮复苏，蓝藻覆盖度明显增加；夏、秋季(5—11月)蓝藻大量生长并上浮集聚，形成大面积水华。从巢湖各区域来看，西巢湖月平均覆盖度最高[4]，尤其派河口全年蓝藻水华暴发频率为100%。蓝藻水华暴发时，湖体呈稠密的油状，腥臭难忍，触目惊心，极大的影响到湖滨湿地的感官效果。

派河口现有1座去藻平台、1座藻水分离站和3道挡藻围隔。通过近年来蓝藻暴发期实际情况来看，现有打捞藻设备只能不断打捞更新藻华，减轻对湖滨堆积的压力，防止蓝藻腐烂发臭，近岸湖区蓝藻防控问题没有得到根本性解决。

1.4 问题识别及分析

湖滨湿地生态系统脆弱，生态服务功能退化：巢湖风大浪高，水位变幅较大，湖滨湿地受风浪淘蚀，底质退化和岸线崩塌；同时受蓝藻胁迫，湿地生态服务功能退化，如不加以保护和回复，派河口湖滨湿地将迅速丧失。

蓝藻水华暴发频繁，应急防控能力不足：流域内城镇快速扩张，污染物排放刚性增长，湖区氮磷浓度偏高，蓝藻水华时有暴发；受岸线形状、气象条件尤其是风向、水流、水温多因素影响，派河口是聚藻区湖滨带，仅仅通过设备打捞无法从根本上控制水华。

2 治理思路与策略

2.1 治理思路

为抑制湖滨蓝藻聚集暴发，丰富湿地生物多样性、改善近岸湖区生态环境[6]，本文提出了湖滨湿地生态修复与蓝藻防控的治理思路，对湖滨湿地进行基底修复、植被恢复及消浪防护等措施，恢复湿地生态功能[7]；针对派河口聚藻型湖滨湿地特点，提出设置“拦挡+打捞+捕获”3道防线，最终形成从春季至冬季可以抵御、捕获与降解蓝藻的防控体系。

2.1.1生态修复

在维持湖滨自然形态的基础上，外围新建水生植物带，一方面通过大片茂密的水生植物带起到消浪缓冲的作用；另一方面，增加湖滨湿地湿地植物宽度，提升湖滨区域生态效益；其次，避免蓝藻进入近岸水域，促进近岸水域沉水植被发育，修复生态完整性；再次，为抵御巢湖风浪对岸坡冲刷，在区域最外围利用木篱桩进行消浪防护。

2.1.2蓝藻防控

针对巢湖蓝藻衰亡下沉、越冬、复苏和快速生长、水华暴发各阶段的分布特征，以夏季蓝藻应急防控工程为重点，集成物理防藻除藻和生物控藻等技术措施，构建派河湖滨湿地蓝藻水华防控集成技术与装备体系。

2.2 治理策略

针对巢湖派河口聚藻型湖滨湿地特点，结合派河口已有蓝藻打捞设施，在秋季絮凝沉淀、冬季底泥洗脱降低蓝藻暴发生物量的基础上，在派河口构筑“智能拦挡+物理打捞+湿地捕获”3道防线。第一道防线：利用现有最外侧挡藻围隔和加压除藻平台，削减60%以上外部藻类，其技术原理是在运用围隔物理拦截并聚集大量水华蓝藻的基础上，再通过“加压除藻平台+围隔系统”对聚集的蓝藻进行大面积消除，达到快速消除外部敞水区域水华蓝藻的目的；第二道防线：增加移动蓝藻打捞设施，打捞剩余的70%以上藻类；第三道防线：湖滨湿地生态修复和捕获蓝藻，主要是在湖滩外围新建水生植物带，利用水生植物带滞留水华蓝藻，避免蓝藻进入近岸水域[8]，可利用蓝藻捕获浓缩装置对芦苇湿地内部蓝藻进行高效清除，最终消除近岸湖区蓝藻腐烂发臭的现象。

2.3 技术路线

针对巢湖蓝藻衰亡下沉、越冬、复苏和快速生长，水华暴发各阶段的分布特征，提出蓝藻水华全过程控制的技术与工程方案，结合湿地基底修复、植被恢复及消浪防护等技术措施，构建派河口湖滨湿地生态修复与蓝藻水华集成技术与装备体系。湖泊湿地生态修复与蓝藻防控技术路线如图1所示。

图1 湖滨湿地生态修复与蓝藻防控体系示意图

3 防控与修复措施

(1)底泥洗脱和絮凝覆盖措施。秋冬季对湖滩内部坑塘和近岸水域进行底泥洗脱和絮凝覆盖，降低越冬藻种生物量[9]。

(2)物理隔离措施。为防止蓝藻进入湖滨内，2015年起，在近岸区分别设置了3道柔性软围隔，总长约4.0km。因2020年巢湖地区普降大雨，巢湖最高水位达13.43m，受超高洪水的影响，该处3道柔性软围隔受到不同程度的损坏，为了使其更好地发挥作用，本次拟修复该处损坏的柔性软围隔，修复总长约3.83km。

(3)应急打捞措施。针对派河口水域蓝藻控制现状问题，从延长除藻作业时间，提高除藻作业效率，消除湖荡区域蓝藻水华产生的次生污染角度，增设3艘可移动式除藻船[10]。

(4)消浪防护措施。巢湖环湖汛期风大浪高，要求护坡坚固耐久、抗冲刷、抗磨损性能强；巢湖沿岸护坡设计要考虑生态环境和水景观的要求，此外还要求便于施工，经济合理。根据工程区的现状及工程特点，参考滇池、太湖工程案例经验，采用木篱桩进行消浪。设计木桩直径12cm，木桩长度5m。

(5)湿地基底修复措施。以现有8.3m高程的湖滩岸线为基础，保留湖滩上现有的水塘洼地，稍加整理形成浅滩、深潭、岛屿、缓坡等多样生境，完善湿地生态系统。

(6)湿地植物恢复措施。鉴于滇池、太湖工程案例经验，综合蓝藻暴发、风浪吹程因素影响，在派河口外围新建芦苇带1.0km，设计平均宽度150m；同时为丰富湿地生物多样性和提升湖滨带景观效果，在芦苇带中增植乔木，品种选择上充分借鉴了巢湖2016、2020年大水年经验，选用了适生、耐水湿的池杉、落羽杉和美国杂交柳。其次对派河口近岸子湖进行适当改造，首先利用加压井对子湖水体的蓝藻进行加压除藻；通过改性土壤提升水体的透明度[11]，在透明度适宜的时候恢复苦草、轮叶黑藻、狐尾藻、眼子菜等沉水植物种植，完善派河口近岸子湖的水生植物群落[12]。

4 实施效果及评价

派河口生态修复与蓝藻防控工程于2021年4月底基本建设完成，工程共构建0.55km2的健康生态系统，水生植被分布面积为23.7万m2，盖度为43%，水生植物种类有22种，生物多样性指数为2.09，可实现自然演替。修复后的湿地可促进水体中藻类及悬浮泥沙沉降，沉积物平均年沉积通量达118.9kg/(m2·a)，年消解转化蓝藻藻浆的能力约为98797t/a，有效降低了近岸湖区藻密度，减少了蓝藻暴发频率和面积，为美丽巢湖、城湖相依共生的美好生活尽一份力。

5 结语

本文深入分析了派河口湖滨湿地生境条件、水文节律变化及蓝藻时空分布等特点，从蓝藻全生命周期，提出了蓝藻“拦挡+打捞+捕获”3道防线防控策略，并针对湖滨湿地水文节律变化特点，提出了基底修复、植被恢复及消浪防护等湿地修复措施，对于抑制湖滨蓝藻聚集暴发、丰富湿地生物多样性及改善湖滨区域生态环境等方面，起到了明显的效果，具有一定的复制推广价值。

湖泊治理是一个长期复杂的过程，目前仍存在着生境条件对植物生长影响机理及群落稳定的机制不清、水生植物生境改良技术匮乏、湿地滞留蓝藻等污染物的去除及处置技术不足等机理与技术问题，湖滨湿地生态修复需在水文节律变化、生境条件营造、湿生植物选择及蓝藻胁迫影响等方面加强探索研究。