龙潭公园景观水体提高透明度生态养护技术研究

关 旭 周 浩 何秀芳

(深圳市广汇源环境水务有限公司，广东 深圳 518011)

1 研究背景

水体透明度是表征水体浑浊程度的重要参数，是反映水体光传输能力的关键生态指标[1]。它是一个能够较为直观反映水质的常用物理特性指标，也可以作为评价水体富营养化和水生态健康的重要指标[2]。一般认为，透明度的大小由水中浮游生物、有机碎屑、泥沙或其他悬浮物的含量所决定。水体悬浮物、浮游藻类越多，水体透明度越低[3]。水体透明度下降，会直接影响沉水植物以及其他水生生物的生存，从而导致水质恶化，加速水体富营养化趋势的发展，形成水生态系统的恶性循环[4]。

目前有研究表明，总悬浮固体是影响水体透明度的主要因子，其次是浮游藻类生物量[2]。张睿婷等[5]研究表明，水体的透明度主要受水体中悬浮颗粒物和总有机碳含量的直接影响，藻类等内源性生产是悬浮颗粒物和总有机碳的重要来源；水温、氮磷比和风速主要通过调节水体中的总有机碳含量和叶绿素a含量对水体透明度产生间接影响。提高水体透明度主要有种植沉水植物[6-7]、投放大型溞[8]、源头管控、构建清水廊道等措施。目前，通过生态养护措施提高透明度方面的研究还较为少见。因此，本文以深圳市龙潭公园景观湖水体为例，研究水体水质随季节的变化情况，分析影响水体透明度的因素，并应用生态养护技术提高水体透明度，以期为城市景观水体的管养工作提供借鉴。

2 工程概况

2.1 地理位置

龙潭公园位于深圳市龙岗区龙岗中心城长兴南路，建成于1999年8月，占地面积约18.0万m2。该公园坐落于中心城区，许多大型住宅小区环公园而建。龙潭公园景观湖由两个湖体组成，其中北湖面积约3.2万m2，水深1.00～2.50m，淤泥层厚1.00～2.00m；南湖面积约1.3万m2，水深1.50～5.00m，淤泥层厚0.50～1.50m。南北湖之间通过管道连通，日常水位低于连通管0.05～0.15m，降雨期水位上涨，两湖水体相通，水流由北湖流进南湖，再通过南湖东北一侧的溢流口溢出(配强排泵抽水)，龙潭公园布局见图1。2018年，采用“生态系统构建技术”重建和修复龙潭公园湖泊水生态，构建以沉水植物为主的健康持续的水生态系统，2019年3月工程完工，正式投入运营。此景观水体的管养要求为水体透明度大于1.50m，常规水质指标满足地表水Ⅳ类标准。

图1 龙潭公园景观水体示意图

2.2 水质分析方法

氨氮采用《水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法》(HJ 535—2009)测定；总磷(TP)采用《水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法》(GB 11893—89)测定；化学需氧量(COD)采用《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》(HJ 828—2017)测定；生化需氧量(BOD)采用《水质 五日生化需氧量(BOD5)的测定 稀释与接种法》(HJ 505—2009)测定；透明度采用塞氏盘测定。将塞氏盘放入待测水体中，直至恰好看不见塞氏盘白色部分，记录水面处尺子刻度，此即该处水体透明度。溶解氧(DO)利用溶解氧仪现场测定。将探头伸入水下20cm处，待数值稳定后溶解氧仪上读数即为水体溶解氧含量。

2.3 气象数据来源

本文使用的降雨量数据来源于深圳市气象局(台)官网2021年龙城街道雨量站每日平均降雨量。

3 水质变化及影响分析

3.1 水体水质变化情况

深圳市每年5月开始进入雨水期，公园水体水质逐渐变差，龙潭公园水体2020年8—9月的水质指标见图2。从图2可以看出，雨水期的景观水体COD指标无法稳定达到地表水Ⅳ类标准，浓度在13～40mg/L之间波动，氨氮浓度为0.1～0.8mg/L，总磷浓度为0.03～0.09mg/L，透明度为0.40～0.80m。有文献表明[9]，当水体中氮含量大于0.2～0.3mg/L，磷含量大于0.01mg/L时，水体易形成富营养化。因此，该公园景观水体有富营养化的风险，存在浮游植物暴发的隐患。分析其原因，主要是由于该公园管网改造不彻底，雨水期大量雨污混流水进入湖体，且岸上裸露的黄泥随雨水一同冲刷入湖。雨后泥沙沉降包裹住沉水植物(见图3)，抑制了植物的光合作用和呼吸，生态系统被破坏，无法起到净化水质的作用。另外，游客大量放生鱼类(见图4)，使原本的食物链被破坏，湖体生态系统平衡被打破。如此形成恶性循环，当达到适宜浮游植物生长繁殖的条件时，浮游植物大量暴发，水体透明度逐渐降低。

图2 公园水体2020年8—9月部分水质检测数据

图3 黄泥覆盖植被

图4 大量放生鱼类

3.2 影响因素分析

不同水体影响透明度的因素及受到的影响程度可能均不同。针对雨季水体透明度下降的问题，本研究对龙潭公园2021年全年度水体的透明度进行了长期跟踪与研究，并分析了影响透明度的内外部因素。

影响龙潭公园景观水体透明度的外部因素主要为高温天气以及降雨造成的外源营养盐的输入。针对降雨问题，本文分析了北湖2021年全年度水体透明度和降雨量之间的关系，见图5。由图5可知，旱季(每年1—4月和11—12月)北湖水体透明度均能达标(标准为透明度大于1.5m)；雨季(每年5—10月)水体透明度波动较大，最低降至80cm。总体来说，降雨量对北湖水体透明度影响较大。关于高温问题，深圳市为典型的亚热带气候，自3月中下旬，气温就达到25℃，高温天气可持续至10月，同期阳光充足，夏季又为暴雨高发季节，营养盐随地表径流进入景观水体，营造一个适宜藻类繁殖的高温、光照充足、营养盐充足的水体环境，水体易发生水华现象。由此可知，龙潭公园景观水体透明度下降是高温天气和降雨两者共同作用引起的，且该过程是迅速的。

图5 北湖水体透明度与降雨量的关系

影响龙潭公园景观水体透明度的内部因素主要为鱼类以及沉水植物。龙潭公园景观湖为龙岗区中心景观水体，市民们的放生行为，导致外来的鱼类进入龙潭水体生态系统。由于缺乏天敌，放生鱼类易成为优势鱼种，挤占本土鱼类生存空间，最终导致水体中鱼类品种单一、密度高，龙潭公园景观水体原有的食物网结构受到破坏。鱼类密度的提高增加了对浮游动物的捕食，从而导致浮游动物对浮游藻类摄食的减少，浮游藻类数量增加。同时，过高的鱼类密度，加大了对水体的扰动，水体底泥悬浮严重。沉水植物在水生生态系统中具有重要作用，沉水植物不仅能直接吸收水体中的氮、磷等营养物质，还能通过遮光控制浮游藻类暴发性增殖，还能够分泌化感物质，抑制藻类生长，且能固定水体中的底泥，使其不易受到鱼类的扰动。

4 生态养护技术应用

针对不同的影响因素，提出切实可行的养护手段，为龙潭水体环境的改善及水体的养护管理提供科学依据。综合考虑外部天气因素和内部生物因素对透明度的影响，采用生态养护手段调控水体生态系统结构，维持透明度在较高水平，具体生态养护措施与透明度的关系见图6。

图6 水体透明度变化与生态养护措施的关系

针对降雨和高温引起的藻类大量繁殖，可采用微生物灭藻法进行应急处理。微生物灭藻法通过往水体中投加微生物菌种并驯化使该微生物增殖繁衍，形成相对稳定和平衡的水体微生物菌种环境，使水体中菌种与藻类生物协同生长，共同分解水体中的营养盐和有机物等污染物质，从而抑制藻类生长。该方法已多次成功应用于解决龙潭水体的水华问题。2021年3月下旬，龙潭水体温度升高，达到25～30℃，由图6可知，由于温度适宜，微囊藻迅速繁殖，成为优势种。在此期间，由于龙潭水体给外部水体补水，水位下降了50cm，光照进入水体深层，导致微囊藻暴发[10-11]。为消除微囊藻，现场管养人员投加了微生物菌剂抑制藻类生长，两日后，水体逐渐恢复清澈。6—10月，深圳市进入雨季，连续的降雨天气时常发生，水体透明度大幅度下降，甚至低至80cm，湖面出现较多死亡水草，湖底水草发黑，叶片缺失。为提高水体透明度，管养人员在连续阴雨天气结束后，投加微生物菌剂，帮助水体透明度快速恢复，效果明显。

针对沉水植物的生长和鱼类种类及密度等影响因素，需要定期收割、更新沉水植物，确保其良好的生存状况，同时定期开展生物调控，控制水体中鱼类的数量，防止水生动物密度过低而使藻类快速繁殖。生物调控通过调控生物链，增加肉食性鱼类，减少滤食性鱼类来调节浮游动物的结构和种群数量，继而调整生态系统的结构与功能，以达到改良水质的目的。广东地区每年5—8月为鱼类繁殖生长高峰期，龙潭公园于2021年7月以及10月分别进行生物调控以控制鱼类的种群组成及密度。2021年3月开始，每月对沉水植物黑藻进行修剪，收割露出水面部分的茎叶，苦草则保持叶片在水面下20～30cm。

5 结 语

本文研究了深圳市龙潭公园景观湖水体水质随季节的变化情况，分析了影响水体透明度的因素。结果表明，雨季龙潭公园景观水体COD指标无法稳定达到地表水Ⅳ类标准，浓度在13～40mg/L之间波动，氨氮浓度为0.1～0.8mg/L，总磷浓度为0.03～0.09mg/L，透明度下降至0.4～0.8m。通过分析，影响龙潭公园景观水体透明度的主要因素为外部降雨以及鱼类的种群和密度。针对不同的影响因素，采取切实可行的养护手段，包括微生物灭藻法、定期收割、更新沉水植物、生物调控等，可以有效改善水体中各种生物的数量，从而快速提高水体透明度，有效改善龙潭公园景观水体环境。

在日常养护过程中，可从以下3个方面进行加强：

a.定期修剪沉水植物。定期修剪可防止沉水植物长势过高，为水体表面藻类提供附着场所；通过收割沉水植物将植物体内吸收的污染物移除水体。另外，定期收割还有助于植物的生长更新。

b.加强鱼类管控。加强游人鱼类放生活动的管理，严控外来鱼类；防止鱼类密度过高，扰动底泥，使水体透明度下降；防止鱼类过度咬食沉水植物，妨碍植物生长。

c.加强水体的日常监测。尤其是出现温度骤升，雨后晴天等情况，及时对水体进行藻类监测，了解藻类群落变化，及时采取防治措施，避免藻类暴发的情况发生。