龙马湖景观改造工程水生态无边界保护施工技术研究

简东南

（中交投资有限公司西南分公司，四川 成都 610000）

城市湖泊作为一个水生态系统，由生物群落与非生物环境2 部分组成。生物群落中有生产者（如水生植物）、消费者（如底栖动物、鱼类）和分解者（如细菌）。非生物环境中的阳光、空气、无机物（碳、氮、磷、水等）和有机物（蛋白质、碳水化合物、腐殖质等）等为湖中的生物提供能量、营养物质和生活空间。

通过对龙马水库水生态系统的构建，以保证系统内的物质循环和能量流动，维持湖泊水生态系统相对稳定与发展，从而实现水生态保护的目的。

1 工程概况

1.1 工程地点

简州新城地处成都东南，位于龙泉山以东，沱江以西，在成都市圈环线高速内，北有沪蓉高速，南有天府国际机场高速、成安渝高速穿境而过，西距离成都老城和龙泉驿区分别约40 km 和25 km，东南距简阳老城约10 km。

龙马湖公园位于简州新城的城中心，成都第二绕城高速以东，简州大道以北，占地面积约为1.6 km2，其中景观面积约为20 000 m2、绿化面积约为10 000 m2、水体面积约为10 000 m2。简州新城龙马湖水库工程位于简州大道与涟江大道交汇处。本次施工面积约为57 400 m2。

1.2 主要施工内容

本次施工任务为龙马湖水库水生态构建（水生态平面位置如图1 所示），实施的主要内容为湖底土方及基底改良工程、湖中植物群落工程、湖中底栖动物群落工程、湖中鱼类群落构建工程、微生物附着基工程工程、有益微生物功能群构建工程、拦截网膜工程、水体透明度提升工程、水质自动监测工程和后期维护[1]。

图1 水生态平面位置示意图

1.3 主要工程数量表

本次施工内容为主湖区水生态工程，具体工程量如表1 所示。

表1 水生态主要工程数量表

1.4 湖水受到的主要污染

作为开放环境状态下的景观水体，不可避免地会受到各种污染因素的影响，其水质和景观效果也会受到影响，主要污染因素为周边雨水径流所带来的污染、水体流动性不足、水体内污染物不断沉积在水底、内源污染。

2 施工方法

通过湖底土方及基底改良工程→湖中植物群落构建工程→湖中底栖动物群落构建工程→湖中鱼类群落构建工程→微生物附着基工程→有益微生物功能群构建工程→补水拦截网膜工程→水质自动监测工程→水体透明度提升工程→后期维护等一系列生态系统构建工程的实施及其他生态工程措施，使水域生态系统趋于生态平衡[2]。

2.1 施工准备

施工现场要达到“三通一平”，且工、料、机、施工技术准备齐全，开工手续完善齐备，并达到开工条件。

2.2 施工流程

本项目主要施工流程如图2 所示。

图2 主要施工流程图

2.3 湖底土方工程

2.3.1 防渗施工

防渗施工主要施工工序流程如图3 所示。

图3 防渗施工工序施工流程图

筑堰并排干施工区域内的水，清除淤泥。回填3 сm厚的黏土基层并压实平整（密实度大于等于290%），基面不得有石子等尖锐物。基层上铺设200 mm 厚的砂垫层，砂垫层上铺设6 mm 厚的钠基膨润土防水毯，防水毯上铺设50 mm 厚的细砂缓冲层，缓冲层上铺设100 mm 厚的C15 素混凝土保护层（间隔4～5 m 留设伸缩缝，缝宽20 mm，用沥青玛蹄脂嵌缝）。

钠基膨润土防水毯使用的膨润土应为天然钠基膨润土或人工钠化膨润土，0.2～2 mm 范围内的膨润土颗粒质量分数应大于80%，使用的塑料扁丝编织土工布应符合GB/T 17690—1999 的要求，并具有抗紫外线功能，用单位面积质量为120 g/m2的塑料扁丝编织土工布[3-4]。

2.3.2 湖底改良施工

2.3.2.1 改良施工

对不利于植物生长的岩石、石块、卵石等硬质湖底部分进行改造。改造方法为：施工至设计高程后，松铺30 сm 厚的种植土以确保植物生长所需的土壤。

2.3.2.2 质量要求

完成防渗施工后，松铺30 сm 厚的黏土；种植土土质рH 为6.0～8.5；土中有机质含量控制在15～25 g/kg；回填土最大粒径小于等于20 сm，不得有粒径大于2～3 сm 的石块，且无建筑垃圾；回填土需松铺，不得压实，以便于种植水生植物。

2.3.3 基底消杀

蓄水前，按照使用说明，将恶霉灵等土壤灭菌类药剂稀释后均匀泼洒，以消杀土壤里的细菌性霉菌和病原体，避免发生植物叶锈病、黑粉病、杆锈病、褐斑病等，药剂用量为100.0 g/m2。土壤灭菌类药剂主要由氢氧化钙、氯化钙、次氯酸钙配制而成，有效氯质量分数大于28%。

质量要求及注意事项：土壤样品上覆水рH 值为7.5≤рH≤8.5。

2.4 湖中植物群落施工

2.4.1 种苗预处理

清洗、整理、除去杂质与伤、残、病植株。用杀卵剂（杀鱼卵、螺卵）、灭菌剂（灭细菌性病原体、霉菌、病虫害等）、促生根剂、促生长剂等进行预处理，以保证沉水植物的生长、定植。

2.4.2 种植

种植采用扦插种植法及抛种法。采用边蓄水边种植的方式，保证种植区域内水深大于10 сm。沉水植物种植主要采用扦插法，种群混种，种植过程类似农田插秧，从水体深的区域开始逐步向浅水区推进。

根据设计要求以固定的标准点或固定建筑物、构筑物等为依据进行定点放线，用竹竿或打木桩作为标记区域。定点放线符合设计要求，且位置准确，标记明显。

将预处理后的沉水植物像农田插秧一样插入湖底泥土中，插入深度为5～10 сm；当水位过高，人工无法直接扦插时，采用辅助工具进行扦插种植或采用抛种的方法进行种植。用辅助工具进行种植时，将节长1～1.5 m 的竹竿顶端制作成U 形缺口，取3～6 株沉水植物鲜体种苗嵌入缺口中，再将竹竿缺口向下插入湖底10 сm 左右拔出；采用抛种法则取沉水植物种苗3～6 株，用塘泥将植株根部包裹住，然后放入营养袋中，再抛掷于需要种植的区域[5]。

2.4.3 质量要求

选择无病虫害，根、茎发育好的健壮植株进行种植，且水生植物种类和植株应满足质量要求和设计要求。严格按照设计的区域和位置种植对应的浮水植物（睡莲、荇菜等）、挺水植物（水葱、菖蒲、荷花等）、沉水植物，以便形成良好的景观效果。水深小于1.5 m的区域主要种植苦草、美人蕉、再丽花、黄花鸢尾、水葱等观赏性强的植物；水深大于1.5 m 的区域种植黑藻、香蒲、水藻、绿竹、报春草、篦齿眼子菜、金鱼藻，以打造层次感丰富的水下景观。种苗包装、运输、临时储存要求为高温时泡沫箱加冰包装20 kg/箱，冷藏车运输（储存时间不超过7 d）。为确保种植密度的控制及美观效果，设置种植线作为参照。种植时水温为10 ℃以上，存活率高、存活快。沉水植物的种植需避开阳光强烈的中午，可在早晨和傍晚种植。

2.5 湖中底栖动物群落构建

2.5.1 构建

利用底栖动物对水体受到污染后敏感度高的特性，对水质进行监测。按底栖动物对水污染的敏感度来划分，一般分成“耐污类群”和“敏感类群”，前者常分布在污染物相对较多的水体中，而后者一般分布在水质较好（比如溶解氧质量浓度很高）的水体中。

本湖泊投放如下底栖动物构建群落：敏感物种（不耐污）有石蚕、蜉蝣幼虫、水生甲壳虫的幼虫，半耐污物种有石蝇幼虫、螺蛳、扁卷螺、河蚬、贝、河蚌，耐污物种有淡水蛏、螃蟹、淡水虾，非常耐污物种有肺螺类、蚂蟥、水蚯蚓。

2.5.2 质量要求及注意事项

严把挑选关，剔除伤残及带病的个体。选择晴好天气运输，并且保证运输过程中氧气持续供应。在充气运输车箱内用质量分数为0.5%的食盐水对即将投放的底栖动物进行消毒处理30 min。投放前先试养，确保成活率。投放时加强保护，不得损伤个体。

2.6 湖中鱼类群落构建

2.6.1 构建

按照净化水质，维持湖中生态平衡的原则，根据设计要求投放鱼类，本湖泊投放的鱼类如下：食草鱼类（草鱼），滤食性的鲢鱼等食浮游生物，肉食性的黑鱼、青鱼等，杂食性的鲤鱼、鲫鱼。

2.6.2 质量要求及注意事项

剔除伤残及带病的个体，选择晴好天气进行运输，并且保证运输过程中氧气持续供应。在充气运输车箱内用质量分数为0.5%的食盐水对即将投放的鱼类进行消毒处理30 min。投放前先试养，以确保成活率。投放时加强保护。

2.7 有益微生物功能群构建

2.7.1 构建

水生动植物群落构建完成后，根据水体的水质状况，投加微生物制剂，以构建良好的生态环境，有助于湖体生态系统的快速恢复。微生物制剂施用前先对菌剂进行活化，方法如下：微生物菌剂使用前用适量水稀释（按1∶30），搅拌均匀后静置30 min 后均匀泼洒在水面。视水体情况采用如下微生物。

光合菌群的代谢物质被植物和微生物吸收成为养分，其他有益微生物随着光合细菌的增殖而增殖；乳酸菌群具有阻止其他致病菌增殖的作用，还能把未腐熟的有机物质转化，变成动植物能吸收的养分；酵母菌群为有效微生物增殖提供必需的营养保障；革兰氏阳性放线菌群将纤维、甲壳等难分解的物质分解为被动植物易吸收的养分；发酵系的丝状菌群（嫌气性）防止蛆等害虫发生，消除恶臭[6-7]。

2.7.2 注意事项

操作人员应根据微生物制剂使用方法与提示施用，注意安全防护。微生物制剂产品开封即用，不可久置。微生物制剂使用前后一周内禁止使用有杀菌作用的消毒剂及抗生素微生物制剂。

2.8 水体透明度提升

2.8.1 透明度提升

为促进沉水植物生长，必须提高水体透明度，如湖水受到污染等导致水体透明度差，应迅速用生物制剂按100 倍水搅拌稀释，均匀泼洒于水面。

2.8.2 注意事项

生物制剂使用量应根据现场水体情况进行小范围实验后再确定；操作人员应根据生物制剂使用方法与提示施用，注意安全防护。

2.9 拦截网膜工程

2.9.1 施工

按照设计在入水口设置拦截网膜以防止杂质、大型的污染物进入水体。根据设计，按照入水口水岸线的距离设定网膜长度。拦截网膜主要由6 股无结网聚乙烯网膜、浮球以及配置石笼组成。在6 级风速作用下，网膜配重不发生位移；拦截网膜除了配重固定以外，需采用打桩固定，桩直径为8～10 сm，入土深度根据现场地质条件和抗冲击实验确定，在常水位下，桩在水中的高度应低于相应水深5～10 сm。

2.9.2 质量要求及注意事项

安装前应将拦截网膜与固定支架进行试组装，组装过程中避免损坏生态拦截网膜幔。施工完成后定期检查拦截网膜支架和固定桩是否松动，防止人为破坏，对松动损坏拦截网膜进行加固及更换。

2.10 水质检测

水生态系统构建期间，需定时自行检测水质，掌控水质情况，以指导施工。

采样点设置与采样方法：按照批准的方案设置水质采样点，施工前、施工后各检测1 次，保质期检测频率不低于每季度1 次。

水样检测指标：BOD（生化需氧量）、COD（化学需氧量）、总磷、总氮、氨氮、рH 值、高锰酸盐指数。

2.11 后期维护

日常维护主要内容包括水面保洁、透明度保持、水温、降雨量、水位、蒸发量、溶解氧、浊度。

水生植物的维护内容主要如下：①杂草清除。春季淹水或人工拔出杂草。②季节性收割及补种。植物生长最旺盛的季节，对水体中氮、磷增大吸收量，收割后能快速恢复生长，对植物不产生影响；秋冬季节，及时收割枯萎的植物，防止污染水体；早春季节，对枯死的水生植物进行补种，确保植物群落结构稳定。③对强势生物群种进行控制与干预。强势生物种群会把弱势生物种群吞噬掉，这样势必会破坏生态平衡，因此需对强势生物种群进行人为控制与干预。

水生动物维护内容主要如下：①及时清理水生动物的尸体；②发现水生动物明显减少时，对它进行补充；③对超过合理数量的种类进行捕捞，控制它们的数量；④对于生病的动物及时采取措施进行治疗与防治。

水质监测主要内容包括总磷检测、总氮检测、叶绿素A 检测、CODMn 检测、悬浮物检测、其他指标。

生态系统调节：根据湖区水质检测结果，采取针对性的措施进行调整，以使景观水域生态系统趋于平衡。

3 结束语

在水生态系统作用下，湖中长期保持II 类水质标准，湖水清澈见底，水底被绿色覆盖，投放的水中动物成活率为95%以上，水中森林层次分明，立体感强，与周边环境融合一体，达到了生态修复及自然景观效果。龙马湖中景观改造后局部如图4 所示，龙马湖水景如图5 所示。

图4 龙马湖中景观改造后局部图

图5 龙马湖水景图

本项目绿化工程采用了112 种植被，物种多样化、层次丰富多彩、空间稀疏有致，促进城市双碳目标实现。该项目获得了四川省建设工程天府杯奖（省优质工程），为“提高龙马湖公园苗木移植成活率”QC 成果，获得了一种沉水植物种植装置、一种景观桥组合式栏杆结构等国家级实用新型专利2 项。