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生态工程技术在城市河道治理中的应用研究 以上海市曹杨环浜河道水环境整治为例


研究与探讨

生态工程技术在城市河道治理中的应用研究
——以上海市曹杨环浜河道水环境整治为例
王春树.胡险峰
(上海市河道(水闸)管理处,上海200002)

【摘

要】

曹杨环浜是位于上海市普陀区曹杨新村的一条环形封闭河道.水体处于劣V类地表水

>质量水平,氮、磷营养物污染处于严重超富营养化水平,全河暴发蓝藻水华现象。在采用生态工 程技术治理后,河道水质逐步变好。目前水质已由劣V类改善接近Ⅲ类,水体透明见底,水体一 直维持“清水草型稳态”。本文介绍了治理所采用的截污、水体曝气充氧、环浜造流、构建水生 态系统、机械除藻等生态工程措施,并从截污、营养盐、水生生物等方面分析了各项措施对抑止
藻类生长、水质改善的影响。对我国城市小型河道的综合治理有很好的借鉴作用。 【关键词】 生态工程;河道;水环境;水质;上海市
文献标识码:B 文章编号:1671—1408(2005)07.0021.04

中图分类号:X522(251)



概况
曹杨环浜是位于上海市普陀区曹杨新村的一条

磷营养物污染处于严重超富营养化水平.全浜暴 发蓝藻水华现象,危害日趋严重。虽然当地不惜
频频采用自来水置换措施,仍未能遏制这种势头。 为改善水质和控制蓝藻水华.曾于2003年 8—9月采用化学法对河道水体进行原位处理。由 于使用不当,造成河道内鱼类、螺和水草大量死

环形封闭河道,全长2 208 m,宽8~14 m,水深
0.5~1.5 m,总水面面积24933 m2(37.4亩),蓄水量

3.2万一4.0万m3。环河南北向河道间距较长,达
880

m;东西向河道间距较短,约480 m。曹杨环

亡,水体pH较低,水生态系统遭到损害,一度被 絮凝沉降去除的蓝藻水华,随后又再度发生。
2003年11月,上海市河道(水闸)管理处和普

浜位处上海市老城区腹地.周围楼房林立,居住着
10多万居民,人口密度和建筑密度极高。过去由 于大量城市污水和垃圾注入.环河水体发黑发臭严 重,沿途环境污浊不堪,是上海市有名的城中心臭 水沟,周围市民深受其苦。 自20世纪80年代以来。当地政府组织对曹杨

陀区建设委员会组织武汉中科水生环境工程有限公 司,采用综合的环境生态工程技术对曹杨环浜水体
进行生态治理,控制蓝藻水华污染,改善河道水 质,取得了很好的效果。
2 2.1

环浜实施了一系列综合整治工程。包括修筑砼、石驳
岸,底泥疏浚,架设过河管道,截流入河下水道污 水,修建环河周边绿地和公园,构建水生物、植物净 化水质生态体系等。这些工程措施的实施,对减 轻环河水体污染,改善周围环境质量起到很大作用。 尽管如此。在本项目实施前,水体有机污染仍

治理措施
完善截污 因为环浜已基本解决点源污染.本措施主要解

收稿日期:2005.02—16

处于劣V类地表水质量(GB3838—2002)水平,氮、

作者简介:王春树(1967一),男,江苏人,科长,工程师。

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研究与探讨
此外各种生态因子之间存在替代作用,即当一个特 是沉水植物来治理富营养化藻型湖泊(水库)的方法

定因子处于最小状态时,其他处于高浓度或过量的
因子可替代特定因子的不足【2】。 曹杨公园内有一个3亩左右的水池,除了少量 的荷花外,没有其他大型水生植物生长。我们于 2004年7月15日测定了水中的氮、磷、氨氮和叶

引起了人们的重视.已经在滇池、太湖等地进行了 实际应用研究。并取得了较好的效果,但应用于城
市河道治理中尚不多见。

我们从生态系统整体出发,根据不同植物的
生长季节、特点,进行群落结构优化,在曹杨环 浜种植了菹草、黑藻、伊乐藻、金鱼藻、苦草等

绿素含量.并同时对曹杨环浜水样进行了测定,结
果表明曹杨环浜总磷、氨氮含量均超过了曹杨公园 水池。总氮含量虽然较低,但也超过了理论上藻类 生长的限制水平。而7月份曹杨公园水池内水华严 重,叶绿素高达142斗g/L,相反,曹杨环浜并未观 察到水华,叶绿素也仅有1.1斗{;;,L。 事实上,我国富营养化水体中常见的一些藻类

沉水植物和浮叶植物睡莲,使水生植物覆盖率达
到了60%~90%。结果表明。利用水生植物控制 “藻华”的发生是成功的。 在实际应用中,有两点需要特别注意。一是必 须根据不同植物的生长特点进行合理搭配.使水生 植物的覆盖率始终维持在较高的水平。因为水体中 的大型水生植物和藻类生长于同一生态空间.二者 在光照、营养盐等方面存在着激烈的生态竞争,互 相影响。互相制约。只有一定的覆盖率才能保证

优势种.如微囊藻、鱼腥藻、束丝藻、颤藻、直链 藻、隐藻等,它们对营养盐的耐受性限度往往很宽,
在特定的条件下常常形成特定的优势种,当营养盐浓 度较高时优势种种群的快速扩增、集聚便成为“藻

水生植物的竞争优势,从而抑止藻类的生长。在
2004年5月,我们采取了刈割、拔除的方法清除

华”:由于物种间无时不发生的竞争关系,在营养盐
较低而其他理化、生物因子的作用有利时,优势种也 能生长繁殖,甚至也形成“藻华”【21。而国内城市河

了一部分菹草,开始种植伊乐藻等其他水生植物。
由于覆盖率的下降及气温的上升。同时因为采取 的是人工下水拔草的方法。扰动了底泥,使水质 的总磷含量上升,水中藻类数量开始急剧上升,

道由于长期接受大量的生活污水,其营养浓度通常很
高.即使截污后,面源污染仍使其营养盐浓度维持在

较高水平。单纯从削减营养盐角度出发,其代价相当
大,更重要的是仍可能达不到预期的效果。因此,对 富营养河道的治理,应从生态系统整体出发,应用生

叶绿素从5月份的20仙g/L上升到6月份的55灿g,
L。直到7月份,水生植物覆盖率恢复到较高水平 后,虽然水温高于6月,但叶绿素仍下降到1.1斗∥ L。二是在水生植物群落恢复后,必须应用生态系 统稳定化管理技术进行维护管理。水生植物死亡

态学原理。在控制外源污染的同时,构建以高等水生
植物为主的生态系统,并维护其稳定状态。 4.3水生植物的作用 水生高等植物具有生长快的特点,能大量吸收 水体中的营养物质,为水中营养物质提供了输出的

后.其分解腐败过程将严重影响水质,因此必须
进行收割管理。同时,由于环浜水体封闭,输入 浜内的物质与能量渚留浜内。缺乏有效的物质与能 量耗散机制,导致系统正熵不断增加。而水生高等 植物能大量吸收水体中氮、磷等营养物质,通过除 草的方法可将输入河内的物质与能量有效地输出。 4.4水生动物的作用 除了利用水生植物对富营养化水体进行治理

渠道:水生高等植物提高水体溶解氧.为其他物种 提供或改善生存条件;提高透明度,改善景观;同
时水生植物对藻类具有克制效应,可以抑制藻类的 生长,起到改善水质的作用;并且,水生植物还是 湖泊生产力的主要物质基础,能为经济水生动物提

供栖息生存、繁衍生存、索饵育肥的场所。利用水 生生物的上述特性可以建立生态系统净化污水。国 内外从20世纪70年代以来进行了广泛的研究,目
前的研究热点之一是组建以不同生态类型的水生高 等植物为优势种的人工复合生态系统,包括将耐寒

外,根据生态系统食物链原理,在富营养型水体
中可通过放养滤食性动物及螺蛳、蚌等底栖动 物,一方面可以实现生产力的转换,另一方面能控

制水华的发生,同时,这也是恢复和维护健康水生态 系统所必须的。关于利用浮游动物摄食浮游藻类的 效果,研究表明在实验室规模水平上,对控制藻类
(下转第29页)

性植物与喜温性植物组合、漂浮植物与沉水植物组 合等模式【3】。在国内,利用大型水生高等植物特别

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