摘要：廣州市白云湖是廣州市最大的人工生態(tài)服務(wù)湖泊，通過對白云湖生態(tài)修復(fù)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用了炭素纖維生態(tài)草、微納米氣泡發(fā)生裝置及純氧發(fā)生器和人工干預(yù)與生物處理相結(jié)合生態(tài)浮床等環(huán)保新技術(shù)對白云湖水體進(jìn)行綜合生態(tài)修復(fù)，并對白云湖水質(zhì)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測。結(jié)果顯示，白云湖水質(zhì)提升工程實(shí)施之后，白云湖各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)都有一定的改善。白云湖生態(tài)修復(fù)工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對于類似人工水體的水質(zhì)改善和生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)具有參考意義。

人工湖是人類濱水活動空間的重要組成部分，是具有攔洪調(diào)蓄、景觀觀賞和生態(tài)服務(wù)等多種功能的人工水利工程建筑，具有匯水面積小、匯水量小、交換水量調(diào)節(jié)能力小、受污染風(fēng)險(xiǎn)大、生態(tài)環(huán)境脆弱、發(fā)生富營養(yǎng)化的可能性較大等特點(diǎn)。

河流生態(tài)修復(fù)的概念最早是在德國提出的，它強(qiáng)調(diào)水利工程在具有防洪、供水、水土保持等基本功能的同時(shí)，還應(yīng)該達(dá)到接近自然的目的，特別強(qiáng)調(diào)河溪治理工程中的自然美學(xué)成分。國外河湖生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究起步較早，取得了很多理論成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；而我國生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究仍然很不成熟，人工河流湖泊的生態(tài)修復(fù)工作仍處于起步階段，很多工作仍著眼于修復(fù)河流某一方面的功能，技術(shù)大都比較單一，生態(tài)修復(fù)工作還有待加強(qiáng)。目前，在人工湖設(shè)計(jì)方面有很多研究，但大多側(cè)重于人工湖的空間景觀設(shè)計(jì)，或簡單地改善人工湖水質(zhì)狀況，而對運(yùn)用生態(tài)修復(fù)技術(shù)對人工湖進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的設(shè)計(jì)研究還較少。

本研究以廣州市白云人工湖生態(tài)修復(fù)為例，對白云湖生態(tài)修復(fù)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，旨在借此研究人工湖的生態(tài)綜合修復(fù)技術(shù)，提高人工湖的生態(tài)服務(wù)水平，為人工湖的生態(tài)修復(fù)建立示范，促進(jìn)環(huán)境友好型社會的進(jìn)一步發(fā)展。

人工湖的設(shè)計(jì)應(yīng)首先與城市的總體規(guī)劃、道路規(guī)劃、景觀規(guī)劃、環(huán)保規(guī)劃等相協(xié)調(diào)；其次要從其功能性出發(fā)，綜合考慮，在滿足其人文、景觀和生態(tài)等功能的基礎(chǔ)上，減小環(huán)境影響，降低建設(shè)、運(yùn)營費(fèi)用，節(jié)約社會資源；最后人工湖的設(shè)計(jì)應(yīng)具有可操作性，易于實(shí)施，方便管理。

1白云湖建設(shè)背景

廣州市背靠白云山，懷抱珠江，形成了“六脈皆通海、青山半入城”的山水城市格局。位于廣州市白云區(qū)中部的石井河是一條連接著廣州河段西航道飲用水源的河涌，具有防洪、排澇、灌溉、航運(yùn)及景觀等多種功能，屬一類河涌。近年來，隨著城市化進(jìn)程加快，石井河的水質(zhì)受到了嚴(yán)重的有機(jī)污染，占市區(qū)總供水量70%的西航道飲用水源的水質(zhì)因此受到了嚴(yán)重威脅，人們的生命健康以及地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展因此受到了嚴(yán)重影響。為此，廣州市特意開展北部水系建設(shè)工程，以解決廣州北部河涌的污染問題。

而白云湖作為廣州市北部水系建設(shè)首期工程，其設(shè)計(jì)作用是將引水沉淀、生物凈化后引入廣州北部河涌，改善北部河涌水質(zhì)并為其補(bǔ)水，另外，兼顧雨水調(diào)蓄、防治洪澇災(zāi)害的功能。因此，白云湖的建設(shè)對廣州市北部城區(qū)的環(huán)境改善以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有極其重要的作用。

2白云湖生態(tài)修復(fù)工程設(shè)計(jì)

2.1白云湖概況

白云湖（113°13′E、23°12′N）位于廣州市白云區(qū)西北部，地處環(huán)蟯村的北側(cè)，西臨廣清高速公路，東臨機(jī)場高速公路及+*J國道，北靠建設(shè)中的華南快速，京廣鐵路及正在建設(shè)中的石井大道從人工湖的中間穿過，將白云湖分東、西兩部分。白云湖地理位置情況見圖1。

白云湖東湖部分規(guī)劃總面積為1.13km2，水域面積為0.57 km2；西湖部分規(guī)劃總面積為0.94 km2，水域面積為0.48 km2，是廣州市最大的人工湖。白云湖于2006年12月開工建設(shè)，2010年4月正式通水，目前已基本建設(shè)完畢。建成后的白云湖總面積2.07 km2，水面面積1.05 km2，日輸水100萬m3，總庫容200萬m3。白云湖自珠江西航道引水，經(jīng)廣和泵站提水后，采用重力自流方式通過引水渠引入白云湖西湖，在西湖經(jīng)沉淀、湖濱帶凈化后，流入白云湖東湖，在東湖經(jīng)過生物處理后引入石井河，沖刷石井河河道并為其補(bǔ)水。

2.2白云湖生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)方案

白云湖是具有生態(tài)服務(wù)功能的綜合性人工湖泊公園，其生態(tài)修復(fù)以水質(zhì)改善為依托，白云湖水質(zhì)要求為《景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 12941-91）》中C類標(biāo)準(zhǔn)。在工程設(shè)計(jì)中針對白云湖總磷（TP）、總氮（TN）和五日生化需氧量（BOD5）等指標(biāo)超標(biāo)的水質(zhì)現(xiàn)狀，結(jié)合白云湖工程布置，將白云湖水體生態(tài)修復(fù)工程分為常規(guī)修復(fù)和應(yīng)急修復(fù)。

常規(guī)修復(fù)是指白云湖的日常生態(tài)修復(fù)，包括兩大處理單元，即入湖前的引水渠道處理單元和入湖后的湖區(qū)處理單元。其中渠道處理單元采取沉淀池沉淀、炭素纖維生態(tài)草、微納米氣泡發(fā)生裝置、生態(tài)護(hù)岸等措施；湖區(qū)處理單元采用炭素纖維生態(tài)草、微納米氣泡發(fā)生裝置、太陽能動水除藻、生態(tài)浮床、生態(tài)護(hù)岸等措施。白云湖生態(tài)修復(fù)總體技術(shù)情況見圖2。

應(yīng)急修復(fù)是指當(dāng)白云湖遇到突發(fā)性水污染等降低水質(zhì)、破壞生態(tài)的事件時(shí)所作出的緊急處理，應(yīng)急修復(fù)的主要形式是對白云湖投放微生物菌種。微生物菌種修復(fù)在降解有機(jī)污染物方面具有處理效果好、見效快的優(yōu)點(diǎn)，可快速改善水質(zhì)。但由于其后續(xù)影響的不可預(yù)知，故僅作為應(yīng)急處理措施。白云湖各項(xiàng)修復(fù)技術(shù)布置情況見圖2。

白云湖各項(xiàng)常規(guī)生態(tài)修復(fù)處理技術(shù)原理如下：

（1）微納米曝氣

水體產(chǎn)生黑臭的一個(gè)主要原因就是水體中溶溶解氧（DO）濃度降低。微納米氣泡發(fā)生裝置是當(dāng)前曝氣充氧行業(yè)最先進(jìn)的曝氣裝備，其所產(chǎn)生的微納米氣泡具有較大的表面積。而且微納米氣泡在水中停留時(shí)間長，氣泡小，溶氧率高，上升速度慢，可迅速達(dá)到氧飽和，溶氧時(shí)間短。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

微納米曝氣一方面可以加速水體復(fù)氧過程，增加水體中DO濃度，氧化水體中還原性的鐵和錳，消除黑臭情況的產(chǎn)生；另一方面曝氧過程產(chǎn)生的微氣泡系統(tǒng)能夠促進(jìn)懸浮物（SS）和部分有機(jī)污染物的沉淀，微納米曝氣還有利于水生植物對水體中TN、TP的去除。

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