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惠州西湖:“中医疗法”治水

种水草养鱼虾恢复生态链,计划后年可游泳

来源:南方都市报     2016年07月03日        版次:AA06    作者:黄海林 田飞

    工作人员在清理西湖水。

    西湖元妙观前,一只水虫在水中游荡。

    修复后的湖水清澈见底。

    碧水蓝天高楼大厦映射在西湖水中。

    工作人员在水中作业。

    碧水蓝天高楼大厦映射在西湖水中。

    工作人员在水中作业。

    湖水清澈见底,湖面睡莲花婀娜多姿,水中茂密的水草随着水波摇曳,一群群大小鱼儿悠然穿行水草间……进入6月,醉人的惠州西湖南湖美景,吸引很多游客和市民流连其间。

    令人难以置信的是,在实施生态修复工程以前,西湖南湖水质曾经长期处于黑臭状态,沉水植物覆盖度几乎为零,死鱼现象频繁发生。

    一个由中科院、暨南大学、国际湖沼学会水生态专家组成的技术团队,从2004年起就在惠州西湖研究水质改善方法。他们成立了惠州西湖生态修复研究所,12年来每个季度都对西湖各个湖区进行采样监测,通过种植水草、放养底栖动物和鱼类、生物培育和养护等“纯中医疗法”,恢复水中生态链,达到水清湖美的效果。

    惠州西湖南湖生态修复工程取得的成效引起国内外的广泛关注。国内、国际湖沼学界近几年多次在惠州西湖召开现场研讨会交流湖泊污水治理经验。

    在不久前闭幕的第十届中国(武汉)国际园林博览会上,惠州园获得综合金奖、优秀工程大奖、最佳展园建设奖等10多个大奖,惠州治水技术有望向全国推广。

    污染

    5个子湖均处于富营养化状态

    惠州西湖是广东省面积大于100公顷的永久性淡水湖泊之一,由平湖、丰湖、南湖、菱湖、鳄湖大小不等的五个子湖组成,水域面积达1.467平方公里。

    据惠州市环境科学研究所所长彭俊杰等人介绍,西湖原来有横槎水、水帘水、新村水三大水源,后由于社会经济发展,三大水源要么断流要么绕道。在上世纪80年代以后,西湖水域主要靠集雨,还有相当一部分来自工业、医院、学校和住宅排放废水,水质长期处于富营养化状态。

    从上个世纪9 0年代初期开始,惠州开始有计划地整治西湖,改造湖区景观,截污、清淤、引清三管齐下改善西湖水质,但由于西湖水体生态环境已遭破坏,难以自我恢复。当时西湖湖岸植被覆盖率一度接近零,主要以藻类等浮游植物为主,透明度低,且缺乏水生高等植物、肉食性鱼类等重要环节。据监测,当时西湖的5个子湖基本都处于富营养化状态,其中菱湖最严重,水质处于黑臭状态。

    惠州市西湖风景区管理局规划科相关负责人说,西湖周边的地表径流水汇入、鸟粪、清淤未完成等都会影响水质。

    南都记者此前走访发现,西湖周边至少有油罂口、黄养塘、鳄湖3个泄洪口。鳄湖泄洪口经2011年整治后,如今只在大雨天会分流一些雨水到西湖;油罂口、黄塘泄洪口,则会排污入西湖。同时,西湖景区内的部分管理用房、公厕、商铺等产生的生活污水,也因地处岛上或管道不完善,未接入市政管网,只是经简单处理后排入西湖,造成污染。

    中国科学院南京地理与湖泊研究所刘正文教授调研后认为,实施截污工程,切断点源污染,是改善西湖水质的一项重要措施。但西湖的水环境问题,仅靠切断点源污染是不能彻底解决的,还必须控制外源污染,增强西湖水的自净能力,才能更有效地解决西湖的富营养化问题。

    修复

    “纯中医”手段治愈部分湖区

    2004年,在与中国科学院地理湖泊研究所、暨南大学等国内多位湖泊生态环保专家和技术人员讨论后,惠州市环科所与合作单位开始将生态修复的概念引入西湖治理,在加强环湖治理、增大清水补给的基础上,将生态措施和工程措施相结合,种植水生高等植物,结合鱼类、底栖动物调控,逐步恢复西湖的生态系统。

    技术人员首先选取元妙观前、西湖宾馆旁一块水面面积近1.1万平方米的西湖北平湖湖体为示范区,采取“纯中医”手法进行生态修复,在一年内完成鱼类群落结构调控、底栖动物放养、岸带改造工程、沉水植物工程以及调整维护等。在示范工程的成功基础上,将这套生态修复技术推广运用到南湖12万平方米的湖区中,2007年又开展生态修复中试工程。

    “经过修复,示范区内水体透明度由修复前的小于35厘米提高至100厘米以上,湖水清澈见底,多种污染物指标均显著下降。”彭俊杰介绍称,这两个湖区进行的生态修复和水质自净试验,均取得显著效果,实验区域水质达到国家地表II- III类,形成动物、植物和微生物组成的良性水生生态系统,常年清澈见底,水草茂盛。

    “在试验期间,发生过多次暴雨成灾地面污水直接冲入湖的情况,但试验区都能在一周内通过自净功能进行修复,水质很快恢复到清澈见底,说明生态系统比较稳定,能进行自我修复。”项目施工单位负责人、广东千秋伟业环境服务有限公司总经理齐东升举例,即使是2014年经历惠州市几十年一遇的暴雨天气,南湖也在一周之内就恢复清澈。

    南都记者近日来到惠州西湖南湖的生态修复示范区,看到示范区内湖水清澈,湖中水草茂密,不时有鱼儿穿梭其间,各种浮叶植物和沉水植物长势喜人。而在实施生态修复工程以前,南湖中沉水植物覆盖度几乎为零,岸带仅有少量池杉、陆生植物,死鱼现象频繁发生。

    秘诀

    重建一个完整的生态链

    齐东升说,惠州西湖水质生态修复,是将西湖当作生物系统来看待,恢复水中生态链,通过清理污泥、种植水草、放养底栖动物和鱼类、生物培育和养护等方式,解决水体富营养化的问题,以此达到水清湖美的效果。

    “这项技术就是重建一个完整的生态链,恢复水体的自净能力。”齐东升介绍,水草是“天然净化器”,能吸收、净化水体中的污染物质,防止湖底淤泥悬浮,抑制藻类生长,显著提高湖水的透明度和湖泊观赏价值。同时,通过对西湖鱼类的调控,减少鱼类活动对沉积物的搅动和营养盐释放,构建拥有自净功能的水下生态系统,以达到生态修复的效果。

    齐东升等人称,种植的植物虽然看起来都很简单,就是苦草、黑藻、睡莲、狐尾藻、浮萍等,但只有经过科学的组合,才能产生化腐朽为神奇的功效。这里面大有乾坤。曾经有单位参观南南湖之后,回去依葫芦画瓢,买了一些水生植物跟鱼类,搞起修复工程,可是维持不到两个月,水生态系统就崩溃了。

    为达到合理的生态循环,还要增加肉食性鱼类,如放养鳜鱼、大口鲶、乌鳢等肉食性鱼类,以捕食罗非鱼等杂食性鱼类,降低鱼类的总密度,从而减少鱼类活动对沉积物的扰动和营养盐释放以及对浮游动物等的影响。

    湖底则放养螺、三角帆蚌、河岘等底栖动物,构建底栖动物群落。螺类可以生活在底泥表层,以有机质等为食,起到“清道夫”的作用。而且螺类的分泌物可使水体颗粒絮凝沉降,并对水质有较好的快速改善效果。而贝类属于滤食收集者,它们通过鳃与纤毛的过滤作用从水中滤食食物,贝类的这种“生物过滤器”对水质的净化与保护具有重要意义。

    水中配合种上浮叶植物(如睡莲等)以及挺水植物(如荷花、芦苇等),就形成了一个大型水生植物群落,通过生物链之间的物质循环转化等原理,让水中污染物不断被削减,减少水中营养盐的浓度,解决水体富营养化带来的发黄发臭现象,使得水体透明度提高,TN、TP等指标下降,水质得到改善,而且水生植物的生长又提升了湖泊的美观景象。

    齐东升称,通过纯中医疗法打造自净型的水体生态系统后,西湖将不用每天都从东江引入大量的水来置换就可以保持常年清澈透明,只用生态补水即可,可省下不菲的费用且能节省水资源。

    惠州市西湖景区管理局相关负责人说,目前惠州西湖在积极创建国家5A级景区,水质优良是本次创建的一大亮点,西湖水生态修复的投入在5A创建的4-5个亿投入中占很小的一部分,却起到“四两拨千斤”的作用。

    维护

    每年每平米水域,政府给5元

    “这种治理模式,类似于中医治病。”彭俊杰介绍,这种生态修复用自然生态的方式修复重建富营养化水体的生态系统,不会引入新的污染物,而且修复后的生态系统恢复健康状态,具有较强的自净能力,兼具干扰小、见效快、投资小、维护费用低等优势。

    更为难得的是,修复后的湖泊水质不容易出现反复。至目前,惠州西湖北平湖与南湖都经历近十年的考验,修复后湖泊能够长期自我维持生态平衡,重度富营养化的湖泊也能恢复到中营养状态,主要水质指标长期达到Ⅱ-Ⅲ类,湖区基本清澈见底,鱼戏其间,各种挺水植物、浮叶植物和沉水植物搭配相宜,初步实现水生态系统的良性循环。

    修复好的湖泊,还能够带来经济效益与社会效益的双丰收。以已完成生态修复的南湖为例,南湖水质变清,生态系统改善后,鱼类种类由原来的野杂鱼变为名贵鱼类如桂花鱼,每年增收7.5万元,每年增收如螺类等底栖动物约2.5万元;收获沉水植物作种苗出售可增收20万元。

    “生态修复虽然就像中医治病一样,但是病治好了并不是就一劳永逸,如果作息不健康、饮食不注意,一样还会生病。”齐东升笑称,现在他们就是西湖的“私人医生”,因为修复好的西湖还需要不断维护,就像人需要不断调理一样。

    齐东升提到,工程方面的费用主要源于对湖底进行一些简单清理工作,然后就是各种水生动植物的购买、种植、放养,费用为80 - 150元/m2。而后期维护则是打捞湖区的垃圾以及枯死的水草,每年定期对水草进行收割,对鱼类进行捕捞调整结构等。

    “目前市政府给我们的维护成本,是每年每平米5元。”齐东升算了一笔账,以惠州西湖已完成生态修复的湖区为例,总维护费用65万元/年(包括惠州西湖元妙观湖区和南南湖湖区,共13.1万平方米),其中管理、维护人员6人需费用30万元;维护工具船、捕鱼工具购买及维护、湖面垃圾清运、鱼苗补充及洪水应急等费用35万元。

    “惠州西湖几百万就完成一个区域的水变清,每年每平米5-10元钱的维护成本就能保持常年的水质稳定。”据惠州市环保局总工程师翁炜介绍,在政府推进的各项水环境改善措施中,水体的生态修复是“低成本、高收益”的最为科学的方法,“而有些地方治理河涌湖泊,动辄投入几亿几十亿,但水质没有得到有效改善。”

    计划

    2018年西湖里可游泳

    为持续改善西湖水质,惠州市政府委托市环保局在南丰湖进行生态修复再试点,修复湖区面积为15万平方米。20 15年12月10日,惠州开始南丰湖生态修复工程。

    南都记者近期走访南丰湖发现,湖底已经完成沉水植物和浮叶植物的种植,湖水水质正在逐步改善中。惠州市环保局总工程师翁炜介绍,南丰湖“水变清”项目总投资7 2 3万元,计划修复湖区面积约15万平方米。南丰湖完成生态修复现场施工后,经过半年到一年的培育和养护,水质透明度将提高到150厘米左右、主要水生生物(高等植物、鱼类、浮游动物等)多样性增加50%以上。

    “惠州西湖既是城市的眼睛,也是城市的绿肺。”彭俊杰说,经过多年实践和各种自然条件的检验说明,西湖生态修复示范工程和中试工程的效果比较理想,可以说是国内外城市湖泊生态修复成功的典范,也得到了社会各界的关注和认可。目前,南湖示范区内水体透明度已由修复前的小于35厘米转变为80-90厘米,多种污染物指标均显著下降,水质净化效果良好,已达到国家地表水Ⅲ类、景观娱乐用水B类标准,与示范区外的西湖主体水质形成了鲜明对比。

    “这是惠州西湖生态修复工程的首期工程,接下来将全面修复西湖五个湖区的水生态系统。”彭俊杰说。

    广东省微生物研究所从2011年10月-2012年4月曾经对西湖进行过现场水质调查与浮游生物普查。参与调查的该所助理研究员钟玉鸣博士介绍,在13个采样点经过连续4个月4个批次、65个采样共1544个水质、水生生态指标的监测,初步分析结果显示,各湖表观水质差异较大。平湖湖面呈现浅绿色,丰湖呈绿色,鳄湖、菱湖呈灰绿色。西湖大部分水体为Ⅳ类标准,小部分水体如靠近岸边处于劣Ⅴ类水体,超越湖泊富营养化警戒线,透明度也比历史数据要低50%以上。

    根据惠州市政府去年出台的《惠州西湖水环境综合治理工作方案》,西湖将通过环湖截污、清淤及驳岸治理、引清、生态修复四方面工程对水环境进行综合治理,在湖内建立起完整的生态系统,到2018年主要水质指标要达到国家地表Ⅲ类水标准,即达到可以游泳的标准。

    “北平湖、南湖的实验,是科研人员从实验室走向室外,然后将试验田由小变大的过程。”彭俊杰介绍称,近些年,国内、国际湖沼学界多次在惠州西湖召开现场研讨会交流湖泊污水治理经验,认为重建水生植被为主的生态修复手段是抑制浮叶植物发展和改善湖泊水环境的有效途径。

    “进行生态修复可以一举两得:改善水质和美化水景。”惠州西湖南湖生态修复中试工程验收评审会专家组组长、中国科学院水生生物研究所研究员谢平向记者介绍,该生态修复示范工程实施至今,惠州西湖南湖的生态系统多样性大大提高,水体的自我净化能力显著增强。

    时间轴

    惠州西湖生态修复之路

    ●1995年至2003年

    惠州市投入大量资金,采取截污、清淤、引清等多项综合治理措施,但治理后西湖水质、透明度均不如人意,湖水依然混浊。

    ●2004年底

    惠州选取西湖宾馆旁一块水面面积近1.1万平方米的西湖北平湖湖体为示范区,采取“纯中医”手法进行生态修复。经过修复,示范区内水体透明度由修复前的小于35厘米提高至100厘米以上,湖水清澈见底,形成动物、植物和微生物组成的良性水生生态系统。

    ●2007年5月

    在南湖启动面积约12万平方米水生生态修复工程,投资300万元,主要工程内容有鱼类调控、底栖动物放养、岸带改造、沉水植物种植和维护等。经过修复,南湖生态系统多样性提高2-3倍。

    ●2015年12月

    惠州市政府委托市环保局在南丰湖进行生态修复再试点,计划修复湖区面积约15万平方米,项目总投资723万元。

    ●计划至2018年12月

    全面完成西湖水体生态修复工程,在湖内建立起完整的生态系统,主要水质指标达到国家地表Ⅲ类水标准。

    统筹:柴华

    采写:南都记者 黄海林 通讯员 张瑞

    摄影:南都记者 田飞

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