人工湖建设中需要重点解决的几个关键问题

人工湖建设中需要重点解决的几个关键问题
摘要：在借鉴国内已有人工湖泊建设经验和教训的基础上，提出了人工湖建设中需要重点解决的水质标准确定、水源选择、源水处理、截污减污、湖体形态和控制水位及进排水布局、湖底防渗措施、人工湿地构建、湖泊水位和水质监测及运行维护共8个问题的论点。

关键词：人工湖建设关键问题
一、问题的提出
随着我国城镇化率逐步提高，城镇规模和居住在城镇中的人口规模都在逐步扩大。

随着生活水平的不断提高，人们越来越渴望能够亲近自然，人们开始追求高质量、高品位的居住与休闲环境，单纯的低容积率、高绿地率已不能满足瑚代城镇居民的要求。

水乃万物之灵，城市湖泊以其独特的生态及景观功能，越来越受到人们的青睬，成为新型社区与公共绿地设计的首选。

不仅在城市，在新农村建设中，如有一洼清水，不仅能让生活和居住在乡村的广大农民身心愉悦，同样也是吸引城市居民下乡，感受农村生活的重要亮点。

但是拥有类似杭州西湖那样环境优美的湖泊的城市，在国内少之又少。

因此，目前国内越来越多的城市在市区内或
在近郊建设人工湖泊，不仅可改善城市生态环境，同时可为市民提供休闲娱乐场所，提高国民的生活品质。

然而成功建设一个人工湖泊，是一个系统工程，绝不仅仅是人工开挖湖泊并蓄水，形成一个景观水体那么简单，一个成功的人湖泊要维持人工湖水质始终处于一个相对较优的状态，并能正确处理人工湖泊与周边环境的关系。

借鉴国内已有人工湖泊建设的经验和教训，总体上要成功建设一个环境优美、水质优良，与周边环境和谐共处的人工湖泊需要重点解决一下几个问题：①水质标准确定；②水源选择；③源水处理；④截污减污；⑤湖体形态、控制水位及进排水布局；⑥湖底防渗措施；⑦人工湿地构建；⑧湖泊水位、水质监测与运行维护。

如何从以上8个方面入手，做好科学的规划与设计，营造湖泊污染防治体系，是关系到能否成功建设一个人工湖泊，维持湖体相对较优品质的关键因素。

二、水质标准确定
确定人工湖泊水质标准基于如下几方面的需要：
1，为人工湖建设方案的确定提供目标；
2.为湖区建成后的长效管理提供依据；
3.为湖区监测方案的制定和日常维护提供标准。

因此，达到什么样的水质标准，对于人工湖建设是必须首先需要解决的问题。

水质标准是一个综合性指标，其确定的依据一般以a也表水环境质量标准》(GB 3838－2002)中的基本项目作为控制指标，并同时参照《生活饮用水卫生标准》’(GB5749－2006)，并引入色度、浊度、透明度、叶绿素a、氯化物等指标作为补充。

对水质要求较高的人工湖，一般总体上要达到《地表水环境质量标准》三类水的要求，个别指标可以适当放宽。

水质标准的确定不能局限于湖区水质需求的简单分析，需要对多个方面的情况进行权衡。

人工湖建成后水质能够维持什么样的标准，是以下几方面影响因素综合作用的结果：①补充水源水质，补充水源水质是实现目标水质的起点；②湖区污染源大小，人工湖建成后，其可能的污染源组成包括：大气降尘、降雨携带的污染物；湖区周边陆域面源污染；补充水体携带的污染物；湖区运行一段时问后底泥释放的污染物。

如果湖区污染源总量对湖区水质的恶化作用大于湖区的自净能力，则湖区水质标准要低于入湖水质；反之，则湖区的水质得到一定程度的净化，水质可优于入湖水质：③湖区自净能力，湖区自净能力对湖体水质影响较大。

湖区的自净能力取决于湖区生态系统的净化能力，湖区形态(水深、容积)、湖水在湖区的停留时间及湖区调水运行机制等因素。

另外，湖泊湿地生态系统的合理设计与良性维护，对提高湖区
的自净能力也是至关重要的。

为保证确定的水质标准既能满足人工湖的高品质要求。

又切实可行，需要遵循以下几个原则权衡确定：①功能性原则，根据人工湖的开发目标合理确定；②经济性原则，在确定湖区目标水质时，需要充分考虑将源水水质转变成湖区目标水质、并维持其水质所需付出的经济代价；③现实性原则，水质标准的最终确定需要基于各地区的经济发展水平和当
地人民的生活需求发展水平。

三、水源选择
人工湖水源主要包括以下几类：①上游水库水，此类水体水质一般较好，是人工湖的优质水源；②附近河道水，河道内水体因承受陆域面源污染，水质相对较差，用于人工湖，如水质要求较高，一般需要经过物理、化学及生物处理，费用较高；③中水回用，收集城市生活及工业生产中产生的废水，经收集处理后用于人工湖，由于废水成份复杂，处理费用同样较高；④雨水，利用雨水作为水源，需要人工湖周边具有面积足够的绿地，使雨水中的氨氮等有机物在绿地内得到降解。

此外，需要合理布局人工湖周边地形，使湖区周边绿地接纳的雨水能够汇集到湖区内；⑤自来水，自来水水质能满足人工湖水质要求，但费用高，一般只用于湖区建成后
首次灌水；⑥地下水，地下水水质一般能满足人工湖水质要求，但长期抽采地下水会对周边产生较多环境问题。

具体采用何种水源，需要综合分析各种水源水质情况、处理费用、运行费用等因素后，方能合理确定。

我国东南沿海经济发达、水源丰富，但河道水体污染严重，属于水质型缺水，不少人工湖以雨水作为主要补给，辅以自来水补充；其次，河道水经处理后，作为水源，也是一个不错的选择；北方缺水地区，可以考虑中水回用作为水源。

四、源水处理
为达到较高的水质标准，河道水等源水需要建设专门预处理厂进行处理。

其处理方法类似自来水厂的处理工艺，但应简化，以降低处理费用。

一般会包括混凝、沉淀工艺，为防止预处理厂区范围输水管线内繁重生物，一般源水进厂时还需要消毒，出厂水不必消毒，以利于湖区生物措施发挥作用。

五、截污减污
为维持较好的湖区水质，湖区周边截污减污措施十分必要。

首先需要调查清楚周边存在的各类污染源，应确保周边
污染源形成的污水不进入湖区。

一般需要在湖区周边设置环湖的截污明渠，将初期降水、周边污水截流后排入周边河网及城市排水管线。

农村地区农田及城市绿化带施用化肥造成的面源污染对人工湖水质影响较大，往往造成湖区水体总氮、总磷超标，尤其需要排除在湖区以外。

通过截污措施，确保只有达标的水体方能排入湖区。

六、湖体形态、控制水位及进排水布局
湖体形态、控制水位及进排水布局是决定湖体平面布局、维持水质的关键因素。

湖体形态包括湖体平面形态、立面形态两个方面，应结合控制水位、进排水布局合理布置。

人工湖的平面形态应该尽量利用流线发散和收束的特点，以利于水流平顺、不流死角落。

湖泊的立面形态是满足湖泊热力学和生态系统要求的条件。

从自然情况来看，所有湖泊不论是什么成因形成，都必须具备湖盆和水深两个最基本条件，缺一不可。

湖体控制水位一般包括常水位、设计洪水位、警戒高水位、警戒低水位。

常水位由人们对湖区的观赏性要求确定，需要综合湖面大小、景观设计、周边开发模式等综合因素确定。

常水位决定了湖体平均水深，是人工湖设计的关键参数，是影响湖区水质维持的重要指标。

设计洪水位是设计频率降
水条件下，湖区达到最高水位。

警戒高水位是洪水发生时，当湖区水位高于该水位时，必须开启排水设施，以降低湖区水位。

警戒低水位是旱季长期未补给水源时，当湖区水位低于该水位时，需要开启引水设施，以补充湖区水量，维持湖区水位。

湖体形态、控制水位及进排水布局与湖区水质均息息相关，需要建立水动力、水质数学模型，经周密计算后合理确定。

七、湖底防渗措施
湖底是否需要进行防渗，关键取决于建湖地质条件，如地基为粉细沙、砂卵石、裂隙较为发育的风化岩层等透水性较强的地质土层(岩层)，则需要采取防渗措施。

如地基为粉土、黏土等透水性较弱的地质土层，则一般不需要进行专门的防渗措施。

具体是否需要进行防渗、采取何种防渗措施应结合地质条件，均需经渗流计算后确定。

当确定需要进行防渗时，建议尽量少用混凝土等刚性防渗措施，因为这种措施难以达到建设生态水体的要求。

采用黏土作为湖底防渗措施是较为生态的方式，一方面可以减少湖底渗漏量，以减少引水量，降低运行费用；另一方面，可以补给周边绿地地下水，避免湖区形成死水一潭。

当黏土获
得较为困难，或费用较高时，可以考虑采用膨润土防水毯防渗。

八、人工湿地构建
为增加人工湖的自净能力，在人工湖内人工营造湿地是较好的措施，一方面通过人工湿地降解进入湖区的氨氮等有机物，可达到减少引水量，降低运行费用的目的；另一方面人工湿地本身也是提高湖区景观效果的重要措施。

湿地营造一般选择本地生长环境的本土水生、湿生植物，以避免外来物种入侵。

湿地营造的范围和平面布局，应根据湿地降解的能力、水源水质条件，经数值计算后，合理确定。

九、湖泊水位、水质监测与运行维护
人工湖的水质能否达到预期的要求，并且能长期保持下去，是人工湖建设的关键之一。

通过设置自动监测设备，实时监测水位、水质的情况，及时进行补水和排水，是保证人工湖水质的重要手段。

因此，人工湖自动监控系统的建设目标是：通过监测系统，建设一个贯穿人工湖取水口到湖区的实时监测网络，建立水位、水质动态数据库，全面、有效地
了解、掌握影响水质的主要污染因素、污染水平和变化趋势，以适应湖区管理需要，提高湖区监测技术和管理水平，为湖区管理决策提供详实可靠的数据保障。

并能根据管理决策的要求，远程启动闸、泵等配套设施，进行补水、排水，从而达到确保湖区水质的目的。

湖泊维护是指维持湖泊设计的形态结构和功能。

湖泊形态的改变主要由于大气降尘、水生动植物死亡、补水水源携带的悬浮物沉降以及船行或其它人类活动引起的岸坡水土
流失等，需要结合水下地形监测、动植物生长死亡情况，对湖泊进行维护。

根据湖泊淤积情况，进行湖区清淤。

此外，为维持人工湖泊生态系统的稳定性。

还需采取以下措施：
1.圾时捞出落入湖中的枯枝落叶，决不让其腐败在湖中。

2.定期清理湖底腐败动、植物残体。

3.湖中种植的水生植物要定期收割，这样既可以及时带出大量的氮、磷，又可促进生物的生长。

4.湖中放养的水生动物应根据生长情况，适当追放或捞出，使整个湖中的食物链保持通畅。

另外，在水生动物的管理中，要严格禁止向湖中投放人工饵料。

十、结语
随着我国社会经济的发展，国民对生活的环境提出了更高的要求，建设高品质的人工湖是各地城市建设的重要亮点。

而要成功建设一个环境优美、水质优良，与周边环境相协调的人工湖，并能维持人工湖品质，降低运行维护费，则首先需要了解该人工湖建设的基本条件，并须在科学规划和分析的基础上，合理设计人工湖建设的总体方案与运行调度机制。