人工湖生态建设及水质处理措施

人工湖水处理
简介
这里的人工湖一般是指人工挖掘出来的小型湖泊或水池，一般都对水体有景观要求，即人们希望湖水干净、清澈，呈现出良好的水面风景，所以人工湖也都是景观湖。

人工湖一般自身生态系统不完善，水体自净能力差，不治理的情况下，水质很容易恶化。

露天环境下地人工湖一般会出现三类不同性质的污染：
（1）由于氮磷营养元素过多而导致的富营养化污染。

表现为湖水发绿、出现大量蓝绿藻甚至水华；
（2）有机污染物过多而导致的有机污染。

表现为湖水污浊、缺氧、发黑有臭味；（3）颗粒状尘埃和树叶等固体异物过多而导致的杂质污染。

表现为水中悬浮杂质过多、透明度低、影响观瞻。

每一种污染都会导致水质的恶化和景观的直接破坏，因此必须对三种类型的污染都采取对症下药式的治理措施，才能全面保护人工湖水不受破坏，水质情况良好。

人工湖水处理还是一个难题
对于人工湖水处理而言，最大难处是水量极大，几万吨水的人工湖比比皆是，城市的公园湖甚至有几十万吨水乃至几百万吨水。

如果照搬城市污水处理厂或泳池水处理的方法，一般每吨水的治理投资在几百元至几千元，1万吨水就需要几百万，对于人工湖而言成本极大，客户难以承受。

因此，对于人工湖而言，既要解决技术上的大难题，又要大幅度地降低治理成本，这是一个极其困难的工作。

正因为如此，人工湖水处理还是一个难题，作为业主方，绝不能认为随便找个水处理公司都能治好，价钱越低越好。

很多业主方抱着这种想法，结果钱也花了，想要的结果却没有，造成很大损失。

人工湖水处理技术的三个发展阶段
对近年来常用的人工湖水处理技术进行归纳，我们可以看出人工湖水处理技术的发展大致经历了三代，下面将对三代分别介绍：
第一代
这一代是人工湖水处理的起步代，当人们开始认识到人工湖不治理的情况下水质会恶化、发臭，严重影响水景观之后，一些技术人员便逐渐开始探索合适的
技术进行治理。

常用的技术大致有水泵循环、跌水、沙缸过滤、投洒化学药剂、增氧曝气等简单的方式，这些方法大都比较单一，治理效果甚微，基本无效。

第二代
随着时间的推移及技术的进步，部分公司在第一代技术的基础上适当改进，推出了第二代技术，这一代主要的技术有：全自动精滤机、气浮、生物制剂、人工湿地以及生态基等技术。

这些技术相对第一代的技术在技术含量和处理效果方面有很大的进步，但大多都是从其他水处理技术转型过来，不是专门针对人工湖水处理特点的。

有些时候（水面较小时）治理效果较好，有些时候（特别是水面较大时）处理效果会很差。

第二代技术中代表性的全自动精滤机过滤法和气浮法都需要建设水处理机房，把湖水抽到机房里处理后再送回湖里，属于间接净化法。

机房和输水管道建设需要不菲的费用以及占地、施工周期长等不便。

更重要的是，由于受机房建设局限，机房不能修得太大，这样湖水循环周期就相当漫长，几天才能循环一次，远远达不到泳池循环周期的水准。

夏季湖水污染快，还没等处理一遍湖水又变脏了，即使处理机房的出水水质再好，与大湖中的水混合以后整个湖水还是较脏。

循环周期的问题是这两种代表方法的瓶颈，越是上万平方米的大水面问题越严重。

另外，还有些第二代技术是引入一些时髦单元组合，例如曝气机与生物制剂相结合。

看似最新技术，但实际上在工艺原理、数量匹配上都存在硬伤，这主要是由于一些非技术类的公司通过代理加盟方式进入本行业，简单模仿所致。

第三代
第三代技术基本上都是由对人工湖地表水治理有深入研究的专业技术人员经过长年研究之后创造出的新技术，创新程度高。

对人工湖治理针对性强。

这一代技术的治理效果比第二代技术又有大幅度提升，对大水面及污染严重水面都有很好的治理效果，能达到三类甚至二类水质标准，主要代表技术有：动植物综合调控技术和HDP直接净化技术。

动植物综合调控技术通过对鱼类品种、鱼虫品种、水草品种的精心筛选和调控、以及各种化学药剂、生物制剂的应用，最终实现沉水植被的大量健康生长，形成“水下森林”。

初期要把水中鱼虾清除干净，然后主要靠一种低等的浮游生物（食藻虫）吃掉藻类，后期主要靠沉水植被净水。

中途配以各种微生物制剂、
药剂、凶猛鱼等。

调控过程非常复杂，水较深的湖不能施工，需要缓慢注水以适应水草光照要求，前后耗时几个月。

而且杂草的清除、所培育水草的定期收割都需要耗费大量人力，虽然没有电耗，但人力、生物制剂、鱼虫的消耗使得维护成本并不低。

HDP直接净化技术能够在湖水中实现三大功能：流水不腐、曝气充氧、微生物净化。

一方面通过特殊低功率大流量专利设备营造庞大水流、让死水变成流动活水，一方面通过提供载体的方式在水中大量培养微生物，大量微生物在充足的溶解氧和动水的环境下对水中有机污染物进行好氧分解，实现了污水净化。

这种原理类似于污水处理厂，相当于直接在湖内建了个污水处理厂，却没有任何土建设施。

这种技术弥补了其他各种方法的短板，既有污水处理厂的处理能力和速度，又没有土建、管网的烦恼，更没有湖外治理时水泵循环带来的循环周期瓶颈限制，而且施工周期短、造价低、维护简单方便。

与动植物综合调控技术相比，不怕干旱暴雨，耐冲击负荷方面具有明显优势。

业主方如何做好人工湖水处理问题
首先，人工湖水自身存在着一些特性，业主方应该将人工湖水处理当做技术难题对待，而不是常规的建筑工程。

所以对于人工湖水处理的招标事宜应该由总工或资深公司出面，而不是预算部或合约部来组织。

其次，业主方应根据自己的实际情况来慎重选择合适有效的技术。

在技术优先的情况下再考虑经济因素，而不能以价格来导向技术。

综合比较，选择经验丰富、成功案例多且性价比高的环保公司来完成人工湖水的治理。

再则，除了环保公司对人工湖做出相关专业治理外，业主本身也必须配合完成一些工作。

这就好比医生在给病人治病时，有些病情病人必须配合治疗：治疗糖尿病时病人不能无节制吃糖；治疗抽烟引起的肺癌时病人要戒烟等等。

道理很容易理解，病人的这些行为正是加重病情的直接根源，与治疗目的正好相反背道而驰，如果病人不加以控制，则治疗效果将大大减弱甚至无效。

在人工湖处理方面，业主应配合完成以下工作：
1、在湖底建设施工时，防水毯上可以覆盖素混凝土或粘土，关键是上面需要再铺设一层砂石（粗砂、碎石、鹅卵石（不要太大）），且厚度应保持在10厘米以上，目的是增强湖水自净能力以及水的光反射美观性，整个湖底都要敷设。

2、浅水域水生植物区的池底如果铺设泥土，业主需在泥土上覆盖一层细砂石，避免泥土裸露于水中受风浪扰动上浮污染水体。

3、业主在水体中养殖动物（鱼、鸭、鹅）时，严格禁止向水中投撒饲料（让鱼吃鱼虫、鹅鸭吃小鱼形成生物链），以防造成人为的水质恶化。

并对鱼的种类进行科学配备，其中白鲢应占一半。

且鱼类繁殖速度极快，每年应及时捕捞，控制鱼数量不要超标。

4、防渗应该使用膨润土防水毯，耐穿刺，不怕施工中刺破，防渗性能好。

如果人工湖漏水，将来会有无穷无尽的麻烦。

5、初次灌水水源和补水水源尽可能用干净水，自来水和地下水是首选，雨水、江水、湖水是次选，避免用中水。

同样治理工艺下，水源越干净，湖水水质就越好。

中水看似干净，但其中氮磷含量比最次的5类地表水标准还超标几倍，易导致湖水富营养化。

总结从人工湖水处理技术的发展历程来看，第三代技术具有明显的技术优势，日后将成为主流。

其中的HDP直接净化技术不怕干旱和暴雨、不需要清除鱼虾、有水无水都能施工，对人工湖水体存在的主要问题如水体流动性差、浑浊、色度高、藻类泛滥、池底黑臭等都可较快解决。

同时，无土建施工，无机房管网，不影响水面景观，能防止或延缓水面结冰，保护驳岸。

后期运行操作简便，费用较低。

相比之下，为性价比较高的一种景观水体治理方法。

人工湖生态建设及水质处理措施
近年来，在高档住宅区和大型公共绿地中配置人工湖的建设大量涌现，水景成为高档住宅和公共绿地中主要视点。

但有些人工湖忽视水生态的建设，人工湖的生态自净能力脆弱，一旦受到污染物的冲击，水质迅速恶化，景观效果大为降低，甚至成为臭水汇集之地。

用物理、化学法治理人工湖，只能暂时缓解水体的恶化程度。

若用换水来改善水质状况，在水资源匮乏的今天，既不经济又不利于可持续发展。

目前已有研究者对生态工程措施治理富营养化的水体进行过理论研究，并已成功地应用于实际治理工程。

但此类应用主要在大型的天然水体水质恶化的治理，将其应用于小型人工湖治理的实例尚未见报道。

因此在建设人工水景时应首先考虑水体内生态系统的设立，然后根据实际情
况配置水生湿地植物和水生动物并在水中添加微生物。

有条件时应配置相应的设备，促进水循环。

武汉地区已建成和拟建的人工湖，设计思路不同主要有两种。

一是以水泥为底质，水泥驳岸，不设置底栖动物和水生植物。

此类人工湖景观呆板，缺乏自然情趣，自净功能薄弱。

一旦受到大量污染物的冲击，水质迅速恶化，易引发藻类大量繁殖，透明度下降，水生动植物大量死亡，形成污水库。

二是仿造天然湖泊，对人工湖景观进行生态设计，将水体的自然生态属性、水面的开阔奔放与大环境绿化的背景融为一体。

湖以泥为底，并配置既有抗污吸污能力的环保型植物群落，又有模拟自然的观赏型植物群落。

湖中适量放养具有净化功效的动植物，人为建立水生生态系统，抑制藻类的繁殖，在藻类大量繁殖前，设法不让其形成优势物种，因而控制产生富营养化。

此类人工湖只要维持生态系统平衡，可防止水质恶化。

人工湖的生态设计实例以生态学原理为指导，综合运用统一与微差、节奏与韵律、空间与尺度等美学原则和规划设计方法，结合地形、水面、绿化、空间层次的丰富变化，体现21世纪人与自然融合的人性化设计，是人工湖建设发展的趋势。

设计原则为“内外呼应、收放结合、软硬协调、天人合一”，强调水面与绿色植物、雕塑小品以及人工建筑的有机结合。

其中“天人合一”是指：人工湖景观生态设计应从人居环境质量出发，以人为本，合理划分功能区，在湖中和沿岸配置不同功能的植物群落，既有抗污吸污能力较强的环保型群落，又有杀菌防病功能的保健型群落，更有模拟自然、情景交融的观赏型群落，体现出“天人合一，回归自然”的规划设计主题。

如金银湖公园沿岸配置柳树、迎春花；水边配置了黄花鸢尾、再力花、千屈莱、花叶芦竹等挺水植物：水面配置了睡莲、荷花、荇莱等浮水植物；水中则配置了轮藻、眼子菜、苦草等沉水植物；水体中还放养了鳙、鲢等上层鱼类，同时底层放养了少量螺类。

这样构成了初级水体生态系统。

在这样的系统内水质能保持良好，并且物种种类和数量都在增加。

在解放公园的人工湖则沿湖岸分层配置了香蒲、干屈莱、再力花、金叶水菖蒲、黄菖蒲，水面配置了大量的睡莲。

高大的香蒲和再力花形成了湖岸背景并为水生动物提供庇护之地和生存环境。

在此水景建设之前，湖中没有水鸟，而在建成一年以后湖
中出现了水鸟。

这说明物种在增加，水体生态系统趋于完善。

生态水质处理措施水质净化原则从生态学角度而言，水体污染的实质就是生态失衡。

如欲维持其原有良好的状况，应保持其生态平衡，疏通其物流的途径，保障有机质及营养盐的输入与输出平衡对已污染的水体，可通过改变污染质的迁移、转化、输出大于输入的途径和量，增加输出，减少输入，增支节收，形成新的不平衡，化解淤积：待水体中污染质总量与浓度降低到预期的要求后，再调整输入与输出的途径和量，维持新的收支平衡。

为此，要结合多途径、多措施，包括污染质的迁移、转化、转化后产品的利用及输出等环节形成一链网系统。

各环节相互联系、互为因果成一系统。

否则，仅以孤立的单一环节是难以维护水体生态平衡的。

初步的做法是先概算出有机质和营养盐的输入量，然后根据水生植物的生长生物量估算营养盐的吸收量，推算出所需植物数量并配置相应的植物种类。

植物种类应选用吸收能力强，生物生长量大，根系发达，抗性强的品种。

如．香蒲、宽叶泽苔草、芦苇、香根草、大漂、埃及莎草、梭鱼草、鸢尾等。

此外水面还应配置浮水植物，如睡莲、荇莱、狐尾草、菱、眼子菜、蕹菜等。

水生植物的选择和布局岸坡植物配置可在水深0.5m以下的岸坡区种植挺水植物香蒲、芦苇，0.5m以上岸坡种植温生植物香根草和风车草，它们生长在浅水湿地，水中或陆地上均可生长，其根系发达且深，有固岸护坡、防浪击、防岸坡坍塌的作用。

岸坡上种植这些植物可形成环湖的过滤带，对地表径流流入湖中的水起过滤作用，阻拦并吸收、转化、积累输入的部分有机质及营养盐，再通过收割利用，移出水体，有利水体自净，营养盐收支平衡，防止水体富营养化。

如岸边种植地中海荚迷、大吴风草、杜鹃、狼尾草、火炬花、麦冬、云南黄馨等。

湖底植物配置湖底底质选择土质，其上种植苦草等沉水植物和莲花等浮叶植物，防止底泥再悬浮而降低透明度有利保持湖水清澈，吸收、转化、积累底泥及湖水中的有机质与营养盐降低水中营养盐浓度，抑制浮游藻类的生长，从而防止水体富营养化。

这些水生植物通过光合作用释放氧，起到增氧作用，有利防止湖水黑臭，改善一些动物的生活条件，增加动物的种类和数量，及迁移、转化和输出的途径和输出的数量，增强其对水体的净化能力。

在水质条件许可的情况下，应配置沉水植物。

如：菹草、苦草、黑藻、伊乐藻、金鱼藻、竹叶眼子菜等。

湖面植物配置水面可分散地放置凤眼莲、大漂、睡莲、芡实等漂浮植物，或将漂浮载体
分散，固定位置放于水面，以水培法在其内种植美人蕉等陆生花卉或蕹菜、芹菜等陆生蔬菜。

不仅可以绿化、美化水体，而且可以通过它们吸收、转化和输出水中的营养盐，减少入湖水体的光通量，从而抑制浮游藻类的生产，增加湖水的透明度。

适时投放有益微生物为增加水中有机质的分解、矿化，适时向湖中投洒有益微生物，如光合菌。

将有益微生物施于漂浮植物及水培植物悬浮于水中的根系上，使它们互利生。

这些植物为微生物提供并扩大了供附着的基质和表面，有些植物还可通过根系释放其光合作用所产生的氧，供微生物氧化分解有机污染物。

另外，经微生物分解后的有机质，可作为植物的养料。

植物与微生物两者协同作用，有效地促进并完善水中有机质和营养盐的迁移、转化、输出的过程。

水生动物的适当放养湖中适当放养蚌类、鱼类、螺蛳等动物，延长食物链，提高生物净化效果。

蚌能不断滤水，将水中悬浮的藻类及有机碎屑滤食、转化。

螺蛳主要摄食固着藻类，并能分泌促絮凝物质，使湖水中的悬浮物质絮凝，作为其食物，使水变清。

如投放少量滤食性鱼类（如鲢、鳙），它们可摄食浮游生物。

值得注意的是，红鲤不宜投放，因为它会摄食螺蛳，影响螺蛳对水质的净化功能，红鲤为底层鱼，喜攻底泥，会加速底泥的再悬浮，使水变浑，影响透明度。

草鱼在水草未充分发展时不宜放，以免破坏水生植被，但在植草发展过密时，可投放2～3尾，以去除与转化过多水草。

还可在水体中适时投放鲫鱼、鲤鱼等杂食性鱼类和鳜鱼、鲈鱼等肉食性鱼类，通过食物链的作用，调控底栖动物和其他鱼类数量的增长。

如能在水面上放养数只鸳鸯和鸭子，既可调控水草和放养水生动物数量的增长，又能丰富水面的景观。