【正文】 生植物面積占工程總水面的15％～30％。挺水植物、浮葉植物各二種以上，并考慮景觀效果；沉水植物包括暖季沉水植物與寒季沉水植物，暖季沉水植物以苦草、黑藻為主，寒季沉水植物以黃絲草等為主。其中，挺水植物與浮葉植物的面積占10％，沉水植物的面積占5％～20％。 ③自然繁殖與自然交替：種植的植物經過越冬期或越夏期后，應能自然繁殖；暖季植物與寒季植物能自然交替。 水面景觀目標在保證水體環(huán)境自然性的基礎上，進行水面“景觀綠化”。強調“綠化”與環(huán)境的協(xié)調性、景觀的功能實用性和景觀自身的可觀賞性，在水面寬闊的橋梁、路口等處強化水面景觀，針對環(huán)境加以美化。視覺上力求“四季見綠，三季有花”，冬季部分植物保持常綠，春夏秋季時令花卉植物開放。第四章 河道修復關鍵技術隨著人們對水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)保護意識的增強以及人與自然和諧發(fā)展概念的提出，利用生態(tài)工程技術進行水環(huán)境改善和生態(tài)系統(tǒng)修復已經得到越來越廣泛的共識。 采用的工程技術主要有： 生物清淤技術生物清淤的工作原理是投放微生物菌種，針對不同的有機物和腐殖質進行消除，淤泥被就地分解成為水和二氧化碳。最后的目標就是水變清，并且無毒無害，對人的身體健康沒有任何影響。其次是社會效應，關鍵是杜絕二次污染，不產生任何廢棄物和有害物質，也不存在淤泥的轉運和堆放問題。通過自身生長代謝可大量吸收氮、磷等營養(yǎng)物質，同時一些物種還可富集重金屬或吸收、降解某些有機污染物。目前，水生植物恢復主要利用漂浮植物浮床技術、生態(tài)網技術、沉水植物網箱技術、群落構建技術等促進水生態(tài)系統(tǒng)恢復。在對水生植物的生物學特性、耐污性、對氮磷去除能力以及光補償點研究基礎之上，篩選適宜的物種，為水生植物群落恢復提供物種。水生植物群落的布置主要根據(jù)河流歷史的植物群落結構為模版，適當引入經濟價值較高、有特殊用途、適應能力強及生態(tài)效應好的物種，建立穩(wěn)定、多層、高效的植物群落。修復水生植被帶通過水生植物直接吸收水體N、P等營養(yǎng)物質，凈化水質，抑制藻類生長；水生植物帶可以控制部分地表徑流所造成的面源污染；水生植物光合作用改善環(huán)境，為水生動物提供空間生態(tài)位，增加生物多樣性和系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高水生態(tài)系統(tǒng)自凈能力。圖43 生態(tài)浮床 生物膜技術河流中水生植物、沙石和沉積物表面通常生長有一層對有機污染物有降解凈化作用的生物膜周叢生物，主要由藻類、細菌、原生動物等組成。滲流生物膜凈化床因填料材料和粒徑的不同，除了生物降解有機物外，還可能產生物理吸附、沉降，過濾等作用，去除懸浮物和氮、磷、重金屬等。采用獨特的生物填料作為微生物生存的載體達到強化河道水質凈化的目的。礫石間接觸氧化也使用生長在礫石表面上的生物膜過濾。目前應用得比較多有美國Aquamantics、深圳河道治理的生物飄帶技術等，滇池863項目中也有關于人工仿真水草的研究。多孔材料除了具有很大的比表面積外，還帶有正負表面離子。（如圖所示）。對富營養(yǎng)水體進行的小、中試結果表明：水質改善效果顯著，見效時間短，布放人工水草一周左右，水體透明度顯著提高，水體葉綠素水平顯著降低，水體景觀質量得到明顯改善。布放后不需要再額外追加任何維護管理費用。人工水草的特點：人工水草－藻菌生物膜技術是一種可以應用于富營養(yǎng)水體水質改善的原位凈化技術，不需要任何動力和能源，具較好的生態(tài)安全性；富營養(yǎng)水體中布設人工水草可以明顯抑制水體中藻類的生長，遏制或者消除“水華”，從而迅速提高水體的透明度，改善水體景觀質量；該技術可以在不降低水體營養(yǎng)水平的情況下，在較短的時間內顯著提高富營養(yǎng)水體透明度，為富營養(yǎng)水體水生植被恢復與重建營造一個適宜的理化環(huán)境；4. 其生產材料來源廣泛，且具有成本低廉，操作簡單、免維護等特點，應用范圍廣泛，如湖泊、水庫、河流、魚塘、噴泉等，具有良好的市場前景和推廣應用價值；人工水草技術應用于富營養(yǎng)水體水質改善屬國內首創(chuàng)；其凈化效果明顯優(yōu)于國外進口同類產品(AquaMats)，且銷售價格僅為其1/2～2/3。這種處理方法能夠有效的去除污水中氮磷總量，使水體得到凈化。該裝置利用陶粒、生物碳等填料作為浮體，和水生植物構成可移動的人工濕地，克服了常規(guī)濕地和浮島的種種缺陷。：利用漂浮濕地上的功能植物,吸收和去除水中的N、P等富營養(yǎng)化物質；：可根據(jù)污染水體治理要求不同，選擇不同植物，也可以進行輪種和套種，形成立體種植、四季種植，景觀效果四季延續(xù)。 圖45 漂浮濕地單體結構作用機理:(1)漂浮濕地上功能植物的根系增加了水體與氧的接觸面積，加強了水體氧化能力，凈化水質，同時根系釋放出能降解有機物的分泌物，可加速降解有機污染物的分解；植物對水體中N、P營養(yǎng)物及其相應的營養(yǎng)鹽（硝酸鹽和磷酸鹽）的吸收、吸附，在光合作用和呼吸作用下，轉化為植物機體的一部分，帶走水中的污染物質。其反應過程是：①基質向生物膜表面擴散，②在生物膜內部擴散，③微生物分泌的酵素與催化劑發(fā)生化學反應，④代謝生成物排出生物膜。本工程的浮島是一種象筏子的人工浮體,在上邊栽培一些蘆葦之類的水生植物, 漂浮在水面。浮島上種植的植物主要是香蒲，黃菖蒲，美人蕉等具有凈化水質功能的品種。以往工程結果表明人工浮島在抑制浮游植物，提高水體透明度、降低COD方面效果突出。 圖46 景觀浮島照片 景觀植物帶修復 浮水植物系統(tǒng)此系統(tǒng)中水生植物漂浮于水面；根系呈淹沒狀態(tài)。主要代表植物有浮萍、青萍、鴨舌草、水蓮花等等。系統(tǒng)中水的濁度不能太高，否則會影響植物的光合作用。 挺水植物系統(tǒng)以挺水植物為主，挺水型水生植物植株高大，花色艷麗，絕大多數(shù)有莖、葉之分；直立挺拔，下部或基部沉于水中，根或地莖扎入泥中生長，上部植株挺出水面。 蘆葦 紅美人蕉 黃花鳶草 茭白 人工濕地人工濕地是人工建造的、可控制的和工程化的濕地系統(tǒng)，其設計和建造是通過對濕地自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學和生物作用的優(yōu)化組合來進行污水處理。人工濕地凈化污水主要機理如表41所示。大塊物質可通過隔柵去除。在人工濕地中SS的去除是相當迅速的物理過程。②BOD、COD的去除濕地中的不溶性的有機物主要是通過濕地的過濾作用而被截留在濕地中；可溶性有機物則通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物降解過程而被分解去除。③氮的去除大多數(shù)污水中N是主要成分。TN由不同比例顆粒的有機氮、溶解有機氮、氨氮、亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮。礦化、生物吸收、硝化和異化(硝態(tài)氮到氨氮DNRA)是使氮的一種形式轉到另一種形式的過程，這些過程是物質平衡過程，N在同一個系統(tǒng)內循環(huán)，從而致使N從系統(tǒng)中得到去除。N在濕地中的主要轉化過程如表42所示：表42氮的主要轉化過程過程物質產物礦化有機質氨氮生物吸收氨氮、硝態(tài)氮硝化氨氮硝態(tài)氮反硝化硝態(tài)氮氮氣DNRA硝態(tài)氮氨氮揮發(fā)氨氮+高pH氨氣同氮氮氣有機氮④磷的去除無機磷是濕地植物必需的養(yǎng)分。物理化學作用包括填料對磷的吸附及填料與磷酸根離子的化學反應，這種作用對無機磷的去除會因填料中Ca和Fe可與P043反應而沉淀去除P043因而除磷效果較好的填料非常重要，含鈣質或鐵質的地下水滲入人工濕地也有利于磷的去除。由于植物中植物光合反應、暗反應交替進行，根毛輸氧多少的交替出現(xiàn)，以及系統(tǒng)內部不同區(qū)域對氧消耗量的差異，導致了系統(tǒng)中厭氧、好氧的交替出現(xiàn)，使磷的過量釋放和過量積累得以完成，這是常規(guī)二級處理方式所難以滿足的。如表43 所示。從工程實用的角度出發(fā)，按系統(tǒng)布水方式的不同或水流方式差異一般分為自由表面流人工濕地和潛流型人工濕地。進水中所含的溶解性和顆粒性污染物與系統(tǒng)介質和植物根系接觸。與潛流型系統(tǒng)相比，其優(yōu)點是投資省，缺點是負荷低。圖57 自由水面式人工濕地（2）潛流系統(tǒng)在潛流系統(tǒng)中，污水在濕地床的表面下流動，一方面可以充分利用填料表面生長的生物膜、豐富的植物根系及表層土和填料截留等作用，提高處理效果和處理能力；另一方面由于水流在地表下流動，保溫性好處理效果受氣候影響較小，且衛(wèi)生條件較好，是目前國際上較多研究和應用的一種濕地處理系統(tǒng)，但此系統(tǒng)的投資比自由水面型系統(tǒng)略高。生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能是“營養(yǎng)鹽浮游植物浮游動物魚類”的“上行效應”和與之相反的“下行效應”共同作用的結果。因此，20世紀80年代開始，歐美各國在富營養(yǎng)化湖泊的治理中，開始嘗試采用以改變魚類組成為主要內容的生物操縱來調整湖泊營養(yǎng)結構和促進水質的恢復。 “非經典”方法的放養(yǎng)魚類是食浮游食物的濾食性魚類（鰱、鳙），通過魚類的直接牧食減少藻類生物量，從而達到控制湖泊富營養(yǎng)化（藻華爆發(fā)）的目的。 抗旱澇技術措施漂浮濕地、凈化浮島和浮葉植物帶都以錨裝置定位于河道。此操作簡單，無需專業(yè)工具。設計選用的景觀植物，為水生或濕生植物，被水淹沒幾天基本無影響。具體工藝流程如下圖所示。一、污染源控制系統(tǒng)① 對河段區(qū)域始端進行納管截流，并設格柵將固廢有效地攔截，更好地監(jiān)管控制污染源。 二、污染河道減污增容技術① 河道前端設物化截留區(qū)，投加一定量的絮凝劑，把大分子顆粒物截留沉降，河底污泥進行定期清除