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摘要：人工湖泊是一种介于河流和湖泊之间的半自然半人工水体，是城市水体不可缺少的重要组成部分，具有防洪除涝、景观娱乐、美化城市等功能，可为城市提供更为稳定、舒适、可持续的发展环境。近年来，随着社会经济的发展，人工湖泊在城市规划和生态文明建设中的重要性日益突出。
关键词：人工湖；水环境保护；生态需水量；水环境维护
1人工湖水质污染的原因
目前，城市景观水体人工湖水质污染原因主要有以下几方面。（1）补给水源问题。人工湖补给水源质量对人工湖水质质量具有重要影响，补给水源N、P等营养元素及其他污染物含量超标是造成人工湖水质污染的重要因素之一。（2）水体流动性差。人工湖水体多为静止状态，水体流动性小，普遍存在曝气不足、溶解氧含量低等情况。加之人工湖生态结构简单，水体自净能力差，从而导致水体富营养化现象频发。（3）外源污染物输入。主要包括：大气沉降污染，主要包括尘土、硫化物、N、P等颗粒态和溶解态污染物；雨水径流作用下地表积聚物和地表土壤中的营养盐和农药残留物进入人工湖水体；人工湖内水生植物及岸边植物枯枝落叶落入水体后分解形成的污染物；游客抛撒的生活垃圾和人工湖周边区域生活污水偷排进入人工湖。（4）护岸设计不合理。目前，城市人工湖护岸多为硬质材料（石块、水泥）建成的垂直护岸，不具备缓冲功能，对地表积聚物等垃圾进入人工湖无拦截作用。
2城市人工湖水环境修复与维护技术研究
2.1外源污染控制措施
外源污染控制措施主要包括：①配置雨水处理设施，实现“雨污分流”；②完善湖区截污管道系统，禁止各类废污水排放进湖；③保证湖库补给水的水质等。湖区水源补给通常采用河流、自来水或地下水。为节约成本，可采用达标的再生回用水作为人工湖稳定的补给水来源，但不宜直接采用未经处理的污水进行补给，以免引起湖体大规模的水污染。
2.2内源污染控制措施
（1）规范管理，合理使用再生水。当完全使用再生水时，景观河道内水体的水力停留时间宜在5d以内，并可在人工湖增加喷泉或曝气装置，增加水体流动速度，减少水力停留的时间。（2）微生物处理措施。在湖区添加适当微生物，将自然界中的动、植物的尸体及残骸分解，将一些有害的污染物质加以吸收和转化，成为无毒害或毒害较小的物质。可以在景观水水质恶化的时候，投加适量的微生物（各类菌种），加速水中污染物的分解，起到水质净化的作用。但微生物的分解物，如管理不慎，会造成藻类的大量繁殖，再次导致水质变坏。（3）底泥生态清淤。采用生态清淤工程将污染最重、释放量最大的上层污染底泥依据环保要求移出水体，避免因河流、湖泊内的底泥释放和动力作用下的再悬浮和溶出后可能造成的河水富营养化以及藻类产生和发展问题，从而达到控制底泥释放二次污染的目的。这是控制内源污染效果较为明显的工程措施之一。（4）水生态系统构建。健康的水生态系统完全依靠自然界生物之间的食物链关系，建立起“浮游动物-水下森林”共生生态，形成生态系统良性循环。例如，向富营养化水体投放经过驯化的特定浮游动物，利用生物操纵法控藻并改善水体理化条件，抑制蓝绿藻的生长。当水体藻类及各种悬浮有机颗粒减少、透明度增加后，进一步结合水体条件，适度导入沉水植被、挺水植被、浮叶植被等水生植被。结合水体净化程度，逐步引入螺、贝、鱼、虾等高级水生动物。在水生动植物共同作用下，水生态系统形成良好的自净状态。
2.3水环境长效维护措施
2.3.1生物膜净化技术
生物膜净化是指在水中设置人工填充滤料或载体使微生物附着在其表面生长形成生物膜，丰富水体微生物数量和种群结构，通过微生物絮凝、吸附、氧化分解等作用清除水体污染物。应用较为广泛的生物膜净化技术有砾间接触氧化法和仿生生物填料接触氧化法。生物膜净化技术净化效果好、管理方便，但同时其也存在受水位影响大、大面积使用成本较高等缺点[。
2.3.2引水置换措施
由于湖水底部的N、P等营养盐含量高于上部水体，为此定期排放湖底部分的湖水，可加快营养物质输出，有效缩短人工湖换水周期，从而达到延缓水体水质恶化的目的。利用泄洪管作为底水排放管道，在泄洪管旁设泄水阀，在补水量充足的月份开启泄水阀，排放湖底氮、磷浓度高的湖水。
2.3.3植物净化技术
植物净化是在湖泊中种植改良陆生植物或水生植物，通过植物对水体污染物的阻截、吸附、富集以及植物根区生物共生体的吸收、转化等作用，实现水质净化和生境改善效果。按照植物类型的差异，植物净化技术分为生物浮岛、沉水生物种植。生物浮岛是在水面浮岛载体上种植水生或改良陆生植物，通过植物吸附、吸收水体污染物，从而净化水体。生态浮岛在吸收水体污染物的同时还具有抑制水体富营养化藻类生长，提升水体景观效果等作用。但同时，生态浮岛受植物种类、生物量和季节影响的限制。沉水植物种植是在水面下种植先锋沉水植物对水体氮磷营养物质和重金属进行吸收去除。一般认为相比漂浮植物，沉水植物具有更强的重金属去除效果。但同时沉水植物也存在扩散生长快、管控难度较大等缺点。按照对水体污染物去除种类的差异，植物净化可分为N、P污染处理型、重金属污染处理型。N、P污染处理型植物主要有千屈菜、凤眼莲、灯芯草、水生美人蕉、金鱼藻、铜钱草、空心莲子草等，三种不同水生生物中灯芯草和空心莲子草分别对N、P的去除率最高。重金属污染处理型植物主要有芦苇、千屈菜、香蒲、凤眼莲、茭白、浮萍、水葱等。有研究表明，茭白可对重金属CU、ZN、MN的富集达60%。
2.3.4湿地净化措施
湿地净化措施是目前在人工湖泊建设中较为普遍采用的一种技术，被用于湖区水体及来水去除污染物的效果研究。2010年颁布实施的HJ2005-2010《人工湿地污水处理工程技术规范》，对湿地污水处理工程在建设、运行和管理等方面进行了规范指导。但近年来的应用实践表明，该规范在水力停留时间、不同条件下的处理效率以及措施设计等方面尚不够具体，特别是在湿地生态系统构成、设计规模及净化效果等方面不能满足实际工程设计要求。净化水质，同时兼具景观美化的功能。特别是随着国家海绵城市建设的推广，湿地被更广泛用于污水处理、水质净化和景观美化等领域。
3结语
人工湖泊在现代城市规划和生态文明建设中具有不可替代的功能和地位，因此在水资源日益紧张的背景下，如何发挥湖泊功能、维护湖泊生态健康成为人工湖泊设计和运行管理中亟待解决的问题。本文提出了外源污染控制措施、内源污染控制措施以及水环境保护工程措施等水环境维护技术等，为城市人工湖泊设计和健康运行提供参考。
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