摘要：广州市白云湖是广州市最大的人工生态服务湖泊，通过对白云湖生态修复工程进行设计，采用了炭素纤维生态草、微纳米气泡发生装置及纯氧发生器和人工干预与生物处理相结合生态浮床等环保新技术对白云湖水体进行综合生态修复，并对白云湖水质进行跟踪监测。结果显示，白云湖水质提升工程实施之后，白云湖各项水质指标都有一定的改善。白云湖生态修复工程的设计经验对于类似人工水体的水质改善和生态修复工程建设具有参考意义。
人工湖是人类滨水活动空间的重要组成部分，是具有拦洪调蓄、景观观赏和生态服务等多种功能的人工水利工程建筑，具有汇水面积小、汇水量小、交换水量调节能力小、受污染风险大、生态环境脆弱、发生富营养化的可能性较大等特点。
河流生态修复的概念最早是在德国提出的，它强调水利工程在具有防洪、供水、水土保持等基本功能的同时，还应该达到接近自然的目的，特别强调河溪治理工程中的自然美学成分。国外河湖生态修复技术研究起步较早，取得了很多理论成果和工程实践经验；而我国生态修复技术的研究仍然很不成熟，人工河流湖泊的生态修复工作仍处于起步阶段，很多工作仍着眼于修复河流某一方面的功能，技术大都比较单一，生态修复工作还有待加强。目前，在人工湖设计方面有很多研究，但大多侧重于人工湖的空间景观设计，或简单地改善人工湖水质状况，而对运用生态修复技术对人工湖进行生态修复的设计研究还较少。
本研究以广州市白云人工湖生态修复为例，对白云湖生态修复工程进行设计研究，旨在借此研究人工湖的生态综合修复技术，提高人工湖的生态服务水平，为人工湖的生态修复建立示范，促进环境友好型社会的进一步发展。
人工湖的设计应首先与城市的总体规划、道路规划、景观规划、环保规划等相协调；其次要从其功能性出发，综合考虑，在满足其人文、景观和生态等功能的基础上，减小环境影响，降低建设、运营费用，节约社会资源；最后人工湖的设计应具有可操作性，易于实施，方便管理。
1白云湖建设背景
广州市背靠白云山，怀抱珠江，形成了“六脉皆通海、青山半入城”的山水城市格局。位于广州市白云区中部的石井河是一条连接着广州河段西航道饮用水源的河涌，具有防洪、排涝、灌溉、航运及景观等多种功能，属一类河涌。近年来，随着城市化进程加快，石井河的水质受到了严重的有机污染，占市区总供水量70%的西航道饮用水源的水质因此受到了严重威胁，人们的生命健康以及地区的经济发展因此受到了严重影响。为此，广州市特意开展北部水系建设工程，以解决广州北部河涌的污染问题。
而白云湖作为广州市北部水系建设首期工程，其设计作用是将引水沉淀、生物净化后引入广州北部河涌，改善北部河涌水质并为其补水，另外，兼顾雨水调蓄、防治洪涝灾害的功能。因此，白云湖的建设对广州市北部城区的环境改善以及经济发展具有极其重要的作用。
2白云湖生态修复工程设计
2.1白云湖概况
白云湖（113°13′E、23°12′N）位于广州市白云区西北部，地处环蟯村的北侧，西临广清高速公路，东临机场高速公路及+*J国道，北靠建设中的华南快速，京广铁路及正在建设中的石井大道从人工湖的中间穿过，将白云湖分东、西两部分。白云湖地理位置情况见图1。
白云湖东湖部分规划总面积为1.13km2，水域面积为0.57 km2；西湖部分规划总面积为0.94 km2，水域面积为0.48 km2，是广州市最大的人工湖。白云湖于2006年12月开工建设，2010年4月正式通水，目前已基本建设完毕。建成后的白云湖总面积2.07 km2，水面面积1.05 km2，日输水100万m3，总库容200万m3。白云湖自珠江西航道引水，经广和泵站提水后，采用重力自流方式通过引水渠引入白云湖西湖，在西湖经沉淀、湖滨带净化后，流入白云湖东湖，在东湖经过生物处理后引入石井河，冲刷石井河河道并为其补水。
2.2白云湖生态修复设计方案
白云湖是具有生态服务功能的综合性人工湖泊公园，其生态修复以水质改善为依托，白云湖水质要求为《景观娱乐用水水质标准（GB 12941-91）》中C类标准。在工程设计中针对白云湖总磷（TP）、总氮（TN）和五日生化需氧量（BOD5）等指标超标的水质现状，结合白云湖工程布置，将白云湖水体生态修复工程分为常规修复和应急修复。
常规修复是指白云湖的日常生态修复，包括两大处理单元，即入湖前的引水渠道处理单元和入湖后的湖区处理单元。其中渠道处理单元采取沉淀池沉淀、炭素纤维生态草、微纳米气泡发生装置、生态护岸等措施；湖区处理单元采用炭素纤维生态草、微纳米气泡发生装置、太阳能动水除藻、生态浮床、生态护岸等措施。白云湖生态修复总体技术情况见图2。
应急修复是指当白云湖遇到突发性水污染等降低水质、破坏生态的事件时所作出的紧急处理，应急修复的主要形式是对白云湖投放微生物菌种。微生物菌种修复在降解有机污染物方面具有处理效果好、见效快的优点，可快速改善水质。但由于其后续影响的不可预知，故仅作为应急处理措施。白云湖各项修复技术布置情况见图2。
白云湖各项常规生态修复处理技术原理如下：
（1）微纳米曝气
水体产生黑臭的一个主要原因就是水体中溶溶解氧（DO）浓度降低。微纳米气泡发生装置是当前曝气充氧行业最先进的曝气装备，其所产生的微纳米气泡具有较大的表面积。而且微纳米气泡在水中停留时间长，气泡小，溶氧率高，上升速度慢，可迅速达到氧饱和，溶氧时间短。。
微纳米曝气一方面可以加速水体复氧过程，增加水体中DO浓度，氧化水体中还原性的铁和锰，消除黑臭情况的产生；另一方面曝氧过程产生的微气泡系统能够促进悬浮物（SS）和部分有机污染物的沉淀，微纳米曝气还有利于水生植物对水体中TN、TP的去除。
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