摘要：水体生态修复是一项系统工程,通过前期的人工干预，合理调配微生物、植物、动物的比例及架构，使水体的生态系统维持相对稳定，逐步构建完整的稳定的生态食物链，恢复水体的自净能力。
上海浦东高东生态园水系在前期污染较严重的条件下，运用“清水型生态净水集成技术”，利用自然界生物改良技术、生物操纵技术、生态修复技术等综合集成技术实现了污染水系向清水型稳态的自然转变。
1.1 高东生态园背景介绍
上海高东生态园位于上海浦东新区新园路998号，占地约47公顷，其中人工湖水域面积约25000m2。高东生态园承接了高东镇城市绿地公园的重要角色，为了发挥其各项社会、生态服务功能，作为区域重要水环境——人工湖水环境质量尤为重要，它直接关系到其他各项功能的实现。
1.2 水系背景介绍
高东生态园人工湖水系自2008年建成以来，其水环境质量鲜为受到关注，水环境持续恶化：存在湖底淤泥沉积、水体富营养化严重、水生植物缺乏、汇水区截污能力不足等一系列问题。
为了响应国家的号召，为周边居民提高良好的悠闲娱乐场所，提升居民的幸福感和市容市貌，高东镇政府从全局的角度和服务人民的角度出发，对高东生态园水系进行综合治理。
2.1 项目信息
（1）工程名称：上海高东镇高东生态园水系综合治理
（2）施工地点：浦东新区高东镇新园路998号
图1-1高东生态园示范区卫星图
（3）项目水环境现状：
高东生态园水环境现状如下：①公园内园林绿化植被较多，园林养护施肥影响水质，秋冬季节枯枝落叶较多；②栽植有少量苦草等水生植物，水生动物以野杂鱼为主，生态系统有退化趋势，水体感官不佳；③水体交换能力较弱，公园有若干个公共厕所点源污染情况，水体有轻度富营养化现象。
（4）水体富营养化问题成因：
富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。在自然条件下，随着河流夹带冲积物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积，公园水体会从贫营养湖过渡为富营养湖，进而演变为沼泽和陆地，这是一种极为缓慢的过程。但由于人类的活动，将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入公园水体、水库、河口、海湾等缓流水体后，水生生物特别是藻类将大量繁殖，使生物量的种群种类数量发生改变，破坏了水体的生态平衡。
2.2 工程内容
生态净水工程主要建设内容包括：1）水环境本底条件改良工程；2）水生植物群落构建工程；3）大型底栖生物群落构建工程；4）清水型浮游动物群落构建工程； 5）生态净水系统构建工程完工后优化调整； 6）食物网链构建工程；7）长效运营机制建立。
2.3 设计范围
本工程位于上海市浦东新区高东镇新园路998号高东生态园内，示范区水体生态修复区域总体面积为25000m2。
2.4 设计依据
（1）《中华人民共和国环境保护法》
（2）《中华人民共和国水污染防治法》
（3）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
（4）《城市污水处理及污染防治技术政策》（建城[2000]124号）
（5）《水生动植物工程设计指导原则》
（6）《常见沉水植物生物学特性及管理》
（7）《绿化设计规划》（DG/TJ08-15-2009，J11525-2009）
（8）相关规范、标准及其他资料
2.5设计原则
（1） 执行国家有关政策、法规，服从本项目招标文件要求。
（2） 遵循国家上海市市关于中心城区及外环林带公园水体湿地保护的有关设计基本要求与原则；
（3） 以人为本，自然和谐、宜居生态、注重功能；
（4） 坚持污染控制与水体生态修复并重，先有效控制消除主要污染源，继而有序实施水体生态修复，最终建立健康水域生态系统；
（5） 以人为本，人水和谐，为构建与校园建设相统一相协调的水域环境；
（6） 在进一步截除主要污染源的基础上，以水体原位治理和生态修复为主；
（7） 水质改善与保护工程与高东生态园景观建设相结合并彼此协调；
（8） 坚持技术可靠性、先进性、综合性、可操作性及经济合理性；
（9） 注重贯彻“循环经济”理念与清洁生产原则。
2.6工程目标
通过对高东生态园水质改善与水体生态修复的实施，使水质得到明显改善，水质从劣V类提高至GB 3838-2002 Ⅳ-V类，高东生态园水体生态系统初步得到修复，景观环境有较大改善。
2.7工程期限
工程建设期2012.3-2012.08，其中，施工准备期10天，施工4个月。
3.1 保护水生态环境
对水体及涉水部分进行保护，防治水污染，防止水环境持续下降；对水生生物进行保护，保护生物多样性和生物群落结构。
3.2 修复水生态系统
对已经退化或受损的水生态系统进行修复、恢复，遏制退化趋势，使其向良性循环转变。保护兼顾修复同时进行，保护推动修复，修复促进保护。
根据高东生态园水系现状，工程修复措施主要是围绕改善水质和恢复生物物种多样性两部分进行。通过生态修复，增加高东生态园水系生物多样性，提高水生态系统的稳定性，增强水体的自净能力，并达到可承接一定量雨、污水的受纳能力。使其具有较高的生态效益和环境效益。
4.1水体透明度提升工程
水体透明度，即悬浮物质含量，直接影响水下光照强度，水体透明度高，光照在水下减弱的慢，所能到达的水层较深；反之，光照在水下减弱的快，所能到达的水层较浅，当水下光照减弱为水体表面光照的1%时，高等植物光合作用和呼吸作用相等，不能进行光合产物积累，此时，高等植物生命活动停止，植株死亡腐烂。也就是说，清水型生态系统构建工程初期，人工湖水体透明度直接关系到栽植的高等植物是否可接受到足够的光照强度，是否可以顺利定植、生长。由此可见，该工程步骤至关重要。
关键技术：该工程中成功应用了上海山恒公司自主选育、驯化的一种大型溞，快速降低水体藻类含量，大幅度提升了水体透明度。
4.2 水下森林构建工程
水下森林构建工程主要是通过在不同深度水域种植水生植物，通过水生植物吸收水体中的可溶性氮、磷等污染物，同时可固定沉积物、减少再悬浮，降低水体内源负荷；为附着生物包括螺类等提供基质，为浮游动物提供避难所，从而增强生态系统对浮游植物的控制和系统的自净能力。
关键技术：成功培育出SH-001 型矮化苦草，实现了浅水域的水下森林景观。
4.3 底栖动物生物群落构建工程
底栖动物在水生态系统物质循环与流动中具有特殊的地位和作用。大型底栖动物不断掘穴和排出粪便使得水体沉积物的表层几厘米的周转率非常高。这一过程称之为“生物搅拌”，它将有机质以更细小的颗粒混入沉积物，最终被小型底栖动物所利用。
底栖动物可以吸食水体中的藻类，同时其分泌物可以吸附水体中的悬浮物，促使水体变清。
关键技术：严格按照食物链层级配置，并据水系特征精确量化。
5.1 感官效果明显
高东生态园水系水生态修复工竣工结束后，水质感官效果提升明显，水下森林基本稳定形成，水活草青，提高了公园整体的环境质量。
生态城市建设必须坚持环境治理与生态保护建设相结合，经济结构优化的水生态环境的修复改善是“生态城市”建设的重点。河道作为水环境的重要载体，迫切需要进行整治，通过清淤、岸坡建设、绿化种植，达到水土保持，河道畅通、美化环境、提升功能等诸多功能，有利于推动工程水利向环境水利、城市水利转变，使广大市民真正享有“水清、地绿、天蓝、宁静”的生态环境。
上海高东生态园水系采用了“清水型生态净水集成技术”的方法，以生态学原理为指导，集成优化并创新了国内外先进的生态修复技术，利用水生生态系统中生物间的相互作用增强水体的自我净化能力，实现了水环境的整体改善。
