果领汇环保操作指导手册——地表水管理
时间:2016-01-28 10:00来源:高尔夫百科 作者:京城高尔夫 点击:
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科学管理地表水保护和维持水体设施的环境质量高尔夫球场总是与自然状态的或是人工建造的湖、水塘和小溪紧密地联系在一起。球场里的湖和水塘通常与周边原生态的水资源，比如湿
科学管理地表水 高尔夫球场总是与自然状态的或是人工建造的湖、水塘和小溪紧密地联系在一起。球场里的湖和水塘通常与周边原生态的水资源，比如湿地，相互关联。长期以来，在湿地建造湖泊和水塘，形成大量高尔夫球场所需的干燥土地。汇聚湿地的水分的时候也使得那些依靠水源进行繁殖的昆虫的移居，比如蚊子、黑蝇等，同时减少了湿地中有机物腐烂产生的恶臭。然而，现在对湿地、溪流改造的行为是被管制的。高尔夫球场中的水塘和湖泊大小不一、深浅变化、目的不同。他们的大小可能很小也可能上万平米，深度也在一米到几米变化。湖泊不仅提供了美丽的景观而且创造了水障碍的挑战（图4-1）。湖泊，特别是那些人工建造的，通常作为喷灌用水的水库，收集暴雨，或者兼而有之。许多坐落于自然的湖泊和溪流边的高尔夫球场往往含有某些水利附加意义，受管控的雨水蓄积区域是与湖泊、水塘以及其他地表水体不同，他们在非主要降雨时节，被要求保持干涸，用以收集地表径流的冲刷物和流失的养分。大部分的水体都要求专门的管理计划和进行规律地监测。有机物及各种养分会导致富营养化。地表径流中的农药量足够对脊椎和非脊椎动物的种群数量产生影响。因此，地表水管理策略涉及下列方面： ● 通过合理的养护计划，地表水流经科学养护的区域时减少其中的冲刷物和营养成分。地表水管理与在本操作指导手册中讨论的许多问题相关联，包括设计注意事项比如植被缓冲区的使用，水体附近施肥策略，农药使用，水质监测。在本章节和其他章节中讨论的地表水科学管理能够保护水体环境质量、高尔夫球场下游水质，而且节约用水。地表水管理条例基于地表水的现状、农药的使用情况和其他生物措施的不同而有变化。 ● 运用IPM措施（有害生物综合防治措施）养护管理水生植物，首先考虑非化学类方法坝体管理条例（4VAC50-20）监管在Virginia区域内所有坝体设施（除了那些不在监管范围内的坝体）。这个条例包含了建造、改造、运营和维护等问题。每个坝体设施都需要申办一个为期六年的运营和维护执照。根据不同坝体的分类，一些坝体需要制定应急措施和应急预案以及执行年度检查报告制度。雨水管理条例适用于为了收集雨水而建造的蓄水设施。这个条例包括结构设施的应用，比如沉积物沉淀池，草地沼泽地和植物过滤带。此类蓄水设施的水体栖息地保护和维护方面的设计事项将在本章节进行讨论。使用的任何除草剂必须是适用于水体环境的，而且要在Virginia的VDACS注册。除此之外，在水体周边使用农药必须获得Virginia污染物排放许可（VPDES）。向水体排放有残留的生物农药或者化学农药——包括防控杂草和藻类的农药——的操作人员需要获得由DEQ颁发的许可证，总之，农药使用者必须获得VDACS办公室的农药部（OPS）的认证。生物措施，比如引进不育的草鱼，是一个非常有用的湖泊管理手段。在州法规条例中，引用草鱼需要获得VDGIF的许可，尤其是三倍体的草鱼，这种鱼的引用在递交申请和缴费后涉及一个现场监测的过程，只有鱼无法逃脱的那些湖泊才会被批准。冲刷物沉积和营养富集会导致水生植物大量生长。像黏土胶体的沉积物、有机物、营养成分进入水体后是非常糟糕的，如果有可能，要完全杜绝。本章节谈到的管理措施将很大程度上减少这些物质的输入从而保护高尔夫球场内和下游的水体水质，保护喷灌水源和保护水生生物。高尔夫球场设计要包括雨水处理设施来减少土壤随雨水进入地表水。这些设施要与水体设计相结合，具体包括如下：这些措施能够减低地表径流的速度、过滤地表径流，还能够把水蓄积起来作为喷灌用水。根据现场实际条件和打球区域和非打球区域的空间，来考虑缓冲区的宽幅。缓冲区有效宽度在3-200米。大多数情况下，要全面保护水体至少需要30米的缓冲区。较小宽度的缓冲区（接近下限值）将需要其他的保护措施才能达到地表水的保护作用。保护湿地和溪流的生态系统所需的缓冲区最好接近宽度的上限值。植被缓冲区，沿着水体水岸边种植景观草、湿地植物和挺水植物不仅能够起到缓冲区的作用，而且为野生动物提供很好的栖息地，同时还能够提供很好的景观效果（图片4-2,4-3）。尽可能选用本地植物品种（DCR2011）。关于高尔夫球场中缓冲区系统的植物选择、建植和管理在Lyman et al(2005)有全面的讨论。 ● 保持水体周边的草坪健康全覆盖，以降低地表径流的流速和水土流失地。 ● 修剪草坪、灌木等的草屑和树枝要收集，以减少营养物质进入水中。回收后在固定区域进行堆肥处理。 ● 选用创造性的植物组合来帮助降低养分物质，比如说，漂浮的小木筏上栽植的水培植物，它们的根系从水中吸收营养成分，定期收获这些植物并制作堆肥。这样可以从水中永久性的降低养分物质。 ● 定期清理小的水池、池塘和前池里的沉积物。需要注意这样做所付出的努力和花费相较于对整个大的水体的进行清淤工程是否有价值。案例一，水体边缘1.5m宽度的“零养护区”（不施肥、不除草的区域），每年只用甩刀式割草机修剪1-2次。发现特殊杂草时，也只进行点对点式处理。定期修剪可以限制不需要的木本植物生长，较高的草本植物，因为容易隐藏捕食动物，所以能够阻止雁类鸟。案例二，临近水体边的修剪草坪的养护，需要逐渐提高修剪高度。高尔夫球场球道临近湖边区域，当高度从2.5cm逐渐提高到5cm时，能够明显降低地表径流量以及减少N和P的淋失。这种渐进式的缓冲区不但促进水质的保护而且满足打球的要求。化学物质的使用，比如：化肥、染色剂、除草剂、杀菌剂、杀虫剂、藻类抑制剂以及生长调节剂等，都对水体生态系统产生影响。一些化学物质能够影响特定水生生物种群和扰乱食物链。另一些则会引起营养富集导致水生植物和藻类过量生长。BMP（最佳管理措施）能够使地表径流最小化，能够防止暴雨形成的地表径流夹带污染物进入高尔夫球场内的地表水中。相关内容包括设计注意事项——前面讨论的，合理使用化肥，IPM有害生物综合防治策略，合理使用农药中都会涉及讨论。水体周边三级缓冲区的建立是防止农药化肥随地表径流进入地表水的最有效策略。简而言之，当选用甩盘式施肥器和喷杆式打药车时，所有化学物质使用时必须与水体边缘保持3-5米的缓冲区；选择点对点式除草，选用遮挡式的施肥器和打药车，最大限度地减少化学物质直接进入水中。另一个养分物质来源是野生动物，特别是大量的水禽。不仅是因为水禽导致许多地表水环境下降，而且它们破坏草坪，产生大量排泄物。一些水禽给生态环境好的高尔夫球场造成了非常严重的问题。这些鸟不仅导致球道、果岭和落球区的草坪密度和覆盖度降低，而且导致人工湖营养富集和沉积物增加。对这些破坏性的水禽的控制取得了一定的成功。有些球场使用不寻常的噪音驱赶水禽，有一些球场选择狗，还有一些球场雇佣猎人在一些特别的早晨待1-2小时。可是，这些措施不适用于所有高尔夫球场，特别是在市区里的高尔夫球场。水也同样吸引某些啮齿类动物。麝鼠、海狸和海狸鼠都能造成大麻烦。麝鼠喜打洞，会造成水坝漏水甚至水坝坍塌。海狸破坏水体周边的树木，阻塞水流；海狸鼠（外来物种）不仅打洞而且破坏水生植物的根系和根状茎。如果上面的任何一种造成了严重问题，建议去咨询一下有害脊椎动物防护专家。所有的鱼类、大多数的无脊椎动物、许多两栖类动物和一些爬行类动物的生命依赖于溶解氧的水平。水生生物所需的溶解氧量取决于生物种类、水温、污染状况以及水生生物本身状况（成年、幼年、休眠期或者活动期）。温水鱼能够在3-4ppm的溶解氧浓度下存活，但是活动会受到极大的抑制，一些生物会在这个浓度下死亡。溶解氧浓度低也会影响其他脊椎和无脊椎动物种类。水中溶解氧浓度取决于水体的物理特性（水温、流速、氧混合过程等等）和光合活动。水温决定溶解于水中氧气的浓度。冷水的含氧量高于热水。由于温度的起伏变化，溶解氧浓度在每天不同时间和每年不同季节而有变化。同样，在有热量分层的较深水体中，根据不同深度，溶解氧的浓度也有变化。流速也影响溶解氧的水平；比如，快速流动的溪水比池水含有较高氧气。在Virginia的蓄水设施中，最高的含氧量是25ppm，但是8-12ppm是最常见的。与大气进行气体交换的强度也会影响溶解氧的浓度。比如，当与大气交换受阻时，氧气会流失。在温暖的季节，水体会被大量植被遮盖，这样限制了与大气进行气体交换，还会促进微生物的活动。当植物无法进行光合作用时，将会消耗大量氧气。连续的阴霾天会严重影响光合作用，氧气被大量使用后不能及时得到补充。当越来越多的水生植物死亡时，将会促使大量的细菌滋生，它们消耗大量的溶解氧来分解这些有机物质。水生植物和藻类在光合作用过程，生产和消耗水中的氧气。在白天，水生植物和藻类通过光合作用持续地释放氧气，在晚上，光合作用减弱甚至停止，水生植物和藻类又会消耗水中的氧气。过量的生长被称为富营养化。一个富营养化的水体的生态环境会迅速恶化，鱼类死亡的危险将增加，特别是上面讨论过的，当连续的多云阴天或者低光照强度情况下。在较冷的气候条件下，溶解氧的水平很少出现问题。相反，在温暖的天气条件下，保持足够的溶解氧常常面临挑战，但是，这是保持湖泊、水塘环境健康和生态平衡的必要措施。通过减少含有化肥、土壤、有机质和植物体的地表径流流入水体，以及控制水生植物的数量等，来阻止水体富营养化。特别是磷元素（HPO42-，H2PO-）很容易被淋失，它是造成富营养化的主要因素。机械曝气促进与大气进行氧气交换和加快有机物质的分解。底部扩散式曝气是最有效和最经济的方式。空气被一个安静的空气压缩机加压输送至湖底一套具有自清洁功能的扩散器中。从湖底升起的排状气泡持续不断地循环着湖水到表面进行氧气交换。曝气机（类似喷泉）需要消耗大量电力，却不能达到底部扩散式曝气的效果。底部扩散式曝气也可以防止分层湖水翻转现象。在分层的湖水中，底部低温层，由于微生物分解有机质的活动消耗了大量氧气，导致溶解氧浓度低。一场突然的冷雨或者大风打破了分层结构，会导致底部低温、缺氧的水突然快速地涌上表面。这个突然的翻转改变了水中氧气浓度，会给表层的生物带来灾难甚至死亡。底部扩散曝气阻止分层从而防止湖水翻转现象。水生植物包括藻类和维管束植物。许多非本地植物物可能会非常有侵略性，因此建议选用本地物种。任何植物的过量生长都需要管理，这会导致某个植物种群数量从这个生长季到下个生长季的过程中发生剧烈的变化，从而水体清晰度会发生变化、水体中的营养物质会增加，水温会变化，这会抑制其他生物。不被发现的猎食者或者疾病都可能会抑制某种生物种群的数量，从而使另一个生物种群的生态分布扩大。水生植物主要分为藻类和维管束植物。藻类又进一步分为浮游藻类、丝状藻类和底栖藻类。维管束植物又进一步分为沉水植物、挺水植物和漂浮植物。浮游藻类以单细胞或者多细胞团的形式存在。他们的物理性质往往用肉眼无法察觉。在正常状态下，浮游藻类是食物链的最初级。浮游藻类会让水呈现出绿色，特别是在温暖季节里浮游藻类大量繁殖的时间。在富营养化条件下，浮游藻类会快速扩张，它们白天能够生产大量的氧气，同时也会在夜间消耗大量的溶解氧。当微生物分解死亡的藻类时导致溶解氧严重不足时，浮游藻类会发生大片死亡。浮游藻类在所有水体中都有发现，他们的旺盛-衰退周期必须引起注意。除了对溶解氧浓度有影响外，这种类型的藻类会产生恶臭。丝状藻类有长丝状的细胞，看起来像头发。大部分丝状藻类从较浅的或者湖水清澈可透光的湖底长出，形成大量纤细的，淡绿色的簇状物。生长季到来，这些簇状的丝状物会变得更蓬松并从底部飘到表面。当这些漂浮的物质死亡时，不容易被察觉，常常被当做是“池塘中的青苔”。基本上，他们会沉到水底然后腐烂。这种藻类也会产生恶臭。底栖藻类生长在水底，看起来像维管束植物，但是它们没有根系和维管束系统。尽管大多数情况下，这种藻类没有危害；但是，在相对较浅的水塘里，大部分水面会被它们遮盖。这种藻类为一些脊椎和无脊椎生物提供栖息地。沉水植物扎根于水底，向表面生长。他们会长到近水面但不漏出，保持完全淹没状态，部分植物会有花茎漏出水面。只要有足够的阳光，他们可以在很深的水中生存。有一些恶性的、侵占性强的植物，比如软水草和卷叶水池草，属于这一类植物。挺水植物是扎根在水底但是会漏出水面的植物。它们的一部分叶片会漂浮在水面上，然而其他叶片会长在水面几厘米到几十厘米以上。有一些挺水植物，比如香蒲、莎草和芦苇属，能够长到岸边上来。它们大部分都能够给动物们提供很好的栖息地。但是，并不是全部都令人满意。一种叫做“普通芦苇”（Phragmites）是一种恶性杂草，会形成大面积单一群落。漂浮植物没有延伸到土壤中的根系。至少有一种蕨类植物属于漂浮植物。由于不附着，他们会随着风在湖中到处飘荡。在数量少时，他们不会产生什么影响，然而，当数量众多时，他们可以遮住整个水面以至于看不到水面。到了这种情况，这种植物会严重阻碍和限制气体交换。不幸的是，在生长季温度适宜的时期，发生爆发性生长，会发生这种情况，水溶解氧的能力会迅速下降。有一种特别恶性漂浮植物是“巨型槐叶萍”，它本是南非地区的本土植物。所有的自然湖泊都没有限制选择本土水生植物种群。然而，据发现，这些水生植物会沿着河流扩散到高尔夫球场的湖泊和池塘里。选择本土植物能够帮助新的湖泊建立健康的生态环境同时为本地野生动物提供好的栖息地，另外，各种群间也是最有效率的关系。这样的安排能够促进个生物群落内部相辅相成，相互平衡地关系，这是非本地物种无法实现的。非本地物种能够用来建造一些具有功能性和景观性的景观，但是同样也存在问题。当选用陆生植物时，大部分非本地物种是可以得到控制的；但是，非本地的水生植物相对于本地物种具有很强的竞争性，会变得非常有侵略性。外来入侵物种的特点如下：美国DCR汇总了一个外来入侵物种清单，里面包括水生植物（DCR 1999）。一些非常恶性的植物被联邦法律禁止跨州界运输。除了侵占性强的外来物种，一些竞争性强的本地物种在种植时也要在其他物种基本建成以后再种植。比如说：莼菜（Brasenia），能够阻塞喷灌系统的进水管。
为了避免引入侵占性强的物种，在新的湖泊周边植被建植时要特别小心。只购买经过检验的没有被外来物种污染的植物。外来物种也可能通过水禽入境，它们可以是粘在羽毛上的植物残片，或者是水禽没有消化的种子、块茎和鳞茎。另外，人类也有可能向高尔夫球场水系内引入入侵性植物，比如，向湖泊内倒入含有水缸用植物的水。 更多关于水生有害生物管理和建议的信息，可以在下面的资料中找到：（美国资料） ● 园林和森林植物有害生物管理指导，低养护植物和区域：水生杂草部分（VCE） ● 水生有害生物防治：Virginia水生有害生物防治经理手册（VCE，2003 修订版） ● 农药和水生动物：减少对水体生态系统影响的指导（VCE，2009b）另外，国家侵占性植物信息中心的网站上有水生植物管理部分，包括关于不同种群的管理计划的更多信息。水生杂草的控制需要遵循有害生物综合防治（IPM）策略。预防、养护措施、机械去除和化学物质防除都是这个策略的一部分。尽管这些措施都以用来管理已经存在的水生植物种群群落，但是再好的措施，也会被野生动物扰乱，因为他们可能重新引入一些不希望的物种。运用IPM进行水生植物管理，但是首先使用非化学防治措施。第一道防御措施是预防。对高尔夫球手和附近居民进行水生植物管理的环境和财务方面知识的培训，可能有帮助。对水禽进行管理，减少水中的排泄物，减少富营养化，避免侵占性物种的引入，能够帮助防止过量的水生植物数量。除了在上次提到的在设计和管理中注意事项——减少沉积物和避免富营养化，养护措施也是一项管理水生植物种群数量的有效措施。比如说，湖水染色剂的使用可以降低光的渗透性，除了非常浅的水体，大部分效果很好；再比如说，水底屏障可以覆盖住湖底，以阻止维管束类的水生植物生长。生物防治措施，比如引用不育的三倍体草鱼，是对沉水植物数量控制，特别是软水草，非常有效的措施。在上节部分讨论过，在引用这种草鱼前，需要得到美国专业机构的许可。机构的专家会根据现场的情况推荐鱼的数量和大小。因为会有自然死亡或者大鱼吃小鱼的现象，每年都要向湖中添加一些草鱼。小的草鱼食量很大，但是要注意选择合适的大小。如果湖水中有肉食鱼，比如鲈鱼，就必须选择大的草鱼。机械去除是一个选择，但是费用较高。另外，机械清除的过程中，常常导致植物残片不能被清理干净，留在湖水中漂到其他区域，扎根，形成新的问题。机械措施不排除人工去除藻类或者其他植物体。机械漏勺可以用来去除小的漂浮植物，比如无根萍和浮萍。化学防治通常被选用是因为时间短效果好。化学产品效率高，多样化，但是价格高，而且使用后会在一段时间内限制喷灌。许多铜制剂可以用来控制藻类，采取颗粒剂点处理。维管束植物防治的化学产品有选择性的和广谱性的。有害生物管理指导：园林和森林植物提供了关于水生植物除草剂的信息，包括针对不同水生植物的效果、使用限制条件和施用浓度。（感兴趣的朋友请联系果领汇）对水生杂草的处理应该选择春天刚刚开始生长，在生长季晚期处理，杂草已经成熟且浓密，很难达到效果。对严重侵占的湖底进行取样，最好在处理前的一年的晚春或者早夏，以发现杂草开始生长的具体时间。在进行处理时，最好一次只处理1/3 到1/2的面积。水生杂草的防治应当遵循IPM策略，如果选择化学防治，水生植物除草剂的使用要遵循“农药管理条例”，农药选择、施药、储存和最佳管理措施。水体，尤其是小面积的水体，容易吸引昆虫。大部分是无害的，不令人讨厌的，然而另一部分是令人讨厌的和危害人类健康的。蚊子、黑蝇和鹿虻都需要一块很小的水潭来进行繁殖，比如水泡、树的节孔形成的小水洼。当喷施成虫杀虫剂，往往效果和效率不佳，通常选择幼虫杀虫剂 |
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