园林水体净化系统智能化监测与生态修复技术研究

在城市的园林景观范围之内，水体以一种重要组成部分的身份得以存在，它不单单承担着景观美学方面的功能，而且于区域生态平衡而言，发挥着具有关键性质的作用，不过在现实状况之下，园林的水体常常由于周边生活污水的排放情况、游客活动所造成的污染情形以及水体自身自净能力处于不足的状态等一系列相关问题，进而出现诸如富营养化、水质呈现出发黑发臭这样的现象。传统的监测以及修复手段，是依靠人工巡检以及凭借经验进行判断，在其中存在着效率处于较低水平、精准度比较差、响应存在滞后等一系列的问题，以这样的情形，很难去满足现代园林水体精细化管理所提出的需求，在这样的一个背景情况之下，对智能化监测以及生态修复技术在园林水体净化过程当中的应用展开探索，借助技术的融合从而达成科学且高效的治理，这对于提升园林水体的质量、维持生态景观的可持续发展来讲，具有相当重要的实践价值层面的意义。

一、园林水体污染成因探析

（一）外部污染输入

园林水体外部所涉及的污染输入来源展现出广泛以及复杂之特性，首要而言周边生活污水以无序排放之形式成为关键的污染源，居民所产生的生活废水连同洗涤剂留存成分等，以流入的方式进入水体，致使氮、磷等营养物质的含量得以增加，极容易造成水体富营养化之状况；次之，经由大气沉降所带来的污染具备不容忽视的程度，工业生产过程当中所排放的废气以及汽车尾气里面含有的有害物质，借由降雨的途径进入水体，对水质产生破坏之效果；另外，游客于园林内部出现的不文明行为表现，诸如随意丢弃垃圾以及过量投喂食物等情形，同样会致使水体当中有机物的含量超出标准数值，促使水体恶化进程得以加速，这些外部污染持续对园林水体形成冲击，已然超出其自身具备的自净能力范畴，对水体生态系统的稳定形成严重的威胁态势。

（二）内部生态失衡

人工构建的园林水体，大多呈现为封闭抑或半封闭之状态，水体的流动性处于较差的水平，自然更新的能力呈现出薄弱之态，污染物在稀释扩散方面面临较大困难。于水体生态系统当中，当缺乏具备科学性的生物群落配置情形出现时，诸如水生植物的种类呈现出单一之状、水生动物的数量处于失衡之态，便难以促成完整生态链的形成。举例而言，部分园林水体存在对观赏性水生植物过度种植的现象，然而却对沉水植物的种植予以忽视，这便造成水体下层出现氧气不足的状况，微生物的分解作用因此受到限制。

二、智能化监测技术在园林水体

（一）水质多参数传感器布局

水质多参数传感器布局要兼顾水体空间特征，也要考虑污染监测需求，垂直方向采用分层布设策略，水面下0.5 米安置传感器，中层水体安置传感器，近水底区域安置传感器，这样能精准捕捉参数变化，监测溶解氧，监测pH 值，监测浊度，监测氨氮，监测高锰酸盐指数，这些参数会垂直变化，富营养化水体中水底溶解氧常降低，有机物分解导致降低，底层传感器能及时捕捉，水平方向根据功能分区部署。入水口加密布设，游客活动区加密布设，生态修复区加密布设，形成网格化监测网络，市政管网入水口设置在线传感器，实时监测外源污染，人工湖中心增设传感器，弯道等水流缓慢区增设传感器，监测污染物扩散，监测污染物沉积，传感器使用NB-IoT 技术，传感器使用LoRa 技术，这些是低功耗通信技术，数据实时传至云端，为水体评估提供数据，数据高频次，数据高精度。

（二）无人机与卫星遥感协同监测

无人机和卫星遥感协同监测，构建了“空天一体化”立体监测体系，卫星遥感覆盖范围广，重访周期稳定，它利用多光谱和高光谱技术，能宏观 体指标 如叶绿素浓度， 悬浮物含量，可绘制水体污染分布图，例如 Landsat 卫星，周期为 16 天， 率数据， 辅助识别富营养化程度。无人机聚焦局部监测，飞行高度5-10 米，搭载多种传感器 ，获 厘米级影像，识别水面漂浮物，发现油污带，监测水生植物生长，二者数据通过技术融合，卫星划定重点区域 ，无人机验证异常斑块，补充高分辨率细节，某湿地公园用此模式，成功追踪油污泄漏，因管道破裂导致，为处置争取了时间。

（三）智能预警平台搭建

智能预警平台凭借大数据与人工智能这一核心技术，达成园林水体风险的动态预估及分级应对：该平台起初整合水质多参数传感器、无人机遥感以及气象数据等多样来源的信息，借由数据清理与特征提炼，打造水体质量数据库；基于机器学习算法，构建水质变化预估模型，诸如运用长短时记忆网络（LSTM）剖析过往数据，对未来3-7 天的水质指标变动趋向加以预测。平台设定三级预警机制：在溶解氧浓度低于4mg/L、氨氮浓度超出

1.5mg/L 等单个指标超出标准之时，引发黄色预警，向管理人员提示强化巡查；要是多个指标同步呈现异常状况且预测污染具备扩散态势，便启动橙色预警，联合环保、园林部门拟定应急计划；当水质恶化对生态系统安全构成威胁之际，发布红色预警，自动截断外源污染输入，并开启应急处理装置。

三、生态修复技术助力园林水体再生（一）生态浮岛建设

生态浮岛通过模块化设计与功能植物配置，构建水上生态净化系统：浮岛载体采用高分子聚乙烯或环保竹材，具备抗腐蚀、浮力稳定的特性，可根据水体面积灵活拼接；植物选择遵循“净化+景观”双功能原则，优先种植美人蕉、菖蒲等根系发达的挺水植物，其分泌的化感物质能抑制藻类生长；搭配狐尾藻、金鱼藻等沉水植物，通过光合作用增加水体溶氧量；浮岛底部悬挂生物绳，为微生物附着提供载体，形成“植物-微生物-水体”协同净化体系。

（二）微生物菌群调控

微生物菌群调控通过定向投加复合菌剂与原位激活技术，强化水体自净能力：针对黑臭水体，投加芽孢杆菌、硝化-反硝化菌等高效降解菌剂，分解水体中难降解有机物与氨氮；对于富营养化水体，引入聚磷菌强化除磷效果。采用生物膜载体技术，在水底铺设多孔火山 或聚氨酯填料，为微生物提供附着生长空间，形成稳定的生物膜系统；同时，通过调节水体溶解氧、pH 值等环境条件，激活土著微生物活性，促进污染物分解。

（三）水生动物合理放养

水生动物合理放养需遵循生态位互补与生物链平衡原则：在食物链底层，投放河蚬、螺类等滤食性底栖动物，通过滤食水体中悬浮颗粒和有机碎屑，降低浊度；中层放养鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类，控制浮游藻类密度；上层搭配青鱼、草鱼等草食性鱼类，抑制水草过度生长。依据水体承载能力科学确定放养密度，如每立方米水体鲢鳙鱼放养量控制在0.5-1 尾，避免过度摄食破坏生态平衡。

四、智能化监测与生态修复协同运作机（一）数据指引修复行动

通过水质传感器获取的溶解氧、氨氮、pH 值等参数，结合卫星遥感和无人机监测的污染分布影像，利用地理信息系统（GIS）分析污染空间分布与演变趋势，例如，当监测数据显示水体某区域氨氮浓度持续超标，系统自动调取该区域地形、水流速度等环境数据，运用机器学习模型模拟污染扩散路径，生成针对性修复方案：在水流上游部署生态浮岛拦截污染物，在污染核心区投放微生物菌剂加速降解，并调整水生动物放养密度强化净化。

（二）修复反馈优化监测

在生态浮岛、微生物调控等修复措施实施后，通过水质传感器和无人机定期采集水体指标与生态景观变化数据，对比修复前后数据评估效果，若发现某区域修 系统自动追溯监测数据，分析是传感器布局密度不足导致数据偏差，还是监测参数缺失影 响判断。 例如 ，7 生态浮岛周边溶解氧监测值异常，可判断为传感器布局不合理，需加密布设；若修复后水体磷元素浓度仍偏高，可能需增加磷指标专项监测设备。

结束语：

园林水体的净化与保护中，智能化监测与生态修复技术的协同应用，为其提供了科学高效的解决方案，通过实时数据采集、精准分析与动态修复，不仅能有效改善水体质量，还能推动园林生态系统的可持续发展。未来，随着技术的不断创新与融合，二者将在园林水体治理中发挥更大效能，让城市园林中的碧水清波常驻，生态与景观价值得以长久延续。

参考文献：

[1] 张蕾蕾. 鸢尾属植物对城市污染水环境的净化作用及园林应用 [J]. 环境保护与循环经济,2025,45(02):44-47+60.

[2]张远,吕子辰.浅谈水体生态系统高效技术在古典园林封闭景观水处理中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2025,(02):91-93.

[3]许铭宇,刘雯,谭广文,等.生态净水系统对富营养化园林水体的净化效应研究[J].长江科学院院报,2019,36(04):27-31.