人工湿地技术在居住小区景观中的应用
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**县**河人工湿地运行管理与维护技术方案**县**河人工湿地位于**县境内,立足打造“一城秋色半城湖”美景,建设园林生态景观,打造一条贯穿城区东西的带状湿地长廊,使其具备娱乐休闲、自然游赏、生态保育等功能,并为城区“北拓”接续发展开辟空间。
处理规模 40000吨/日,工程总面积约325 亩,主要包括引水系统、进出水提升泵站、潜流人工湿地、表面流人工湿地区及配套设施。
工艺采用提升泵站、滞留塘+潜流人工湿地+表面流人工湿地区组合工艺,水质符合《人工湿地水质净化技术指南》的规定。
1 人工湿地运行管理与维护整体实施方案1.1编制依据(1)《国家湿地公园管理办法(试行)》(2)《人工湿地水质净化技术指南》(环办水体函〔2021〕173号)(3)《地表水环境质量标准》(4)国家及山东省有关人工湿地运行管理和维护的法律法规、行业规范和管理办法1.2工作目标通过技术与管理手段,维护项目设备、设施的正常运转,使其发挥应有功能,实现项目最初的设计和建设目标,保障工程建设效果和治理效果的长期稳定。
1.3项目运行维护范围及时间运行维护范围:**县**河人工湿地提升改造工程的管理与维护。
运行维护时间:合同签订之日起 3年1.4项目运营维护内容按照《人工湿地水质净化技术指南》第四章运行维护中“基本规定、生产调试、日常运行与养护、安全生产、应急管理、监测与记录、常见问题及建议措施清单”等规定执行。
运行管理与维护内容如下表:1.5运营管理与维护原则运用统筹学原理和思路,采用统筹运营管理模式,实现项目内部各环节间、各行业间、人员安排上、日常运营与应急管理间、短期效果与长期效应间的协调统一,实现最高运营管理效果和效率。
主要管理原则包括:时间最优化原则:通过合理安排运营班次、人员配置,并制定运营管理应急预案,实现人员配备合理化、高效化,并在突发事件出现时能够及时有效应对,节约时间成本。
资源最优化原则:通过统筹管理、合理调配运营所需物资资源、人力资源、信息资源,并选择性价比最高的仪器设备、备品备件,实现资源综合高效利用。
人工湿地科普知识1. 人工湿地的定义和作用1.1 人工湿地的定义人工湿地是指人为建造或修复的湿地区域,通过模拟自然湿地的生物、生态和水文过程,利用湿地植物和微生物去除水中污染物质,提供生态系统服务。
1.2 人工湿地的作用1.水质净化: 人工湿地可以去除水中的污染物质,如悬浮物、营养物质和重金属,从而改善水质。
2.洪水防治: 人工湿地可以起到储水和缓冲洪峰的作用,减少洪水的冲击力。
3.生物多样性保护: 人工湿地提供了适宜的生境条件,可以吸引和滋养各种野生动植物,增加生物多样性。
4.改善生态环境: 人工湿地可以改善空气质量,吸收有害气体和减少噪音。
5.旅游休闲: 人工湿地是一个理想的观光和休闲场所,可以增加城市的绿地和美丽景观。
2. 人工湿地的分类2.1 基于水文特征分类1.自由水面湿地: 如湖泊、池塘等,主要用于水质净化和生态修复。
2.流态湿地: 如人工溪流、人工湿地等,主要用于水质净化和洪水防治。
3.浸润湿地: 如人工湿地过滤系统等,主要用于水质净化。
2.2 基于湿地植被分类1.浅水湿地: 如浅水湖泊和沼泽,植被主要由浮游植物和浅水植物组成。
2.河岸湿地: 如河流的沿岸湿地,植被主要由河岸植物组成。
3.漆黑湿地: 如氧化性漆黑湿地,植被主要为湿地种植物。
4.泥炭湿地: 如泥炭沼泽,植被主要由泥炭形成的乔木和灌木组成。
3. 人工湿地的建设和管理3.1 人工湿地的建设步骤1.选址和准备: 根据周围环境和用途,选择合适的地点并进行前期准备工作。
2.设计和建造: 根据水文特征和湿地类型,进行设计和建造工作。
3.植被的筛选和种植: 选择适宜的湿地植被,进行种植和养护。
4.水质监测和管理: 定期监测水质,根据监测结果进行管理和调整。
3.2 人工湿地的管理和维护1.水位管理: 根据季节和需求,合理控制水位,保持湿地生态平衡。
2.植被管理: 定期修剪和更新湿地植被,保持生物多样性和景观效果。
3.废物处理: 处理湿地中的废物,避免对水质和生态环境的损害。
人工湿地在应用中存在的问题及解决措施人工湿地是一种通过模拟自然湿地生态系统来改善水质的技术。
在城市化和工业化进程中,水污染问题日益突出,人工湿地被广泛应用于处理污水、保护水源和恢复生态系统等方面。
然而,人工湿地在应用中存在着一些问题,包括水质净化效果的不稳定、维护成本高、技术标准不统一等。
本文将对这些问题进行深入探讨,并提出相应的解决措施。
首先,人工湿地的水质净化效果存在不稳定性。
人工湿地的水质净化效果受到很多因素的影响,包括气候条件、水质特征、工程设计等。
不同的环境条件可能导致人工湿地在不同时间段出现水质净化效果不一致的问题。
为解决这一问题,需要对人工湿地的运行和管理进行定期检查和调整,确保其正常运行。
此外,可以通过合理选择湿地植物和微生物来提高人工湿地的水质净化效果,例如选用适应性强、具有高水质净化能力的植物和微生物。
其次,人工湿地的维护成本较高。
人工湿地的运营和维护需要耗费大量人力物力,包括植被管理、泵站运行、浮渣清理等。
特别是对于面积较大的人工湿地,维护成本更是不容忽视。
为降低维护成本,可以采用新技术手段,如远程监控系统和智能化设备来实时监测人工湿地的运行状况,及时发现和解决问题。
同时,可以探索与周边地区的循环农业相结合,将人工湿地作为生态循环的一部分,通过农作物种植等经济活动来获取收入,从而降低运营成本。
第三,人工湿地的技术标准不统一。
由于不同地区、不同单位的人工湿地项目存在差异,对其设计、建设和运营管理的要求也不尽相同,缺乏统一的标准和规范。
为解决这一问题,可以制定统一的人工湿地建设和管理指南,明确各个环节的技术要求和操作方法。
此外,还可以加强人工湿地技术的研究和推广,促进经验分享和技术交流,提高人工湿地的整体水质净化效果和运营管理水平。
总的来说,人工湿地在应用中存在着水质净化效果不稳定、维护成本高和技术标准不统一的问题。
为解决这些问题,需要加强人工湿地的运行和管理,合理选择植物和微生物,采用新技术手段降低维护成本,制定统一的技术标准和规范。
文章编号:100926825(2007)0720054203人工湿地与生态景观建设收稿日期6228作者简介赵晨洋(2),女,硕士,助教,南京林业大学,江苏南京 3赵晨洋摘 要:对人工湿地的概念、构造、营造原则和方法进行了论述和分析,强调了其生态环境效益,并结合美学原理,提出了人工湿地的生态景观设计的方法,以提升人工湿地的景观价值。
关键词:人工湿地,生态景观,湿地景观,生态系统中图分类号:TU985.14文献标识码:A1 湿地湿地是一种自然景观,是地球上具有重要环境功能的生态系统。
关于湿地,目前国际上公认的定义出自于1971年2月2日诞生的《拉姆萨尔公约》(也称《湿地公约》):“不问其为天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带,静止或流动的淡水、半咸水、咸水水体,包括低潮时水深不超过6m 的水域。
”湿地是一个较独立的生态系统,具有自然生产、生物多样性、调节局部小气候和物质循环、减缓自然灾害等强大的生态功能。
2 人工湿地生态系统1989年,D A H a mmer 在《人工湿地处理生活、工业和农业废水》一书中提到“人工湿地”:由人工设计的、模拟自然湿地结构与功能的复合体,由水、处于水饱和状态的基质、挺水植物、沉水植物和动物等组成,并通过其中一系列生物、物理和化学过程实现对污水的高效净化。
人工湿地系统除了对污、废水进行处理外,还可以有效地阻断水源污染向现有自然湿地的扩散,是湿地保育的有力措施。
人工湿地作为一种协调发展的自然景观与半自然景观,显现出独特的美学价值,正越来越多地以公园,科技园区,公共建筑,学校,住宅区景观及生态农业园区等的形式进入人们的生活。
蓝绿色的水面、各种鸟类、多样性的水生湿生植物的生态景观,给人感官和精神以美的感受。
因此,兼顾生态与美学对人工湿地进行景观设计,成为了人们研究的课题。
式的设计,或惊叹于结构材料技术的应用,或流连于空间效果的创意,唯独忘记了这个建筑创作的原点,只是追逐表面的视觉效果,导致本末倒置。
人工湖水处理有哪些净化技术呢?人工湖作为城市水体景观的一种紧要形式,其水质的净化已成为城市生态环境建设的紧要任务。
人工湖水处理可以接受多种净化技术,下文将介绍常用的三种技术:人工湿地处理、生物滤池处理和化学药剂处理。
1. 人工湿地处理人工湿地是一种低成本、高效率的水体净化技术,可通过植物、微生物和土壤等综合作用,去除水中的有机物、氮、磷等污染物。
人工湿地处理技术与传统的自然湿地相像,但其优点是可在较小面积内制造出多而杂的生态系统,从而提高水质净化效率。
人工湿地处理技术可分为表层流湿地和底部侵入式湿地。
表层流湿地是指水体上方铺设了沥青或聚乙烯薄膜,再铺上厚层砂土,砂土表面莳植各莳植物,利用湿地植物吸取水体中的有机物、氮、磷等污染物。
底部侵入式湿地则是将底部设置小孔,让水体渐渐渗透到泥土中,通过土壤中的微生物分解水中的有机物和吸取水体中的氮、磷等营养元素。
人工湿地处理技术具有成本低、运营管理简单等优点,在水质净化效果上也有较好的表现,但其受环境因素的影响较大,如气候等因素可能导致其净化效率降低。
2. 生物滤池处理生物滤池是一种通过微生物代谢、吸附、沉积等作用,将水体中的化学物质转化为无害物质的水处理技术。
生物滤池技术基于活性污泥原理,接受人工方法模拟自然系统,将水体与生物膜接触,通过微生物与底床之间的生化作用去除污染物质。
生物滤池对湖水环境有着很好的净化效果,能有效去除水中的有机物、养分等污染物,削减水体浑浊的程度,提高水体的透亮度。
此外,生物滤池处理技术还有着易运维、设备维护成本低等优点。
但其缺点在于处理过程需要耗费确定的时间,并且在寿命期限到来时需要进行垃圾清理和再生处理。
3. 化学药剂处理化学药剂处理技术是通过投加确定的药剂使水体发生凝集反应,沉淀出水中的污染物,从而达到水质净化的目的。
常用的化学药剂包括以下四种:氯化铁、硫酸铝、聚合氯化铝和高锰酸钾等。
这种处理技术是一种快速有效、但易被质疑的处理方案。
关于城市居民小区景观设计的分析【摘要】本文分析了城市居民小区水景景观的先状,提出了水景景观的设计原则。
【关键词】城市居民小区;景观设计;分析水景是一个复杂的生态系统,它的设计需要将经济性、艺术性、科学性三者相结合。
从国内外各优秀居住区水景景观的设计来看,水景以它独特的观赏特性和美学表达方式在城市规划设计中占据了重要的地位,只有不断地与时俱进,不断地探索,才能创造出有利于人们身心健康、可持续发展的居住环境。
1、城市居民小区水景景观现状1.1 城市居民小区水景建设情况追求水景建设并不是当今一时兴起,在传统中国园林的建设中就有记载,水景是中国传统园林建设不可或缺的部分,被称为园林的灵魂。
由此可见,水景既是中国传统的文化理念,又是生态环境的一个重要组成部分。
据调查,当今配备水景景观的楼盘成为了人们的首选,可见居住区水景在当今已成为房地产开发商追求的一种时尚,更成为人居环境建设的主要热点和新潮流。
水具有调节气候、净化空气的作用,尤其是它能明显增加环境中的负氧离子浓度,使人感到心情舒畅,有一定的保健作用,有益于居民的身心健康。
依水而居或在居住区设置水景是人们追求大自然的寄托,正如明代园林家记载在《园冶》中“江干湖畔,深柳疏芦之际,略成小筑,足徵大观也”的描述,可见,回归自然是许多城市居民的梦想,人们也越来越意识到高品质的生活在于融入自然和谐的生态环境。
由此可见,在居住区进行水景建设是人居环境的生态性及人性化的需求。
1.2 城市居民小区水景存在的问题经过研究发现,在水景建成后,有的水景并没有达到居住市民的需求和愿望,同样还存在着很多的问题,有些问题竟然困扰着居民的正常生活。
据调查发现,原本有喷泉的小区却不见喷水,只是成为了一种摆设;原本很美的水景,却因后期养护不当,成为小区的一大尴尬,更严重的小区水景竟是不能保证常年有水;还有部分水景建设与居住区周围的环境脱节,成为孤立的景观,没有尊重原有的自然环境,忽视了生态性和居民的参与性;在水资源缺乏的城市,水景还存在着水资源利用问题和经济性问题;有些水景也没有带来美化城市的作用,反而设计形式太过古板,景观元素单调,违背了居民的审美需求。
人工湿地的生态驳岸技术及应用浅析近些年人工湿地驳岸往往被裁弯取直,裹上僵直生硬的水泥外衣,致使水陆生态系统受到}几扰,城市水体很多变成臭水沟。
随着生态意识的加强,营造生态型的驳岸作为在人工湿地再生过程中的一种行之有效的办法被挖掘了出来。
早期驳岸隔断了水体与驳岸物质与能量的交换,限制了人工湿地植物的发展空间,破坏了水生动物的栖息繁衍环境,削弱了水体自净能力,破坏了湿地生态系统,也违背了当前人类与自然和谐相处的观念和审美情趣。
因此,在人工湿地建造中,生态驳岸具有可渗透性、增强水体的自净性、维持水陆之间的生态系统平衡性的生态功能显得尤为重要。
1早期的驳岸早期人工湿地驳岸形式主要由砖石、石块或混凝土块砌成的立式驳岸、斜坡驳岸和台阶式驳岸。
这些驳岸看起来整洁、干净、漂亮且便于管理,却违背了自然的规律。
驳岸经常将水体裁成几何形状,边界空间随着边界长度的减少而减少。
堤岸被硬质化后,破坏了水陆间的生态联系,水体与河陆地几乎没有水气交换。
堤岸而上缺乏植被,生物丧失赖以生存的场所,造成驳岸区生物种类减少,不仅驳岸区域生态失衡,由于水生生物以及陆生生物繁衍或者活动的场所都跟驳岸区域有关联,水域及陆地生态系统也会随之退化。
2生态驳岸的内涵与意义(1)生态驳岸的提出。
20世纪80年代,德国、日本等国家提出了生态驳岸技术,其主要内容是恢复河岸自然特性,保证物种多样性及生态系统的稳定性。
(2)生态驳岸的内涵。
生态驳岸也称为柔性驳岸,虽然由人工建造但采用自然驳岸的工作原理,具有自然驳岸的可渗透性,为驳岸周围的生物提供物质交换的空间。
(3)生态驳岸的意义。
生态驳岸具有十分重要的生态意义。
它发挥着自然驳岸同样的作用,为水陆间的生物信息交换的提供场所。
生态驳岸保护河堤抵抗洪水,既能在雨季涵养水源,也能在枯水期补给水位。
生态驳岸可以通过生态驳岸上的植被净化水质,同时自身的多孔隙与复杂性也给很多生物提供栖息繁衍的场所,从而构建物种多样且稳定的人工湿地生态系统。
人工湿地处理机理人工湿地是一种模拟自然湿地的人工建造系统,通过植物、土壤和微生物的共同作用,对废水进行净化和处理。
它被广泛应用于城市污水处理、工业废水处理、农业面源污染治理等领域。
本文将介绍人工湿地处理的机理和作用,以及其在环境保护中的重要性。
一、人工湿地处理机理1. 植物吸收和转化:人工湿地中的植物是处理过程中的核心组成部分。
植物的根系能够吸收废水中的营养物质,如氮、磷等,并将其转化为生物质。
同时,植物的叶片通过蒸腾作用,促进水分的蒸发,提高废水的处理效率。
2. 微生物降解:湿地土壤中富含各种细菌、真菌和其他微生物。
这些微生物通过吸附和生物化学反应,将废水中的有机物质转化为无机物质,如二氧化碳和水。
微生物还能够降解废水中的有毒物质,减少对环境的污染。
3. 土壤过滤:人工湿地中的土壤层起到过滤作用,可以去除废水中的悬浮颗粒、悬浮有机物和一部分溶解有机物。
土壤颗粒具有吸附能力,可以吸附废水中的一些污染物质,如重金属离子和有机物。
4. 水位调节:人工湿地通过调节水位,控制湿地中的氧气供应和水力条件,促进微生物的生长和活动。
适当的水位调节可以提高湿地的氧化还原环境,有利于处理废水中的有机物和氮磷等营养物质。
二、人工湿地的作用1. 水质净化:人工湿地可以去除废水中的悬浮颗粒、有机物和营养物质,提高水质的稳定性和透明度。
同时,它还能够去除废水中的重金属离子和有害物质,减少对水生生物的毒害。
2. 水量调节:人工湿地能够调节降雨和径流的过程,减缓洪峰流量,防止洪水的发生。
同时,它还能够提供一定的水源,维持湿地生态系统的稳定性。
3. 生物多样性保护:人工湿地提供了丰富的生境和食物资源,吸引了大量的鸟类、昆虫和其他动植物栖息和繁殖。
它可以促进生物多样性的增加,保护珍稀濒危物种的栖息地。
4. 美化环境:人工湿地的建设可以改善城市和农村的环境质量,增加绿色景观和生态空间。
它可以净化空气、降低气温,为居民提供一个清新、舒适的生活环境。
532021-3城市建设2017年,山西省长治市入选国家首批资源型城市产业转型示范区,正式从资源型城市向生态文明型城市发展。
依据《长治市城市总体规划中心城区(2018-2035)》规划和《长治发展战略规划》,未来长治城区将向西北方向拓展,随着滨湖新区的发展和新的城市中心的建设,漳泽湖的区位将由城郊变为城内。
目前漳泽湖周边区域内农村污水未得到处理,周边城中村污水直排入湿地,内河道底泥长期未得到清理,污染严重,同时影响河道防洪,雨季水难以有效排出。
区域内基本无市政管网,设施欠缺严重,现状生态本底差,杂乱无章,严重影响了漳泽湖国家城市湿地公园的景观风貌。
尤其是随着区域内人口不断增长,地表水的污染物负荷较大,许多煤炭、冶金工业、电力工业、化工工业等大中型企业分布在水源地上游,大量工业废水和城镇污水的排入,大大减弱了湿地河流的自净能力,河流水质受到严重污染,导致王桥镇等断面污染较为严重,主要超标污染物为氨氮、化学需氧量、总磷和生化需氧量。
同时区域内污水处理设施配套管网建设滞后,农村生活污水处理设施不健全,沿河居民生活污水得不到处理直接排入天然水体,加剧了地表水的污染。
生活污水的有机污染物浓度较高,可生化性较强。
人工湿地是通过人工模拟自然湿地的结构和功能而设计和建造的湿地。
同时融入海绵城市建设理念,从源头进行控制,建立多种水源保护系统。
改变传统的排水管理理念,尽量将雨水控制在源头和地表进行收集,通过处理和下渗,使产汇流时间增加,降低流速,缓解径流流量,对地表径流的水量和水质进行控制。
根据源头控制理念,实施包括雨水花园、生态滤水带、雨水湿地等水敏感设计,缓解并净化基地雨水径流,以保护下游受纳水体及漳泽湖水质。
一、长治国家城市湿地公园概况长治国家城市湿地公园位于市区西北漳泽湖南部,紧接市区,面积740公顷,公园内河道纵横,森林茂密,遍布多山西省长治市人工湿地在生态修复设计中的应用■ 徐强渭种植物,并有成片的芦苇荡,有野鸭、黑鹳等80多种鸟类长期栖息。
人工湿地技术在居住小区景观中的应用--以碧湖云溪别墅区水体景观为例 作者: SED新西林景观国际 来源:SED新西林景观国际 浏览: 480
城市居住区水体缺乏与外界循环流动,在一定天气条件下的水体富营养化现象比较明显,通
常需耗费大量的水资源保持小区景观环境效果,运营成本较高。人工湿地净化技术采用生物净化方式可实现分级净化污水、改善景观水质,低成本、高效率降低水体富营养化程度,并使水质长期保持清澈和洁净状态(图1)。
图01 宜人的湿地居住环境 Fig.01 The pleasant residential environment
1 湿地、人工湿地 湿地是指陆地上常年或季节性积水和土壤过湿的地区,并与其生长、栖息的生物物种构成独特的生态系统,包括天然或人工、长久或暂时的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带,带有静止或流动、咸水或淡水、半咸水水体,低潮时水深不超过6m的水域。湿地不仅仅是我们传统认识上的沼泽,滩涂,还包括部分河流、湖泊、鱼塘、水库和稻田等。 人工湿地技术大致包括自由表面流湿地和潜流人工湿地,自由表面流湿地占地面积大、水力负荷小、氧气含量不足,系统运行受气候影响大,而潜流人工湿地的水力负荷和污染负荷大,对降低BOD (5日生化需氧量)、COD(化学需氧量)、SS(悬浮物)效果好,且少有恶臭和孳生蚊蝇现象。 居住区人工湿地多采用潜流人工湿地,由人工建造和控制,以四大基本要素即水体、基质、水生植物和微生物组成,通过基质、水生植物、微生物以及三者之间的一系列物理、化学、生物的作用,完成对污染物的高效去除过程,形成独特的生态环境。
2 碧湖云溪人工湿地的应用 2.1 人工湿地构思 受天气条件的影响,国内一些地区城市的水环境普遍存在水体富营养化现象,水质下降并散发难闻气味,通常采用补充水源或更换水体的方式改善水环境,据资料显示,以城市饮用水作为景观用水的水源,若换水量在300m³以上,景观换水没有了经济意义;若换水量在5000m³以上,采取更换水体更无现实意义。碧湖云溪居住小区水容量约为3600m³,是一个与外界没有联系的封闭水系,整体水环境生态阈值偏小,随着居住区投入使用,水质富营养化程度将明显增加,因而考虑采用人工湿地技术提高生态阈值。 2.2 湿地菌床系统设计 碧湖云溪位于合肥市,总用地面积为28公顷,内有四个自然水系,项目分三期建设,此次设计范围为第一期建设用地,用地面积约8公顷,地形为西南高、东北低的缓坡,水系面积5000m²、水量为3600m³、平均水深0.7m,比较适合运用人工生态湿地技术。 小区保留了湖区自然地形,利用水泵多次循环调水形成流动水环境,设置位于水底的菌床系统(由微生物和基质构成)降解水中有机污染物,种植抗污能力强、吸附效果好的水生植物,吸附和分解N、P等难溶有机物,通过基质—微生物—植物这个复合生态系统的物理、化学和生物三重协调来实现对废水的高效净化(图02)。
图02 人工湿地循环和净化示意 Fig.02 A diagram of water circulation and purification process
碧湖云溪人工湿地水系由基质,菌床、浅滩和底泥等四个系统构成(图03)。 菌床系统一位于小溪的上游和中游部分,水深较浅,水流速度相对平缓,设计长度100m,铺设20cm卵石生物填料(图04); 菌床系统二位于小溪的下游部分,设计长度50m,宽度3m,卵石生物填料厚度1m,采用卵石或者块石分三层铺设; 浅石滩面积为菌床系统一的0.5倍,是菌床系统二面积的6倍,与底泥交接处自然过渡(图05); 底泥系统采用多年荒芜且有一定肥力的水稻土,通过生物作用达到良好的水质标准。 图03 人工湿地系统平面图 Fig.03 Plan of artificial wetlands
图04 菌床系统及堰坝 Fig.04 The bacteria-bed system and the dam
图05 浅石滩系统 Fig.05 The pebble beach system
根据水系水质条件和水流流速要求,设计了相应的人工湿地基质参数,规定了基质大小和基质缝隙,以满足菌床系统的过滤净化要求(表1)。
表1潜流型人工湿地系统参数 Table 1 The parameters of subsurface wetland system
名称 位置 面积 (m²) 水深(cm) 基质厚度 基质 厚度(cm) 直径(mm)
菌床系统一 水系 上游、中游 1900 20 上层5 40~50 卵石、块石、红砖(上层为景观卵石)
下层15~20 20~30
菌床系统二 中下游 150 20 上层10 100 中层40 20~30 下层50 40~50 浅石滩系统 池塘 岸边周围2m以内 900 30~50 30 20~40 卵石 底泥系统 池塘中央部分 2500 120~150 25~30 水稻土
2.3 湿地园林设计 潜流人工湿地技术要求水体在水下基质缝隙间缓慢流动,以实现潜流净化目的,景观园林设计过程中结合这些相关技术要求,在水溪沿线建造若干堰坝,使水体经堰坝钢丝网下潜流动,经水下菌床吸附和过滤作用后,完成净化过程 (图06-图07)。 图06 堰坝剖面图 Fig.06 Profile of the dam
图07 堰坝立面图 Fig.07 Elevation of the dam
结合跌级瀑布或通过水中汀步设计,多种形式使水体连续数次完成潜流过程,并实现多级过滤净化和曝气充氧,提高水体质量(图08)。 图08潜流净化的应用 Fig.08 The application of purification
在雨季时,启用水位的调节阀门以增加存水容量,通过提高阀门存储收集雨水,将雨水运用于水系的主要水源。雨水为小区节约了大量的水资源和管理成本,使小区在枯水季节有足够水量维持景观水景效果,调节和改善的小气候环境,增加水中鱼类活动范围和扩大食物来源。从景观效果来看,提高岸线的做法,利用高低不同的水面,可形成出多样的、有趣的岸线景观(图09-图10)。
图09 有趣的水景景观 Fig.09 Interesting water features 图10亲水岸线
Fig.10 The hydrophilic waterfront
2.4 湿地水、电专业设计 和自然湿地相比,碧湖云溪水系是一个与外界缺少循环、生态系统比较脆弱、需要人为辅助管理的水循环系统。根据水系条带状形式,水循环采用了串联式形制,即在低水位区域设置入水口,水体被调往上游高水位区域后,以景观涌泉曝气充氧作为出水形式,在微重力状态下向下游浅滩系统和泥塘系统区域流动,完成在低水位调水,高水位潜流过滤过程,多次调水作用,水质逐步由浑浊变清澈(图11)。 结合景观溪流和瀑布的水形和水声效果,考虑以5天一次水净化的周期,计算水流量为30m³/h,因景观设计日夜流量的差别,循环泵工作实际流量为70m³/h,从现场景观效果和湿地运营来看,水流设计可满足净化要求。
图11 水循环示意图 Fig.11 The process of water circulation
2.5 湿地植物设计 水生植物在生长过程中能吸收污水中的无机氮、磷等营养物质,污水中氨氮可以被植物直接摄取,合成植物有机氮;污水中的有机氮通过系统中微生物来降解;无机磷在植物吸收及同化作用下可转化为植物的ATP、DNA、PNA等有机成分,最终通过植物的收割而从湿地系统中去除。 水生植物对净化水体有明显作用,但相对人工湿地技术而言,由于存在水流因素影响,其设计与普通水景有所区别。碧湖云溪水系把水生植物的抗污染特性作为主要评价指标,结合植物的光合作用、蒸腾作用、吸收污染物特性等测定指标,选择适应水流作用的水生植物种类,以形成抗性较强的植物群落和水质分级净化的复层植物群落。 底泥系统是整个湿地水系中最深部分,重点选用了水鳖科、金鱼藻科、茨藻科和眼子菜科等类别植物,这些植物能适应水体流速,对吸收水中的重金属离子,降低水体的COD值效果明显。底泥周围的浅石滩附近的进水口处,选用了黑藻(Hydrilla verticillata)、苦草(Andrographis paniculata Nees)、马来眼子菜(Potamogeton malaianus)等能适应较强流速水环境等植物;而狸藻(U.vulgaris)、茨藻(N. marina L. /Spiny Najad)、小茨藻(N.minor)、菹草(Potamogeton crispus)等沉水植物则更加适合于静水或者缓流环境(图12)。 除了水流因素外,水温和光照面积是影响菌床净化效果的条件之一,碧湖云溪菌床平均水深为20cm,夏季和冬季气温差别比较大,为避免水温影响净化效果,通过采取控制湿地植物垂直投影遮荫面积达到调节水体温度的方式,保证菌床菌种生长。 结合垂柳( S.babylonica)、毛白杨( Populus tomentosa)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、落羽松(Glyptostrobus pensilis)等岸边喜水植物,和美人蕉(Canna indica)、鸢尾(Iris tectorum)等水陆两栖的湿地植物,以及挺水、浮水、沉水植物形成从陆地到水中的复层植物群落(图13)。相对于水生植物而言,陆生植物对湿地水体水质变化的敏感程度较低,设计时则以抗性强的乡土树种为主,结合抗污性强的新优植物,达到适度粗放管理的要求,提高植物成活率,并有效降低绿化养护成本,在后期运营过程中还加入动物养殖,在水中放养鱼、虾等动物。 从现场效果来看,人工湿地水系模拟自然水环境取得预期效果,栽种的水生植物生长茂盛,