農(nóng)業(yè)灌溉水體生態(tài)修復(fù)

1、農(nóng)業(yè)灌溉水體生態(tài)修復(fù) 作者：曹虎 魏勝林 唐劍 杜卉 單位：蘇州大學(xué)金螳螂建筑與城市環(huán)境學(xué)院 蘇州五維源景觀設(shè)計(jì)有限公司 農(nóng)業(yè)灌溉渠道是人類基于農(nóng)業(yè)的發(fā)展，為了調(diào)水配水而修建的人工設(shè)施1。近年來，隨著城市的不斷擴(kuò)張，越來越多的灌溉渠道開始穿過城鎮(zhèn)，這就使得傳統(tǒng)灌溉渠道所要承受的污染更為嚴(yán)重，其生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化、生物多樣性和水體自凈能力等進(jìn)一步下降。然而這類灌溉渠道已成為城市特殊濱水景觀的一部分，在滿足城市周邊農(nóng)田灌溉的同時，改善渠道水質(zhì)下降狀況，豐富渠道景觀環(huán)境，提升人居環(huán)境質(zhì)量，已成為這類城市需要研究解決的新課題。筆者從發(fā)揮灌溉渠道生態(tài)功能的角度，探討通過灌溉渠道景觀設(shè)計(jì)的路徑實(shí)現(xiàn)對其水體

2、生態(tài)改善與修復(fù)的思路及方法。 1灌溉渠道水體修復(fù)技術(shù)與景觀設(shè)計(jì) 灌溉渠道的水體，一方面受制于河流、湖泊的水質(zhì)的影響，對渠道水體的修復(fù)是建立在對河流、湖泊水體保護(hù)與治理的基礎(chǔ)上的2;另一方面，灌溉渠道因其具有輸水、蓄水和生態(tài)廊道等多重功用，這就需要在灌溉渠道景觀設(shè)計(jì)時，協(xié)調(diào)它們之間的關(guān)系。灌溉渠道景觀設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)是達(dá)到其農(nóng)業(yè)灌溉用途和城市生態(tài)景觀的有機(jī)統(tǒng)一。 11恢復(fù)灌溉渠道水生植物多樣性景觀體系，提高渠道自身凈化能力水生植物多樣性完整的自然水系，具有天然的自凈能力，但灌溉渠道多數(shù)是在人工的干預(yù)下修建，生物的多樣性不完整或受到了破壞，但這類多樣性的生物體系既是大自然賦予水體自身凈化的選擇結(jié)果，

3、也是水體生態(tài)景觀設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。在進(jìn)行這類景觀設(shè)計(jì)時，可通過水生植物提取豐富而合適的景觀元素來組織景面和景物空間，通過植物在生理活動過程與環(huán)境間的物質(zhì)交流來吸收降解污染物質(zhì)，使水體的自凈能力得以提升。水生植物多樣性生態(tài)景觀建立與恢復(fù)主要是溝渠底部沉水植被和沿岸挺水植被的建立與恢復(fù)，通過對鄉(xiāng)土植物種類的篩選和應(yīng)用，并依靠改善植物生長條件及人工移植栽培，營造適宜的濕生、水生植物生長環(huán)境3。在具體這類項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，在不影響渠道輸水配水功能的前提下，可以在寬度或水深適宜的土質(zhì)渠道進(jìn)行水生植被體系的恢復(fù)，以提高渠道水體的自凈能力，凈化水質(zhì)。 12水體修復(fù)技術(shù)工程與水體景觀的有機(jī)統(tǒng)一 121加氣階工程與跌

4、水景觀。灌溉渠道的平面形式多是以帶狀形式分布，在有一定自然落差的溝渠部位，可人工設(shè)置加氣階，即人工設(shè)置多級落差，如滾水壩或橡膠壩4。通過在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置滾水壩或橡膠壩的形式，使渠道水體形成多級人工落差，水在流經(jīng)下落過程中，一方面可以使水體的復(fù)氧能力得以增強(qiáng)，另一方也形成比較自然的跌水景觀。 122河道曝氣技術(shù)與泉涌、噴泉景觀。河道曝氣技術(shù)是根據(jù)水體受到污染后缺氧的特點(diǎn)，人工向水體中連續(xù)或間歇式充入空氣(或純氧)，加速水體復(fù)氧過程，以提高水體的溶解氧水平，恢復(fù)和增強(qiáng)水體中好氧微生物的活力，使水體的污染物得以凈化，從而改善渠系水質(zhì)。這種曝氣技術(shù)投資少、見效快，在我國河流(湖泊)、渠系污染的綜合治理

5、中具有廣闊的應(yīng)用前景5，其所形成水面特征類似于自然水體的泉涌景觀或人工水體噴泉景觀。在具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，這兩者結(jié)合，并通過有效的景觀化處理，也就形成了灌溉渠道獨(dú)特的泉涌或噴泉景觀。 123沸石處理工程與水體散置石景觀。沸石是一種天然而廉價的多孔性非金屬礦物質(zhì)，其比表面積大、吸附能力強(qiáng)，對污水中的n和p有較好的去除效果6。在景觀設(shè)計(jì)中，可以將沸石置于渠道的較窄處或是橋梁下方的水中，盡量增加溝渠內(nèi)水流與它的接觸面積，并通過在狹長型渠道中適當(dāng)距離地均勻或非均勻排布，一方面能使水體在流動中得到反復(fù)凈化，以進(jìn)一步改善水質(zhì)，另一方面也成為水體中自然的散置石景觀。散置石景觀空間及其環(huán)境又為某些種類的水生動植物

6、提供了良好的棲息環(huán)境，豐富了渠道的水生態(tài)系統(tǒng)，也使景觀形態(tài)更為多樣化。 2生態(tài)型渠道空間構(gòu)建技術(shù)與景觀設(shè)計(jì) 21修復(fù)馬蹄型濕地，重塑渠道的彎曲度與景深和藏景溝渠中的馬蹄型濕地及其蜿蜒性為溝渠生態(tài)的生物多樣性提供了條件，使其可以擁有更復(fù)雜的動植物群落。然而，渠道蜿蜒性的增加會對輸水時間和輸水流量造成影響。設(shè)計(jì)可根據(jù)具體空間特征，留大灣而限小灣，以避免彎道過多而影響水流。這種馬蹄型濕地灣在景觀上能增加景深，能形成藏景和幽靜的景觀空間，便于城市居民賞景與休閑。 22渠道斷面形式多樣化與景面的多樣性灌區(qū)溝渠斷面形式主要有:u形斷面、梯形斷面、矩形斷面、復(fù)式斷面等3，根據(jù)渠道不同渠段的具體情況，可采用多

7、種不同的斷面形式，在增加渠道空間形態(tài)的多樣性的同時，也能增加水體流經(jīng)這些斷面時流態(tài)的多樣性，這種多樣性能提高水體在流動中的復(fù)氧能力與自身修復(fù)能力。這些渠道斷面形式多樣化，同時也是水體流經(jīng)過程中，在景觀上難得的多樣性水景景面。 23修復(fù)淺灘和深潭工程與多樣化水體景觀形態(tài)通過對淺灘和深潭的修復(fù)，可極大增加渠床的比表面積，形成水體中的不同流速和生境，豐富溝渠生物多樣性，從而使水體的自凈能力得以增強(qiáng)3。在景觀設(shè)計(jì)上，位于水流較緩慢的渠段，淺灘和深潭可以通過挖掘和墊高的方式來表現(xiàn);而對于水流湍急的渠段，可采用置石和浮石帶的方式來表現(xiàn)。置石是在渠床經(jīng)排列后埋入直徑大小在0810m的礫石，以形成淺灘和深溝。

8、浮石帶是將既能抵抗洪水襲擊又可兼作魚巢的鋼筋混凝土框架與置石結(jié)合起來的一種方法。水體具有因勢隨形的特性，通過這類修復(fù)淺灘和深潭工程與水流的結(jié)合，能形成豐富多樣的水體景觀形態(tài)。多樣化的水體景觀形態(tài)又為各類水生動植物提供更多棲身之所和生長環(huán)境，使水體生態(tài)系統(tǒng)更為豐富。 3生態(tài)護(hù)坡技術(shù)與景觀設(shè)計(jì) 31打木樁護(hù)岸技術(shù)與木樁駁岸景觀在駁岸的入水區(qū)域交叉打入木樁，用鋼絲固定，并用竹排繞行用以擋土(圖1)。待水生植物長成以后，便可將土壤固定，而木樁和竹排腐爛以后又不會造成環(huán)境污染。該技術(shù)既硬化了駁岸，滿足了渠道引水的功能需求，同時又保留了生態(tài)景觀模式，即采用水生植物生態(tài)自凈的方式凈化水體，改善了渠道內(nèi)水質(zhì)。

9、 32石籠枝椏床護(hù)岸工程與水生生物棲息環(huán)境景觀利用廢棄的植物材料的枝干，編織成枝椏床，并結(jié)合石籠工藝，布置于渠岸7。枝椏床柔韌性較好，可以隨著地形的變動而變化，對各種地形都具有很好的適應(yīng)性，可以使渠岸得到長久的覆蓋和固定。此外，由于使用的是天然材料，枝椏床對環(huán)境不會造成任何污染，其多孔構(gòu)造又為小型水生生物創(chuàng)造了棲息環(huán)境。這種水生生物棲息環(huán)境景觀也是自然水體景觀中難得的景觀類型。#p#分頁標(biāo)題#e# 33植生型防滲砌塊工程與水生動植物、微生物復(fù)合的生物系統(tǒng)景觀植生型防滲砌塊技術(shù)由不透水的混凝土塊體和供水生植物生長的"井"形無砂混凝土框格組成(圖2)。對渠道進(jìn)行防滲襯砌，通過砌

10、塊之間的凸塊和凹槽的聯(lián)結(jié)緊密地排列于渠底和邊坡，可以有效地防止?jié)B漏;向網(wǎng)格形無砂混凝土框格中填土，種植適宜的水生植物，框格和植物都利于防止土壤的過度沖刷，而水生植物的生長又為其他微型生物提供了生長環(huán)境，進(jìn)而形成水生動植物、微生物復(fù)合的生物系統(tǒng)，還可以吸收降解水體中污染物質(zhì)，提高水體的自凈能力8。 4溝渠濕地技術(shù)工程與群落景觀 溝渠濕地是從生態(tài)學(xué)原理出發(fā)，模仿自然生態(tài)系統(tǒng)，特別是渠道沿岸帶生物群落演替系統(tǒng)，根據(jù)污水處理的目的加以改造和強(qiáng)化，并利用不同自然條件下水生生物多樣性，進(jìn)行群落時空優(yōu)化組合的一種新型污水凈化系統(tǒng)。溝渠濕地作為農(nóng)田和水體的過渡帶，通過其獨(dú)特的作用，能夠較好地凈化農(nóng)田排水中的污染物。這種溝渠濕地技術(shù)工程其實(shí)也是景觀設(shè)計(jì)中的渠道沿岸帶生物群落演替系統(tǒng)的群落景觀類型。5結(jié)語服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)灌溉渠道及其水體生態(tài)修復(fù)，與景觀學(xué)中的濱水、河道景觀設(shè)計(jì)是兩個不同的研究領(lǐng)域，但兩者在現(xiàn)實(shí)中需要解決的問題卻有著內(nèi)在的