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文檔簡介
奧林匹克公園北部森林公園濕地建設工程第一頁,共255頁。第二頁,共255頁。第三頁,共255頁。規(guī)劃在奧運湖西北側建設生態(tài)自然凈化系統,也就是人工濕地,面積約10公頃。規(guī)劃在清河污水廠內建設8萬t/d的再生水處理廠,采用膜處理工藝,其出水水質基本可達到Ⅳ類水體標準(總氮指標達不到Ⅳ類水體標準),大部分常規(guī)指標接近Ⅲ類水體標準要求。該部分再生水通過市政再生水管道向南通過清河后沿白廟村路入奧運公園生態(tài)自然凈化系統凈化,補入奧運湖。第四頁,共255頁。圖1
人工濕地工藝流程第五頁,共255頁。圖2人工濕地剖面圖第六頁,共255頁。北京“奧林匹克公園北部森林公園濕地建設工程”即將動工。這個位于京城中軸線北端的奧林匹克公園,總用地約1135公頃,是舉辦2008年奧運會的重要區(qū)域。北區(qū)以自然生態(tài)綠色景觀為主,面積約300公頃。奧林匹克森林公園在滿足2008年奧運會比賽和綠色生態(tài)帶的需要同時,還將作為一個污水處理系統,使清河再生水廠提供的中水經過濕地的處理,達到森林公園用水的標準。第七頁,共255頁。表流濕地沉水走廊表流濕地跌水第八頁,共255頁。第九頁,共255頁。第十頁,共255頁。第十一頁,共255頁。第十二頁,共255頁。第十三頁,共255頁。第十四頁,共255頁。第十五頁,共255頁。第十六頁,共255頁。第十七頁,共255頁。第十八頁,共255頁。第十九頁,共255頁。第二十頁,共255頁。第二十一頁,共255頁。第二十二頁,共255頁。第二十三頁,共255頁。成都活水公園第二十四頁,共255頁。第二十五頁,共255頁。公園濕地占地2000平方米,設計日處理污水能力為200立方米,被污染的河水(一般等于或低于五類水質)從府河泵入厭氛沉淀池,經物理沉淀及厭妞徽生物分解,從厭暇池出來的水經水流雌塑流入兼級池,經兼氛徽生物進一步降解流入兩套位物塘、植物床群處理系統。該系統由培植有各種水生動植物群落的5個植物塘、12個植物床組成水的污染物質在流經這個系統過程中經吸附、過浦、級化、還原及徽生物分解作用而逐步降解為可供動植物群落生長縈殖的蕎分,從處理系統出來的水經過幾個流水塑依順序進入3個魚塘。為確保水中洛解權能滿足魚類生長的裕要,分別設2臺回流泵,便魚塘的水部分回流入植物塘進一步充權,使水質達到三類水質標準要求,從魚塘出來的水部分可泵回公園作綠化和景觀用水,其余流入戲水池,再回流府河中。每天活水公圈的流可達200立方米。第二十六頁,共255頁。二、成都活水公園成都活水公園的生態(tài)凈水系統流程清晰。先抽取府南河水,注入400立方米的厭氧沉淀池,經過沉淀后的水依次流經水流雕塑、兼氧池、植物塘、植物床、養(yǎng)魚塘、氧化溝等水凈化系統,使之由濁變清,最終重返府南河。整個凈水系統和帶狀公園用地緊密結合,主題鮮明。第二十七頁,共255頁。第二十八頁,共255頁。前處理系統:
厭氧池兼氧池把低于V類水質標準的府河水泵入厭氧池中進行預處理。在氧氧池中,經物理沉淀作用,比重大于水的懸浮物沉到池底,從排污管排出;比重小于水的懸浮物浮于水面,由人工清除;部分可溶解的有機污染物,經厭氧生物作用降解或被分解為甲烷,二氧化碳等氣體排入大氣.從厭氧池流出來的水,經水流雕塑一路吸收空氣中的氧,流入兼氧池。有機污染物在兼氧微生物的作用下,進一步降解成植物易于吸收的有機物。第二十九頁,共255頁。人工濕地植物塘,床系統
浮萍塘水白菜
這是活水公園展示的人工濕地系統處理污水工藝的核心部分。它由6個植物塘和12個植物床組成這個系統仿造了黃龍寺五彩池的景觀,并種有浮萍,鳳眼蓮,荷花等水生植物和蘆葦,香蒲等水植物,拌生有各種魚類,青蛙,蜻蜓,昆蟲和大量微生物及原生物。它們組成了一個獨具特色的人工濕地塘床系統。第三十頁,共255頁。鳳眼蓮水葵睡蓮第三十一頁,共255頁。參考資料:成都活水公園人工濕地三種植物凈化效能的比較研究污水在這里經沉淀吸附,氧化還原和微生物分解等作用,有機污染物中的大部分被分解為可被植物吸收的養(yǎng)料污水就變成了肥水,在促進系統內植物生長的同時,也凈化了自己,水質明顯改善.人工濕地塘,床系統好似一個生態(tài)過濾池,污水通過這個過濾池后可得到有效凈化.
第三十二頁,共255頁。養(yǎng)魚塘
當污水經人工濕地系統凈化后再次經水流雕塑充分曝氣,充氧,水中溶解氧含量大大增加,水質可全面達到Ⅲ類水質,即達到了一般魚類保護區(qū)及游泳區(qū)的水質標準,可作為公園綠化和景觀用水。養(yǎng)魚塘系統養(yǎng)殖著觀賞魚類和水草。這些魚多以各種藻類和微生物為食,同時也排出魚糞等有機污染物促進藻類植物生長。流水在這里通過曝氣,沉淀,生物降解和逐級過濾,確保達到Ⅲ類水質標準。這個系統養(yǎng)殖的魚類,水草,在供人們觀賞的同時,還可以起直觀的生物監(jiān)測的作用。第三十三頁,共255頁。戲水池戲水池是為游人提供戲水,親水活動的場所。碧澄透徹的清流,吸引和誘惑著人們去親水,戲水.“愛惜水,保護水,把清水送還自然”,人們在這里走進大自然,融入大自然。第三十四頁,共255頁。進入府河處水景
至此,原來被上游污染源和城市生活污水污染的河水,經過多種凈化過程,重新流入府河。每天,活水公園的流量可達200m3。該流量當然不足以改變整條河流的水質,卻足以讓游人在順“魚”而下途中,親眼目睹“死水”被漸漸激活,逐步凈化,最后變?yōu)椤盎钏钡倪^程,其對人們的環(huán)境生態(tài)觀念的影響是深遠而成功的。第三十五頁,共255頁。上海世博后灘公園第三十六頁,共255頁。第三十七頁,共255頁。一、世博園區(qū)后灘公園
上海世博后灘公園是2010上海世博公園的主要組成部分,場地為污染嚴重的工業(yè)棕地。設計將景觀作為生命系統,用當代景觀設計手法,在垃圾遍地、污染嚴重的原工業(yè)棕地上,建成了具有水體凈化、防洪、生產、生物多樣性保育、傳承文明、審美啟智等綜合生態(tài)系統服務功能的城市公園。后灘公園建立了一個可以復制的水系統生態(tài)凈化模式;同時,它吸取農業(yè)文明的造田和灌田智慧,再用和再生場地內的工業(yè)建筑和材料,建成后不再需要大量人力物力去維護,而是讓自然做功,形成低碳和負碳城市景觀,為解決當下中國和世界的環(huán)境問題提供一個可以借鑒的樣板,創(chuàng)立了新的公園建造和管理模式。它生動地注解了“城市讓生活更美好”的上海世博理念。
后灘公園為上海2010世博園的核心綠地景觀之一,它既是上海2010年期間世博綠地,也是未來上海市的公共綠地。上海世博會園區(qū)位于上海市中心,跨黃浦江兩岸布局,而后灘公園位于園區(qū)西南角,黃浦江之東岸,東界為浦明路,西至倪家浜,北望盧浦大橋,為狹長的濱江地帶,延黃浦江的岸線長約1.7km,總面積約14hm2。場地原為鋼鐵廠(浦東鋼鐵集團)和后灘船舶修理廠所在地,2007年初開始設計,2009年10月建成并于2010年5月正式開放。
后灘公園不僅需要滿足安全疏散、游憩等候的功能,還承擔著濕地保護、科普教育、濕地水處理和生態(tài)游賞的功能。針對場地的諸多挑戰(zhàn),后灘公園的核心設計理念是將景觀作為一個生命的肌體,設計一個活的系統,為城市提供全面的生態(tài)服務,包括生產和吸收碳排放、調節(jié)自然過程、凈化被污染的土地和水、提供鄉(xiāng)土物種棲息地、和傳承文化、審美啟智等,為2010上海世博會提供一個展示生態(tài)文明的獨特場所。
第三十八頁,共255頁。設計特色:一條藍帶串起的四種文明,并對與6大問題做出對策。
4種文明串寫場地脈絡以后灘地區(qū)發(fā)展的時間脈絡、空間背景和場地稟賦作為線索,將濕地公園分為濕地生態(tài)景觀層、農耕文明景觀層、工業(yè)文明遺存層和后工業(yè)文明體驗層4個功能層次,由此疊加形成場地的總體功能布局。
藍帶:三帶一區(qū)建構濕地基底設計以“雙灘諧生”為結構特征建立濕地體系,共有濱江蘆荻帶、內河凈化濕地帶、梯地禾田帶和原生濕地保護區(qū)4個部分組成。其中濱江蘆荻帶和原生濕地保護區(qū)主要指與黃浦江直接相鄰的外水灘地,而內河凈化濕地帶主要是指場地中部的人工濕地系統。外水灘地和內河凈化濕地帶之間通過潮水漲落、無動力的自然滲濾進行聯系,它們息息相關,一同營造著具有地域特征、能夠可持續(xù)發(fā)展的后灘濕地生態(tài)系統。三場九園、步道網絡編織交通體系設計以一環(huán)九縱多路徑的交通路網和三場九園的休憩場所共同形成場地的交通網絡。一環(huán)九縱多路徑的交通路網,既確保了場地與外界的便捷聯系,又保證了場地內部便利的可達性,很好的解決了世博期間人流的分流問題。三場九園的休憩場所,在形成不同文明景觀體驗空間的同時,提供了世博期間人流等候、疏散的場地。梯地禾田梳理場地高差設計師利用場地農耕文明景觀層的梯地禾田消解場地千年一遇防洪標準與內河凈化濕地之間的高差。彈性設計滿足雙重需求本著節(jié)約資源、會后盡量少的改動原則,在設計時充分考慮會后的利用,在功能建筑體和公共服務設施、鋪裝場地等相關方面進行會時與會后的彈性設計。第三十九頁,共255頁。處理流程:取水過濾蓄水沉淀梯田生態(tài)凈化土壤生態(tài)凈化重金屬凈化病原體凈化營養(yǎng)物凈化植物綜合凈化水質穩(wěn)定調節(jié)礫石生物凈化清水蓄水第四十頁,共255頁。梯田生態(tài)凈化蓄水沉淀第四十一頁,共255頁。土壤生態(tài)凈化第四十二頁,共255頁。重金屬凈化第四十三頁,共255頁。病原體凈化第四十四頁,共255頁。第四十五頁,共255頁。營養(yǎng)物凈化第四十六頁,共255頁。第四十七頁,共255頁。水質穩(wěn)定調節(jié)第四十八頁,共255頁。第四十九頁,共255頁。礫石生物凈化清水蓄水第五十頁,共255頁。第五十一頁,共255頁。在經過濕地生態(tài)系統的逐級凈化后,當地水質由劣五類變成了三類水。第五十二頁,共255頁。功能區(qū)域濱江蘆荻帶內河凈化濕地帶梯地禾田帶原生濕地保護區(qū)濕地系統逐級凈化黃浦江水
在江水流經濕地的過程中,要經過滴瀑水墻、梯地禾田這兩個精心設計的“階梯”。滴瀑水墻的上端是一條渠,渠內流淌著黃浦江水。水順著滴瀑水墻往下,形成了“滴瀑”的天然效果。
渾濁的江水經過滴瀑水墻的初步凈化后,會在梯地禾田得到進一步的凈化。禾田里種植了各種作物:菖蒲、水芹、水蔥、茭白、水稻、蘆葦、千屈菜……一派田園風光。土壤吸收了水中的各種物質,凈化水質。
此后,黃浦江水在園內流淌1.7公里,在此過程中,河中由沉水植物組成的“水下森林”起到了生態(tài)修復作用。它們能在水下完成光合作用,從而給水體充氧,讓水流保持活力和清澈。第五十三頁,共255頁。內河凈化濕地帶第五十四頁,共255頁。濱江蘆荻帶第五十五頁,共255頁。梯地禾田帶第五十六頁,共255頁。昆明滇池環(huán)湖截污工程第五十七頁,共255頁。第五十八頁,共255頁。第五十九頁,共255頁。第六十頁,共255頁。第六十一頁,共255頁。第六十二頁,共255頁。第六十三頁,共255頁。第六十四頁,共255頁。第六十五頁,共255頁。第六十六頁,共255頁。第六十七頁,共255頁。第六十八頁,共255頁。第六十九頁,共255頁。江川人工濕地實驗工程第七十頁,共255頁。第七十一頁,共255頁。建設時間:2003年12月工程工藝:氧化塘+水平潛流污水類型:富營養(yǎng)化污水處理能力:1000m3/d占地面積:1000m2達標要求:GB3838-2002II類水要求目前狀況:課題驗收結束,實際達到III類水要求,部分符合II類水要求第七十二頁,共255頁。人工濕地工藝流程及設置第七十三頁,共255頁。第七十四頁,共255頁。第七十五頁,共255頁。第七十六頁,共255頁。玉溪市九溪人工濕地污水處理工程第七十七頁,共255頁。第七十八頁,共255頁。建設時間:2008年5月工程工藝:氧化塘+水平潛流+垂直潛流污水類型:富營養(yǎng)化污水(藍藻水)處理能力:100000m3/d占地面積:150000m2達標要求:地表IV類水要求,部分滿足III類要求目前狀況:正常運行,出水達標這個工程之所以實施,最根本的目的是為了解決玉溪市城區(qū)人口的生活用水和改善撫仙湖水質,解除星云湖水對撫仙湖水質的威脅。工程是目今為止,國內外面積最大的填料型人工濕地——光碎石填料就達15萬立方。工程繼續(xù)秉承環(huán)保部華南環(huán)境科學研究所高負荷高效能設計的基本原則,節(jié)約每一平方米土地。工程出水除磷和氨氮外,均達到了地表3類的標準,其藍藻的去除率達到99%以上。工程效果是有的,但所付出的代價也是很大的,工程所使用的土地均為農田,為租用,而工程的性質也僅為臨時性工程,估曰20年。想想合約到期后的退耕恢復問題,每一個設計師和建設者都應該沉思。慶幸的是,最新出來的人工濕地設計規(guī)范提出了,盡量不占用農田或者盡量利用廢棄土地建設人工濕地的意見,該當為此而歡呼者,畢竟,農田是為人生存的基礎所在。第七十九頁,共255頁。九溪人工濕地進水第八十頁,共255頁。第八十一頁,共255頁。經過前端表流濕地處理后的九溪人工濕地進水第八十二頁,共255頁。第八十三頁,共255頁。一級生物塘(氧化塘)系統,還可以看到明顯的藍藻第八十四頁,共255頁。用于曝氣的跌水系統第八十五頁,共255頁。九溪人工濕地出水第八十六頁,共255頁。九溪人工濕地水平潛流系統中生長繁茂的花葉蘆竹第八十七頁,共255頁。生長繁茂的象草系統第八十八頁,共255頁。生長繁茂的風車草和花葉蘆竹系統第八十九頁,共255頁。云南城投福保塘濕地公園第九十頁,共255頁。建設時間:2008年10月;工程工藝:濕地公園+表流濕地;污水類型:富營養(yǎng)化污水;處理能力:3000m3/d;占地面積:80000m2;目前狀況:正常運行。濕地公園的建設可以在進行生態(tài)修復、景觀改造的同時,滿足濕地“自然之腎”的功能要求,該工程建設取得了良好的效果。第九十一頁,共255頁。第九十二頁,共255頁。第九十三頁,共255頁。第九十四頁,共255頁。深圳沙田人工濕地污水處理廠第九十五頁,共255頁。第九十六頁,共255頁。
2001年深圳市龍崗區(qū)環(huán)境保護局建成了沙田人工濕地污水處理廠,處理規(guī)模為5000m3/d,占地面積2萬m2,經預處理以及一級、二級人工濕地處理,出水達到了GB3838—2002《地表水環(huán)境質量標準》中V類標準。占地問題人工濕地處理負荷比較低以沙田為例處理每?水需濕地面積,如果考慮前處理按總占地面積計算則占地污水這是很大的?工程造價如果只考慮一二級人工濕地的投資其造價是便宜的?工程造價?元是可以完成的但是人工濕地往往位于河邊或海邊所以必須考慮防洪或防潮問題否則洪水一來泥砂必然堵塞填料層使?jié)竦責o法運行?另外預處理也是非常必要的?這樣一來其工程總投資和一般二級深度處理工程造價基本持平?如果有很好的可利用的自然條件投資將大大降低?第九十七頁,共255頁。上海夢清園第九十八頁,共255頁。上海夢清園位于上海市蘇州河畔,占地面積8.6公頃,是2004年完成的蘇州河綜合整治工程一期重點項目,園內引入蘇州河水,通過人工濕地生態(tài)系統對其完成凈化,再向外排出。上海夢清園也是一個比較好的人工濕地處理污水的實例。第九十九頁,共255頁。北京翠湖濕地公園第一百頁,共255頁。第一百零一頁,共255頁。翠湖濕地公園位于北京市海淀區(qū)稻香湖風景旅游區(qū)內,是第一批十個國家城市濕地公園之一,也是北京市唯一的國家級城市濕地公園。公園規(guī)劃面積2.70平方公里。1)根據濕地公園特點,翠湖濕地公園在功能分區(qū)上主要由為濕地游覽區(qū)(167.6公頃)、濕地保護區(qū)(24.1公頃)、濕地展示區(qū)、濕地觀鳥區(qū)、濱河游覽區(qū)、濕地農樂區(qū)、濕地休閑區(qū)、服務管理區(qū)(10.1公頃)七個功能區(qū)組成。2)布局結構:一軸、兩帶、雙環(huán)、十景。一環(huán),即環(huán)繞濕地公園的綠化隔離帶;兩帶,即濱水游覽帶、文化休閑帶。3)游覽項目:濕地科普大道、水文化廣場、多功能濕地科普館、昆蟲館、活水園、濕地開放中心、聽蛙觀魚、人工鳥巢。第一百零二頁,共255頁。第一百零三頁,共255頁。第一百零四頁,共255頁。第一百零五頁,共255頁。第一百零六頁,共255頁。香港米埔濕地公園第一百零七頁,共255頁。第一百零八頁,共255頁。項目:訪客中心濕地保護區(qū)禮品購物街濕地探索中心觀鳥屋兒童樂園第一百零九頁,共255頁。香港米埔濕地公園位于新界天水圍的北部,其所處的土地原本擬用作生態(tài)緩解區(qū),以彌償因該區(qū)的都市發(fā)展而失去的濕地。港府于1995年制定米埔及后海灣內灣1,500公頃的面積為“拉姆薩爾濕地”,在該生態(tài)緩解區(qū)發(fā)展一個濕地公園,而不削弱其生態(tài)緩解功能。濕地公園的發(fā)展更可將該生態(tài)緩解區(qū)提升成一個集社區(qū)、教育及旅游用途于一身的世界級生態(tài)旅游景點。而政府及后亦將濕地公園計劃列為其中一個千禧年發(fā)展項目。目前,濕地公園建有占地1萬平方米的室內展覽館“濕地互動世界”,以及超過60公頃的濕地保護區(qū),是亞洲首個擁有同類型設施的公園。第一百一十頁,共255頁。港府于1997年完成一份管理計劃,把濕地分為五個區(qū)域:1)核心區(qū):主要為自然生境,保持不受任何騷擾;2)生物多樣化管理區(qū),此區(qū)受嚴謹的管理,主要用作于進行生物多樣化的保護工作、教育及培訓活動;3)公眾參觀區(qū):公眾人士經申請可進入此區(qū),借此培育他們對濕地價值及拉姆薩爾濕地的認識;4)資源善用區(qū):以符合持續(xù)使用原則善用區(qū)內的濕地資源,如實行能配合拉姆薩爾濕地保護目標的塘魚養(yǎng)殖作業(yè);5)私人土地區(qū):區(qū)內的私有土地未劃定任何管理模式,但仍受土地用途限制。第一百一十一頁,共255頁。第一百一十二頁,共255頁。保留具有地方特色漁業(yè)養(yǎng)殖作業(yè)。第一百一十三頁,共255頁。第一百一十四頁,共255頁。第一百一十五頁,共255頁。第一百一十六頁,共255頁。第一百一十七頁,共255頁。第一百一十八頁,共255頁。第一百一十九頁,共255頁。杭州西溪濕地第一百二十頁,共255頁。第一百二十一頁,共255頁。總面積約1008公頃,其中生態(tài)保護區(qū)171公頃,生態(tài)恢復區(qū)154公頃。處理濕地與村落之間關系:環(huán)境優(yōu)先,最小干預,修舊如舊,注重文化,可持續(xù)發(fā)展,以民為本。保護為主,以濕地公園的形式實行“積極保護”。搬遷原先西溪地區(qū)農戶和單位,總建筑面積降至1萬多平方米,容積率僅0.38。適當開發(fā),負載歷史文化保護、民俗文化延續(xù)、濕地文化教育和普及等社會功能。1)核心保護11平方公里:保護范圍劃為三個層次,即保護區(qū)范圍、外圍保護地帶、周邊景區(qū)控制區(qū)。2)設立五大特色保護區(qū):生態(tài)保護培育區(qū)、民俗文化瀏覽區(qū)、秋雪庵保護區(qū)、曲水庵保護區(qū)、濕地自然景觀保護區(qū)。3)景點建筑不超過二層。4)游客日容量6340人:通過門票銷售等手段控制入內人數。5)只能步行和舟行。6)游覽項目:垂釣俱樂部、西溪婚俗館、煙水魚莊(品茶、賞湖)。第一百二十二頁,共255頁。第一百二十三頁,共255頁。第一百二十四頁,共255頁。第一百二十五頁,共255頁。倫敦濕地公園第一百二十六頁,共255頁。第一百二十七頁,共255頁。第一百二十八頁,共255頁。倫敦濕地公園離市中心5公里。濕地公園共占地42.5公頃,由湖泊、池塘、水塘以及沼澤組成,中心填埋土壤40萬土石方,種植樹木2萬7千株。良好的綠化和植被引來了大批的生物,使公園成了濕地野生生物的天堂。第一百二十九頁,共255頁。1)游憩項目觀察室,游戲木屋,與濕地有關的生活用品(如荷蘭的木鞋),組織孩子游戲于池塘,喂食飛烏和參與園藝。2)世界濕地區(qū),真實展示了14種世界不同地域的濕地,如尼羅河泛濫原、亞洲水稻田、中東蘆葦地、西伯利亞苔原和熱帶沼澤等。來自原生態(tài)環(huán)境的水鳥,在此安家落戶。3)水生生物區(qū)、現代化服務區(qū)。4)公園外圍設有足夠的泊車位,所以旅游者能非常方便地自行駕車前來。此外,多條公交車線路可抵達公園附近。最近的地鐵出口和火車站,也均在步行10分鐘的距離以內。5)因為各種生物的飼養(yǎng)和繁殖對環(huán)境的要求不同,倫敦濕地公園設計的關鍵,就是每一個區(qū)域都具有相對的獨立性,成為水文學上的“孤立濕地”。6)按照物種棲息特點和水文特點,濕地公園被劃分為6個清晰的棲息地和水文區(qū)域,其中包括3個開放水域:蓄水瀉湖、主湖、保護性瀉湖,以及1個蘆葦洲澤地、1個季節(jié)性浸水牧草區(qū)域和1個泥地區(qū)域——這6個區(qū)域之間相互獨立又彼此聯系,在總體布局上以主湖水域為中心,其余水域和陸地圍繞其錯落分布,構成了公園多種濕地地貌。第一百三十頁,共255頁。第一百三十一頁,共255頁。第一百三十二頁,共255頁。第一百三十三頁,共255頁。第一百三十四頁,共255頁。雙溪布洛濕地保護區(qū)是新加坡第一個也是唯一一個受保護的沼澤自然公園。這個面積達87公頃的自然保護區(qū)里棲居著超過500種熱帶動植物,是候鳥途經東亞的主要中途停留站。精心建造的亭臺樓閣和行人走道讓您能從近處觀賞園內動植物。公園通過最小干預的規(guī)劃設計手段,通過木棧道、解說臺、觀鳥屋(臺)、瞭望塔、展示館、服務中心、咖啡館等簡易設施,使游客能夠最近距離的感受自然。公園內規(guī)劃了黃、橘、紫三條路線:黃色路線全長三公里,由石子路和木質平臺共同構成;橘色路線全長五公里,包括了保護區(qū)內最長的木質棧道;紫色路線全長七公里,包含了較長的原始土路。三條線路各具特色,為游人提供了多種選擇。第一百三十五頁,共255頁。第一百三十六頁,共255頁。第一百三十七頁,共255頁。第一百三十八頁,共255頁。沈陽渾南生態(tài)濕地第一百三十九頁,共255頁。第一百四十頁,共255頁。生態(tài)濕地工程位于富民橋和長青橋之間,占地10萬平方米,其中污水凈化工程占地6500平方米,工程總造價約為1200萬元,可處理生活污水及雨水3000噸/日,而濕地的運轉費用僅為一般污水處理廠的1/3左右。渾南新區(qū)規(guī)劃設計院總工程師王澤民介紹,整個人工濕地生態(tài)系統分為三部分,雨水濕地、污水處理草床以及園林景觀。北側6000平方米郁郁蔥蔥的草床即為污水處理草床,它利用草床凈化功能,將濕地西側慧緣馨區(qū)小區(qū)內居民每天產生的1000噸生活污水凈化。凈化后的水質可達二級標準,它們再通過管道進入南側的雨水濕地。而雨水濕地從某種程度上說,更像是一個帶水的大花園。它是一個平流濕地,經過物理、化學和生物等綜合技術,利用香蒲、蘆葦、浮萍、和荷花等水生植物來凈化污水。同時,雨水濕地的西側還建有石墻。方圓2公里范圍內的雨水每天都可以通過石墻的縫隙進入雨水濕地中。水量約為2000噸/日,它與經過草床處理后和生活污水一道,在這里再經過處理,最終凈化后的水質達到三級水質標準,其COD僅為50MG/L,比一般污水處理廠處理后的水質還要好。經過處理后的水可以用于市政,可以澆灌植物、清洗馬路。濕地產生的污泥可以用作肥料。整個生態(tài)濕地還同時是一個生態(tài)公園,附近居民在這里可欣賞到美麗的綠色水生植物。另外,濕地還具有生態(tài)調節(jié)功能,它可以改善城市的熱島效應,成為為新區(qū)輸送氧氣的生態(tài)廊道。據悉,該濕地將雨水排放、生活污水處理和園林景觀有機地結合在一起,在國內尚屬首次,也是東北地區(qū)首次引入雨水處理系統。它對于增加城市水面,改善城市的生態(tài)環(huán)境,拉近人與自然的距離,建立立體生態(tài)系統具有非常重要的意義。同時,濕地在冬季仍然可以運行。圖為渾南生態(tài)濕地全景。預處理系統第一百四十一頁,共255頁。沈陽渾南新區(qū)人工濕地主要分為四個區(qū)域級:一級為預處理系統(設備間)、二級為蘆葦床人工濕地(潛流人工濕地)、三級為雨水人工濕地(表流人工濕地)及河渠水資源再利用系統。一級預處理系統是在室內建造的,利用三臺過濾設備對社區(qū)生活污水中固體雜質進行初步過濾沉淀。二級蘆葦床人工濕地是將水管水平布置成網格狀后,將蘆葦種植在管子的空洞中,利用蘆葦的根系進行對污水的二級凈化,這種方法是讓水流水平流過,也稱水平流潛流濕地。三級雨水人工濕地即常說的表流濕地。在地形處理方面,將其設計成類似自然河流濕地生態(tài)系統水平結構的迂回扇,可以延長污水在場地中停留的時間,從而加強凈化效果。同時,根據地形栽植濕生植物,增加空問的層次性,突出了園林景觀處理的藝術效果。四級的河渠及水資源再利用系統將凈化后的水體暫時儲存其中,以便于水體的再利用。潛流濕地表流濕地第一百四十二頁,共255頁。三級池二級池草床第一百四十三頁,共255頁。第一百四十四頁,共255頁。美國奧蘭多伊斯特里濕地恢復及公園項目第一百四十五頁,共255頁。第一百四十六頁,共255頁。第一百四十七頁,共255頁。第一百四十八頁,共255頁。第一百四十九頁,共255頁。(1)背景介紹位于在佛羅里達州奧蘭多市,是為該市伊斯特里服務區(qū)的廢水處理項目。該項目為位于奧蘭多東部的廢水處理系統,是一個擁有1200英畝水面的人工濕地系統。(2)規(guī)劃定位和特色該系統處理經鐵橋廢水處理廠處理后排出的廢水,主要目的是去除每天新增的1600萬加侖廢水中的氮和磷,處理后廢水排入位于佛羅里達州中部的圣約翰河。同時,濕地系統中有部分對公眾開放,作為濕地公園。(3)規(guī)劃內容該項目恢復了歷史上該地區(qū)曾有過的1200英畝自然濕地,這些濕地中的水在早期被抽干,之后開發(fā)成為放牧場。現在的人工濕地系統是一個大型的包括香蒲、蘆葦、草本植物和森林覆蓋的濕地組合群,除了作為廢水處理系統外,它也是野生生物理想的棲息地。濕地系統中對公眾開放的鐵橋東部濕地區(qū)域被稱為奧蘭多濕地公園,公園里沿著主要的野生動物和鳥類棲息地周圍有一條2英里的觀鳥路線,公園中還有慢跑小道,自行車小道以及解說性示意標志牌。該公園不僅被當地的中小學校用來作為進行環(huán)境教育的自然實驗室,還被佛羅里達中央大學的學生和教授用來作為實習和科研基地。(4)可借鑒性
1)通過建立人工濕地,充分發(fā)揮濕地的水質凈化功能,同時又成為良好的生物棲息地;2)選擇性的開放部分濕地,作為市民游憩公園和環(huán)境教育基地。第一百五十頁,共255頁。第一百五十一頁,共255頁。第一百五十二頁,共255頁。第一百五十三頁,共255頁。第一百五十四頁,共255頁。第一百五十五頁,共255頁。其他游憩項目濕地休閑科普類。濕地生態(tài)服務功能和生態(tài)環(huán)境價值演示,讓游客較全面了解、認識濕地,從而提高人們對濕地及生態(tài)環(huán)境的保護意識。濕地生態(tài)教育基地、多功能濕地科普館、活水園、生態(tài)博覽館、觀察室、濕地科普大道、濕地開放實驗中心、標本館、濕地生態(tài)鏈主題館、濕地功能展示館(區(qū))、水鄉(xiāng)長廊、濕地類型與濕地景觀的營造、水循環(huán)設施及游路、亭臺、休閑觀光設施、濕地展示園。濕地展示:向游客呈現完整的濕地生態(tài)系統,從而讓游客更貼近自然,了解更多的生物知識,并從其中獲得樂趣。
沼澤湖泊濕地――以草本沼澤為主,適當修復森林沼澤、灌叢沼澤、水草沼澤、草甸濕地、池塘以及湖濱帶等;河流濕地――河漫灘、洲島、河岸森林、河岸灌叢、河間洼地和溪流等;人工濕地――水稻田、廢水處理濕地、雨洪收集濕地、濕地水景等。濕地研究實驗:該區(qū)域以開展?jié)竦貙嶒炑芯炕顒訛橹?,一般游客的活動受到限制?/p>
濕地生態(tài)研究室、水(涉)禽繁殖場、生態(tài)變化規(guī)律觀測與研究基地等。服務設施:使?jié)竦鼐哂型瑖H、政府、民間組織開展?jié)竦乜萍己献?、科技交流、教育培訓、科學研究等功能,并能對濕地進行科學的管理。多功能會議室、生態(tài)教室、圖書資料中心、影音放映廳、紀念品商店、茶室、咖啡廳、室外廣場、美術館展覽、劇院表演項目、游路、亭臺、休閑觀光設施、學校教學互動室、社區(qū)公益活動中心、環(huán)境藝術展示中心。第一百五十六頁,共255頁。相關技術第一百五十七頁,共255頁。濕地恢復措施概論第一百五十八頁,共255頁?!度斯竦匚鬯幚砉こ碳夹g規(guī)范HJ2005-2010》3術語和定義下列術語和定義適用于本標準。3.1人工濕地constructedwetland指用人工筑成水池或溝槽,底面鋪設防滲漏隔水層,充填一定深度的基質層,種植水生植物,利用基質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用使污水得到凈化。按照污水流動方式,分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地。3.2表面流人工濕地surfaceflowconstructedwetland指污水在基質層表面以上,從池體進水端水平流向出水端的人工濕地。3.3水平潛流人工濕地horizontalsubsurfaceflowconstructedwetland指污水在基質層表面以下,從池體進水端水平流向出水端的人工濕地。3.4垂直潛流人工濕地verticalsubsurfaceflowconstructedwetland指污水垂直通過池體中基質層的人工濕地。3.5預處理pretreatment指為滿足工程總體要求、人工濕地進水水質要求及減輕濕地污染負荷,在人工濕地前設置的處理工藝,如格柵、沉砂、初沉、均質、水解酸化、穩(wěn)定塘、厭氧、好氧等。3.6后處理aftertreatment指為滿足出水達標排放或回用要求,在人工濕地后設置的處理工藝,如:活性炭吸附、混凝沉淀、過濾、消毒、穩(wěn)定塘等。3.7基質bedfiller指提供人工濕地植物與微生物生長并對污染物起過濾、吸收作用的填充材料,包括土壤、砂、礫石、沸石、石灰石、頁巖、塑料、陶瓷等。第一百五十九頁,共255頁。2.4河道凈化濕地河流是聯接陸地與湖泊的通道,河道凈化濕地可以為湖泊輸送浮游動物、水生植物,維系水生生態(tài)的正常發(fā)展。據美國專家測算正常河流每年向水庫或湖泊輸送幾噸到幾十噸的浮游生物,這些浮游生物是以藻類、細菌和有機碎屑為食物的,行使低級“清道夫”功能;而浮游動物又被更高級的魚類、貝類等捕食,因此,河道凈化濕地既可減少河水中15~30%的N、P含量,又可為湖泊生態(tài)系統提供控制浮游藻類的初級捕食者和水生植物種子,加大湖泊水生生態(tài)系統自我恢復能力。如果河道凈化濕地擴大到河堤兩側各50米,則可截留河水中50%的N、P,大大減少入湖N、P總量,同時也使每條河成為一道風景線,形成河邊綠化帶,開辟為休閑旅游度假勝地。河道凈化濕地概要利用河床自然坡降凈化河水,同時又要滿足行洪、防洪要求。濕地系統以激流生態(tài)系統為主,靜水生態(tài)系統為輔,這就要求除生態(tài)工程外要輔以大量的水利工程,這樣才能達到凈化河水、行洪、造景、恢復生態(tài)多重目的,其分水、布水、凈化系統綜合投資50~100元/M2,自動運行,無須額電力、人力。設計壽命構筑物30年、濕地50年。對于泥沙量大的河流每年雨季后要對分水、布水系統進行清淤。第一百六十頁,共255頁。第一百六十一頁,共255頁。第一百六十二頁,共255頁。第一百六十三頁,共255頁?!度斯竦匚鬯幚砑夹g規(guī)程DGJ2010》2.1.1
人工濕地
constructedwetlands人工濕地是人們模擬天然濕地系統結構和功能而建造的、可控制運行的濕地系統,用以對受污染水進行處理的一種工藝,由圍護結構、人工介質、水生植物等部分構成。當水進入人工濕地時,其污染物被床體吸附、過濾、分解而達到水質凈化作用。人工濕地分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地。2.1.2
表面流人工濕地
freewatersurfaceconstructedwetlands指水在人工濕地介質層表面流動,依靠表層介質、植物根莖的攔截及其上的生物膜降解作用,使水凈化的人工濕地。2.1.3
水平潛流人工濕地
subsurfacehorizontalflowconstructedwetlands指水從人工濕地池體一端進入,水平流經人工濕地介質,通過介質的攔截、植物根部及生物膜的降解作用,使水凈化的人工濕地。2.1.4
垂直流人工濕地
verticalflowconstructedwetlands指水從人工濕地表面垂直流過人工濕地介質床而從底部排出,或從人工濕地底部進入垂直流向介質表層并排出,使水得以凈化的人工濕地。垂直流人工濕地分單向垂直流人工濕地和復合垂直流人工濕地兩種。2.1.5
孔隙率
porosity指人工濕地充填介質中,存在于介質間的孔隙體積占全部體積的百分比。2.1.6
水力停留時間
hydraulicretentiontime指水在人工濕地內的平均停留時間。2.1.7
表面污染物負荷
organicsurfaceloading指一定人工濕地表面積中,單位時間內去除的污染物數量。2.1.8
表面水力負荷
hydraulicsurfaceloading指一定人工濕地表面中,單位時間內通過的水體積。2.1.9
水力坡度
hydraulicslope指水在人工濕地內,沿水流方向單位滲流路程長度上的水位下降值。2.1.10滲透系數
permeabilitycoefficient
指水在人工濕地介質或防滲層中,單位時間內流動通過的距離。第一百六十四頁,共255頁。
自由表面流人工濕地水面在人工濕地填料表面以上,水流從池體進水端水平流向出水端的人工濕地。自由表面流人工濕地由于占地面積較大及存在一定的環(huán)境衛(wèi)生問題,在實際污水處理工程中應用較少,本規(guī)程對該類型人工濕地不進行詳細說明。圖5.1自由表面流人工濕地結構簡圖(a)平面圖(b)剖面圖第一百六十五頁,共255頁。5.2.2
水平潛流人工濕地水面在人工濕地填料表面以下,水流從池體進水端沿填料孔隙水平流向出水端的人工濕地。圖5.2水平潛流人工濕地結構簡圖(a)平面圖(b)剖面圖第一百六十六頁,共255頁。5.2.3
垂直潛流人工濕地污水從人工濕地表面垂直流過填料層的人工濕地,分單向垂直流型人工濕地和復合垂直流型人工濕地兩種。單向垂直流型人工濕地一般采用間歇進水運行方式,復合垂直流型人工濕地一般采用連續(xù)進水運行方式。圖5.3垂直流人工濕地結構簡圖(a)平面圖(b)剖面圖第一百六十七頁,共255頁。5.4結構設計
人工濕地池體可采用混凝土、磚、毛石或黏土結構,采用混凝土和磚砌結構時池底需要設置不低于100mm厚的C10混凝土墊層,采用黏土結構時,防滲要求需要符合5.5規(guī)定。5.4.2水平潛流人工濕地的單元長寬比宜控制在3:1-10:1之間,垂直流人工濕地長寬比宜控制在1:1-3:1之間。對于長寬比小于1或不規(guī)則的潛流人工濕地,應考慮人工濕地均勻布水和集水的問題。5.4.2潛流人工濕地設計中如采用多個人工濕地單元時,獨立單元面積不宜大于800m2。多個人工濕地并聯時,各單元面積應平均分布,并保證配水均勻。5.4.3潛流人工濕地的應保持一定深度,以保證人工濕地單元中植物的生長及必要的好氧條件。在設計人工濕地時,應考慮雨季暴雨徑流帶來的超高水位,此時淹沒的最大深度應保證大部分植物能夠生存并發(fā)揮功能,淹沒深度宜控制在200mm以下。第一百六十八頁,共255頁。5.5防滲設計5.5.1
人工濕地建設時,應在底部和側面進行防滲處理。5.5.2
當原有土層滲透系數大于10-8m/s時,應構建防滲層,一般采取下列措施:1
水泥砂漿或混凝土防滲:磚砌或毛石砌后底面和側壁用防水水泥砂漿防滲處理,或采用混凝土底面和側壁,按相應的建筑工程施工要求進行建造。2
塑料薄膜防滲:薄膜厚度宜大于1.0mm,兩邊襯墊土工布,以降低植物根系和紫外線對薄膜的影響。宜優(yōu)選PE膜,敷設要求應滿足《聚乙烯(PE)土工膜防滲工程技術規(guī)范》等專業(yè)規(guī)范要求。3
黏土防滲:采用黏土防滲時,黏土厚度應不小于60cm,并進行分層壓實。亦可采取將黏土與膨潤土相混合制成混合材料,敷設不小于60cm的防滲層,以改善原有土層的防滲能力。5.5.3
對于滲透系數小于10-8m/s,且有厚度大于60cm的土壤或致密巖層時,可不需采取其他防滲措施。工程建設中,應對濕地底部和側壁60cm厚度范圍進行滲透性測定。第一百六十九頁,共255頁。5.6人工濕地填料5.6.1
人工濕地填料應能為植物和微生物提供良好的生長環(huán)境,并具有良好的透水性。填料安裝后濕地孔隙率不宜低于0.3。5.6.2
人工濕地常用的填料有石灰石、礦渣、蛭石、沸石、砂石、高爐渣、頁巖等,碎磚瓦、混凝土塊經過加工、篩選后也可作為填料使用。5.6.3
填料應預先清洗干凈,按照設計確定的級配要求充填。
為提高人工濕地對磷的去除率,可在人工濕地進口、出口等適當位置布置具有吸磷功能的填料,強化除磷。5.6.5
在水平潛流人工濕地的進水區(qū),人工濕地填料層的結構設置,應沿著水流方向鋪設粒徑從大到小的填料,顆粒粒徑宜為16~6mm,在出水區(qū),應沿著水流方向鋪設粒徑從小到大的填料,顆粒粒徑宜為8-16mm。5.6.6人工濕地填料層的結構設置,垂直流人工濕地一般從下到上分為濾料層、過渡層和排水層,濾料層一般由粒徑為0.2~2mm之間的粗砂構成,厚度為500-800mm左右;過渡層由4~8mm的砂礫構成,厚度為100-300mm左右;排水層一般由粒徑為8~16mm的礫石構成,厚度為200-300mm左右。5.6.7為避免布水對濾料層的沖蝕,可在布水系統噴流范圍內局部鋪設50mm的覆蓋層,粒徑范圍為8~16mm的礫石。第一百七十頁,共255頁。5.7植物選配
人工濕地植物的選擇宜符合下列要求:1根系發(fā)達,輸氧能力強;2適合當地氣候環(huán)境,優(yōu)先選擇本土植物;3耐污能力強、去污效果好;4具有抗凍、抗病害能力;5具有一定經濟價值;6容易管理;7有一定的景觀效應。5.7.2
人工濕地常用的植物有蘆葦、香蒲、菖蒲、旱傘草、美人蕉、水蔥、燈心草、水芹、茭白、黑麥草等。
植物種植時間宜選擇在春季。為提高低溫季節(jié)凈化效果,人工濕地植物宜采取一定的輪作方式,秋冬季節(jié)可種植黑麥草、水蔥、水芹等具有耐低溫性能的植物。第一百七十一頁,共255頁。5.8布水與集水方式5.8.1
為保證人工濕地配水、集水的均勻性,集配水系統宜采用穿孔管、配(集)水管、配(集)水堰等方式。第一百七十二頁,共255頁。單位工程分項分部表A.0.1人工濕地工程的單位、分部、分項工程劃分表構筑物工程安裝工程格柵、化糞池、調節(jié)池、厭氧水解池、曝氣池、人工濕地池格柵、調節(jié)池、曝氣池、人工濕地池地基與基礎工程土石方、打樁、基槽、混凝土墊層等設備安裝工程(分部)格柵、水泵、鼓風機等主體工程鋼筋、模板、混凝土、砌磚等管線工程(分部)進水管線、排水管線、電力管線、放空管線等附屬工程土建和設備安裝連接部位及預留孔、預埋件等電器裝置工程(分部)電機,成套柜及二次回路接線、接地裝置等自動化儀表(分部)檢測系統安裝調試、調節(jié)系統安裝調試、儀表盤(箱)、儀表防護等功能性檢驗氣密性試驗、滿水試驗等管道水壓試驗、閉水試驗、設備單機試車、運行、聯動試車等第一百七十三頁,共255頁。人工濕地技術第一百七十四頁,共255頁。圖2-11潛流式濕地污水處理系統示意圖第一百七十五頁,共255頁。第一百七十六頁,共255頁。人工濕地技術是為處理污水而人為地在有一定長寬比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如礫石等)混合組成填料床,使污水在床體的填料縫隙中流動或在床體表面流動,并在床體表面種植具有性能好,成活率高,抗水性強,生長周期長,美觀及具有經濟價值的水生植物(如蘆葦,蒲草等)形成一個獨特的動植物生態(tài)體系。人工濕地去除的污染物范圍廣泛,包括N,P,SS,有機物,微量元素,病原體等。有關研究結果表明,在進水濃度較低的條件下,人工濕地對BOD5的去除率可達85%――95%,COD去除率可達80%以上,處理出水中BOD5的濃度在10mg/l左右,SS小于20mg/l。廢水中大部分有機物作為異樣微生物的有機養(yǎng)分,最終被轉化為微生物體及CO2,H2O。其中潛流式濕地是沿著潛流濕地水流方向一側建15cm的管道,使水流可以通過。這需要通過在原地基上輔以礫石作為進出水濾料,然后填充介質層,最后填充厚表土作為基質層來完成。水從濕地表面以下流過的過程中與介質層充分接觸,進行除磷。同時,蘆葦的根系可以聚集硝化菌,實現生物脫氮。人工濕地污水處理系統是一個綜合的生態(tài)系統,具有:1)建造和運行費用便宜;2)易于維護,技術含量低;3)可進行有效可靠的廢水處理;4)可緩沖對水力和污染負荷的沖擊;5)可提供和間接提供效益,如水產、畜產、造紙原料、建材、綠化、野生動物棲息、娛樂和教育的優(yōu)點。但也有占地面積大、易受病蟲害影響、設計要求高等不足之處。另外,據已有數據,當上下表面植物密度增大時,人工濕地系統處理效率提高,在達到其最優(yōu)效率時,需2~3個生長周期,所以需建成幾年后才達到完全穩(wěn)定的運行。因此,目前人工濕地技術最大問題在于缺乏長期運行系統的詳細資料??偟膩碚f,人工濕地污水處理系統是一種較好的廢水處理方式,特別是它充分發(fā)揮資源的生產潛力,防止環(huán)境的再污染,獲得污水處理與資源化的最佳效益,因此具有較高的環(huán)境效益、經濟效益及社會效益。第一百七十七頁,共255頁。潛流人工濕地第一百七十八頁,共255頁。出水渠道第一百七十九頁,共255頁。龐大的表面流濕地,里面修的有仿木橋棧道。第一百八十頁,共255頁。二、人工濕地結構通過人工濕地解決的問題是:儲水(儲水池,核心)控制儲水量(滯留池,通過雨量計算)控制水流(通過閥門與泄水管)凈水(植物植被)生態(tài)環(huán)境(動植物,微生物)第一百八十一頁,共255頁。
主體:1.滯留池retentionpond
功能:過剩的雨水暫時儲存在滯留池中“在一定的時間內(一般是在24~48小時內)排完
2.儲水池detentionPond具有一定的蓄水能力,在雨水下泄量不超值的情況下,將過剩的雨水排掉。雖然儲水池的造價高,并且需要經常維護,但是可以更多地與設計結合“發(fā)展成中心水景或其他特色景觀。3.沉淀灣sedimentforebay(可選)功能:過濾雨水,延長雨水的滯留時間至48~72小時帶有沉淀灣的滯留池叫做擴展型滯留池(extendeddetentionpond)位于上游,有時成為獨立結構。雨水通過管道排放或碎石石基滲透到滯留池和儲水池中。一般情況下,沉淀灣的容量是滯留池容量的15%~25%其他:泄水管——雨水的排放設施,有多個出水口,用于不同的水面高度。泄水管設計參見濕地泄水管。碎石石基——鞏固基礎,保護堤岸安全帶——堤岸以下不到1米深的地方也可以延伸出一段安全帶!安全帶本身的坡度不宜超過12%,寬度不少于1.5米,或以當地法規(guī)為準第一百八十二頁,共255頁。濕地水體積分析濕地中水體積分類涵水水方式涵水設計標準WQv(水體)濕地水體24小時拓展?jié)竦?永久性水體REv(地下滲水)地下涵水自然滲透CPv(一年一遇暴雨的24小時滯留水體積管道保護提供24小時延期滯留Qp-10(十年一遇暴雨滯留水體積)河灘保護減少峰值水流至設計之前的量值Qp-100(百年一遇暴雨滯留水體積)溢洪道保護水體積計算參見案例三第一百八十三頁,共255頁。2、干旱處理地下蓄水滴灌技術梯田模式第一百八十四頁,共255頁。由此可見,此套系統的主要問題在于
保持干旱情況下的水位所以說,在此需要解決的核心情況是:在水量本身不足,有枯水威脅地區(qū),在間或性干旱時期的以生態(tài)的方式解決水量保持問題注:植被生長與品種選擇有極大地地域性,在此暫不考慮情況分類現有解決辦法問題水量本身充足地區(qū)擱置不管,等待干旱自然過去水體本身僅按枯水期水量設計大小,而留出充足的可淹地區(qū)所占面積較大(后攤公園)水量不足,有枯水威脅地區(qū)擱置不管,等待干旱自然過去造成死水人工注水費錢費力,不符合生態(tài)環(huán)保原則現有普通解決思路是:第一百八十五頁,共255頁。一、人工地下儲水設想思路:建造人工自然地下水層,雨季時水流進去貯存起來,旱季緩慢釋放。需解決的問題:儲水,凈水與活水的聯通與閉合是否可與景觀結合避免水流走后空洞塌陷第一百八十六頁,共255頁。自然界水循環(huán)景觀設計相關區(qū)域與自然水循環(huán)相比,人工景觀缺失了地下徑流這一塊第一百八十七頁,共255頁。參考自然地下水層結構如果說人工濕地是重構的自然濕地,那解決干旱問題也應當可以參照自然界的解決方式雨季 旱季地下水層示意圖第一百八十八頁,共255頁。自然河、湖因與地下水層相連,所以枯水期依然得到水分補充因此,是否可以考慮建造一個人工淺地下水層?第一百八十九頁,共255頁。一個蓄水構造體需具備以下3個基本條件要有透水的巖層或巖體所構成的蓄水空間有相對的隔水巖層或巖體構成的隔水邊界具有透水邊界,補給水源和排泄出路第一百九十頁,共255頁。儲水凈水巖石水泥金屬等工程材料圍合一個硬質空間可以做成各種工程的底基,橋梁棧道,可隨湖面高度改變高度的建筑物底座,與景觀結合眺望塔,水上平臺等在地下填充涵水材料需尋找可行材料如何讓它在旱季時把水排出?有沒有更生態(tài)的辦法?第一百九十一頁,共255頁。與活水的聯通與閉合水泵是最糟糕選擇設計貯水位置在最低水位以上,常水位以下,以閘門控制進出水兩者之間高差多少?按此高度需要多大的面積來貯水?仿土壤結構,用毛管原理吸水(上升高度參考拉普拉斯公式)經了解,存在大規(guī)模鋪設的毛管網,但是水的傳輸用途還沒涉及過(價格成本?)是否可以通過鋪設縫隙小于1mm材料層實現(如碳酸鈣吸水石)第一百九十二頁,共255頁。第一百九十三頁,共255頁。第一百九十四頁,共255頁。儲水聯通方式第一百九十五頁,共255頁?,F有毛細管應用空調毛管網虹吸屋頂排水第一百九十六頁,共255頁。二、吸水性材料填充改善土壤吸水性土壤條件以土壤顆粒小為佳,這樣的土壤滲水性差,滯留雨水時間長如自然土壤不佳,則考慮翻新摻入吸水材料濕地底部可加隔水層(15cm粘土層或防水材料)制造儲水層使用高吸水材料填充土壤,下部以隔水材料密封保水如碳酸鈣石,底部可考慮墊隔水材料,相當于人工制造小型卡斯特地貌第一百九十七頁,共255頁。三、梯田模式第一百九十八頁,共255頁。第一百九十九頁,共255頁。清淤技術第二百頁,共255頁。建議清淤處理。但對於未來底泥清淤工程進行時,須進行底泥成分檢測,若含有危害成分,需進行底泥再處理措施(如底泥固化等),方可作為填方區(qū)底土使用。1機械清淤機械清淤的工具和方式很多,但主要可以分為3類,即(1)用泵進行抽吸,其特點是不用將水排干就可直接抽吸底泥,速度快,影響??;(2)專門生產的清淤機,這些設施適合進行大規(guī)模作業(yè)的面積較大的區(qū)域;(3)專業(yè)的清淤船,其優(yōu)點是清淤速度快、效果徹底,而且底泥還可直接運走。2底泥固化(化學方法)底泥固化是指在水體中施用對污染物具有固化作用的人工或自然試劑,將底泥中污染物固化或惰性化,使之相對穩(wěn)定于底泥中,大大減少底泥中污染物對水體的釋放。如投加硫化物或元素硫,用以形成金屬硫化物。在確定營養(yǎng)元素為控制重點的前提條件下,可嘗試使用國際上在水體中投加明礬的方法,使其形成溶解性很低的磷酸鹽,從而降低底泥和水中磷的含量,減輕直至消除水體富營養(yǎng)化。3底泥覆蓋技術底泥覆蓋是指將一層清潔物質鋪在污染底泥之上,將底泥中的污染物與上覆水分隔,防止底泥污染物向水體遷移。原位覆蓋能滿足3個主要功能:將污染底泥與底棲環(huán)境形成物理性隔離;固定污染底泥,防止其再懸浮或遷移至它處;降低可溶性污染物進入水體的擴散通量。常被選作覆蓋材料的有:未污染的底泥、清潔砂子、礫石、鈣質膨潤土、灰渣、人工沸石、水泥和其他人工合成材料等。第二百零一頁,共255頁。植物塘生態(tài)恢復技術第二百零二頁,共255頁。魚塘微地形的改造與營造在清淤土方工程進行的同時,通過依托塘基的微地形改造,營造出不同面積的水中植物島,結合植被恢復形成水生、濕生、陸生等多樣化植被群落,并在不同水位下形成季節(jié)性變化,從而增加生境的異質性,成為不同的生物棲息的場所。為了避免大規(guī)?;謴凸こ虒ν獠克w造成的巨大擾動,這一過程應采用漸進的過程,即先將原有魚塘的部分進行改造恢復,形成適合挺水植物生長的淺水區(qū)和適合喬木生長的植物島。由于水體的流動性和自凈化性,待已改造區(qū)對外部水體的擾動降至最低時,隨后再進一步按步驟進行其他部分的改造,并最終實現上湖片區(qū)生境類型最大化的目標。水底植被恢復在底泥清淤的基礎上,隨著微地形的改造,上湖片區(qū)的生境類型已趨于多樣性,結合具體的生境條件,逐步的進行當地水生生物群落的恢復。由于清淤和地形改造,使得原有土壤結構發(fā)生較大的變化,應先種植適生能力較強、對未來水生生物群落發(fā)展有庇護作用的先鋒植物,同時應綜合挺水、浮水、沉水等植物類別的搭配。第二百零三頁,共255頁。動物生境和物種多樣性的營造技術第二百零四頁,共255頁。最主要動物、鳥禽的生活習性:棲息地、覓食區(qū)、生物廊道營造棲息地主要選擇依據為:適宜??所需的生境,較低的人類干擾強度,并方便與現有的棲息地斑塊間有密切的聯系。
表8-2鑒洋湖城市濕地公園鷺鳥覓食區(qū)類型類型名稱區(qū)域示例魚類河流、湖泊、池塘及水稻田等甲殼動物水域淺水底泥、稻田泥地兩棲類水域淺水、積水區(qū)及稻田昆蟲類生活于植被中覓食區(qū)營造生物廊道營造表8-3根據相關研究成果歸納的生物保護廊道適宜寬度廊道寬度(m)功能及特點3~12廊道寬度與草本植物和鳥類的物種多樣性之間相關性接近于零;基本滿足保護無脊椎動物種群的功能。12~30對于草本植物和鳥類而言,12m是區(qū)別線狀和帶狀廊道的標準。12m以上的廊道中,草本植物多樣性平均為狹窄地帶的2倍以上;12~30m能夠包含草本植物和鳥類多數的邊緣種,但多樣性較低;滿足鳥類遷移;保護無脊椎動物種群;保護魚類、小型哺乳動物。30~60含有較多草本植物和鳥類邊緣種,但多樣性仍然很低;基本滿足動植物遷移和傳播以及生物多樣性保護的功能;保護魚類、小型哺乳、爬行和兩棲類動物;30m以上的濕地同樣可以滿足野生動物對生境的需求;截獲從周圍土地流向河流的50%以上沉積物;控制氮、磷和養(yǎng)分的流失;為魚類提供有機碎屑,為魚類繁殖創(chuàng)造多樣化的生境。60/80~100對于草本植物和鳥類來說,具有較大的多樣性和內部種;滿足動植物遷移和傳播以及生物多樣性保護的功能;滿足鳥類及小型生物遷移和生物保護功能的道路緩沖帶寬度;許多喬木種群存活的最小廊道寬度。100~200保護鳥類,保護生物多樣性比較合適的寬度。第二百零五頁,共255頁。立體人工水草技術第二百零六頁,共255頁。立體人工水草的種植(布放),主要是為了重建水體生態(tài),提高水體的自凈能力,凡是污染嚴重的河流、湖泊、池塘都缺乏水生植物。污染水體透明度差,水草難于維持正常光合作用,最后水草全部絕跡,附著在水草上生長繁殖的藻類、菌類等微生物也失去了載體,無法吸收分解水中污染物,水體徹底喪失了自凈能力。因此,對于水生植物難于生長的水體,要提高水體的自凈能力,只能采用人工水草,先為最耐污染的藻菌類提供載體,提高水體透明度,才能逐步重建水生植被和水體自然生態(tài)。我們研發(fā)的立體人工水草采用具有親水、吸附、耐老化性能的高分子材料制成,形態(tài)逼真,在河湖水域里像沉水水草一樣,豎立“生長”在水體里,為水體微生物提供巨大的附載增殖空間。這種立體人工水草主要有以下一些優(yōu)點:1、形態(tài)美觀,放在水里不影響水體景觀,附生藻菌類后很像天然水草;2、枝葉舒展,立體狀態(tài),總表面積大,可以附載更多的藻菌類微生物;3、規(guī)格品種多,可以適應不同深度的各種水體,且不影響觀賞、行船等水體使用功能;4、價格低廉,使用方便,使用壽命長,組成材料可回收利用。立體人工水草是一種原位水質生態(tài)改善技術。立體人工水草的生產、布放及維護都很簡單,可以實現免維護。布放后不需要再額外追加維護管理費用,一次布放,長期使用,壽命長達十幾年,非常簡單、實用。可廣泛應用于河流、湖泊、池塘等各類污染水體。通過試驗表明,在富營養(yǎng)水體中布放立體人工水草后,為藻菌類提供了空間巨大的附生載體,水質改善效果顯著,見效時間短。布放立體人工水草三十天左右,水體透明度顯著增加,水體葉綠素水平明顯降低,水體景觀質量得到明顯改善,水體自凈能力逐步提高。三個月以后,可以觀察到部分水生植物會附著生長,魚類等水生動物也會把立體人工水草作為棲息采卵的場所。水體自然生態(tài)得以逐步恢復。立體人工水草的發(fā)明,為我國河湖水體的生態(tài)自然凈化、長效凈化,探索出了一條新路子。第二百零七頁,共255頁。水體原位生態(tài)凈化和其他方法的比較分析河湖水體原位生態(tài)凈化方法和傳統方法相比,一次性投資差距不大,但是對比水體治理的時間效果和水體生態(tài)的修復效果差距卻比較大。1、清淤,只能作為水體凈化的前期工程,需要和調水、配水相結合。但是調水、配水只是將污染水體從一個區(qū)域轉移到另一個區(qū)域,是污染水體的自身循環(huán),無法從根本上解決問題。而且這種方法維持時間短,污染容易復發(fā),往往需要重復頻繁實施。2、生態(tài)濕地修復,生態(tài)濕地具有降解污染物,凈化水質的功能。但是生態(tài)濕地要求面積大,凈化效率低。在經濟發(fā)達的城區(qū)不具備建造大型生態(tài)濕地的條件,而且對于重污染水源無法治理,甚至會使生態(tài)濕地遭受破壞,植物死亡產生腐蝕物質,釋放到水體中,會造成更嚴重的水體污染。3、投放微生物和復合酶,開始投放時效果比較明顯,但是如果沒有像立體人工水草這樣的微生物載體配合,效果的維持時間會很短,需要反復投放。而且投放的外來微生物不利于土著微生物的生長繁殖,不利于水體生態(tài)系統的恢復和建立。4、人工浮島技術。人工浮島具有植物根系附著生物多、水生植物能直接吸收N、P,對日光具有遮蔽效果,能抑制植物性浮游藻類,提高水體的透明度等。但是浮島水生植物生長期短,有很強的季節(jié)性。每年都需要清理、復種,比較麻煩。水生植物的枯敗枝葉如不及時清除,不僅影響景觀,而且污染水體。和上述四種方法相比,水體原位生態(tài)凈化方法具有以下明顯的優(yōu)勢:1、維持時效長,一次性投資,今后十多年基本不需要再投資,只需簡單的維護管理就行;2、水體生態(tài)修復利用的是天然存在的土著微生物,通過大量增值的微生物的生命活動,把有機物轉化為無機物,逐步恢復水生生態(tài)系統,恢復水體的自凈功能。3、不受季節(jié)更替的影響,春夏秋冬一樣發(fā)揮作用。不會因為水生植物死亡腐爛,造成更嚴重的水體污染。第二百零八頁,共255頁。生態(tài)護堤技術(綠化混凝土)
第二百零九頁,共255頁。綠化混凝土是能夠適應植物生長,可進行植被作業(yè),具有恢復和保護自然環(huán)境、改善生態(tài)條件、保持原有防護作用功能的混凝土及其制品。即能長草、長花的混凝土,或稱混凝土草坪。綠化混凝土是一種較理想的近自然河川防護工程材料,實現了河川安全防護與環(huán)境的恢復和保護的有機結合。目前國內已經有10余個省市采用了綠化混凝土技術,累計設計、施工面積已超過60萬平方米。其中包括北京奧運會配套工程、江蘇淮河入海水道工程等重點工程。第二百一十頁,共255頁。第二百一十一頁,共255頁。新生態(tài)鏈建立恢復第二百一十二頁,共255頁。種植水生高等植物群落為原生動物提供場所,原生動物以微生物為食,消耗水中有機物總量完成養(yǎng)分傳遞。提高河流生產力,建立水體中的食物鏈:浮游植物→浮游類(含原生動物)→浮游動物(輪蟲、橈足類、枝角類、甲殼類等)→濾食性魚類。食物鏈的建立是在生態(tài)循環(huán)的基礎上,它標志河流生態(tài)的恢復,水體生產力的提高,水域環(huán)境改善。第二百一十三頁,共255頁。第二百一十四頁,共255頁。水生植物操控技術
第二百一十五頁,共255頁。控制去污能力強,生長速度快的植物的生長范圍。同時有利于對該植物物種的管理,避免造成生態(tài)災難,擴散到相鄰水域。通過此種方法可以證明,一些所謂的害草是可以進行環(huán)境利用的。被完全控制在網箱中的鳳眼蓮
第二百一十六頁,共255頁。浮島的凈化第二百一十七頁,共255頁?!案u”原本是指由于湖岸的植物附著泥碳層向上浮起,漂浮在水面上的一種自然現象。本工程的浮島是一種象筏子的人工浮體,在上邊栽培一些蘆葦之類的水生植物,漂浮在水面。人工浮島的水質凈化針對富營養(yǎng)化的水質,利用生態(tài)工程學原理,降解、吸收水中的COD、氮、磷等。專家普遍認為植物的遮蔽效果在抑制浮游植物繁殖方面起了很大作用。它的主要機能可以歸納為三個方面:水質凈化;創(chuàng)造生物(鳥類、魚類)的生息空間;改善景觀。根據有關研究資料,人工浮島植物的水質凈化要素有以下6個:①植物根莖等表面對藻類的吸附、分解。②植物根系的營養(yǎng)吸收作用。③為原生動物、輪蟲、橈足類、枝角類、甲殼類等的攝食、繁衍等提供場所。④為濾食性魚類的攝餌、捕食、產卵繁殖、棲息等活動提供場所。⑤去除懸浮性物質。⑥日光的遮蔽效果,抑制藻類生長,平衡水溫。第二百一十八頁,共255頁。第二百一十九頁,共255頁。生態(tài)清淤技術(微生物降低內源污染)
第二百二十頁,共255頁。微生物是生態(tài)系統的重要組成,它們能將自然界中的動、植物的尸體及殘骸分解,將一些有害的污染物質加以吸收和轉化,成為無毒害或毒害較小的物質。微生物能分解河床底質中有機碳源及其它營養(yǎng)物質并轉化為菌體,促使底泥硝化(減少底泥體積,穩(wěn)定底泥物理、化學性質,阻隔減少內源污染對水體的影響)。脫氮微生物通過硝化和反硝化作用能分解氨氮,分解后的硝態(tài)氮被植物吸收,使部分氮退出水體循環(huán),進而能凈化水質。第二百二十一頁,共255頁。第二百二十二頁,共255頁。湖泊與河流——生態(tài)河岸形式尺度:小中大形式:自然半人工水景觀河岸加固生物多樣性第二百二十三頁,共255頁。生態(tài)堤岸的組織形式尺度:中到大尺度類型:工程施工應用對象:人工河岸第二百二十四頁,共255頁。水交界面的處理堤岸的形式可以有多種選擇,應當考慮在環(huán)保與經濟的前提下,選擇合適的建造工藝和材料。堤岸類型:剛性堤岸生態(tài)工程堤岸柔性堤岸傳統堤岸建設多為剛性堤岸,的優(yōu)點在于具有高度的精確性和可靠性,但是有一定的使用年限,需要定期維護,不斷修復。這會給地方財政造成經濟上的負擔。同時在景觀形象方面,設計嚴格按照規(guī)范的要求,形式千篇一律,很少考慮地域的特點和實際情況,截斷與環(huán)境的交流,常流河與季節(jié)性河一視同仁,南方與北方幾無區(qū)別。這類堤岸帶有明顯的人工痕跡,往往給人以單調、生硬的感覺,具有典型的工程技術特征。第二百二十五頁,共255頁。生態(tài)工程堤岸建設生態(tài)工程堤岸的優(yōu)點有:(1)將河岸與河道在生態(tài)上聯系起來,實現物質、養(yǎng)分、能量的交流。(2)為生物提供棲息地。(3)植物根系可固著土壤,枝葉可截留雨水,過濾地表徑流,抵抗流水沖刷,從而起到保護堤岸、增加堤岸結構的穩(wěn)定性、凈化水質、涵養(yǎng)水源的作用,而且隨著時間的推移,這些作用被不斷加強。(4)以自然的外貌出現,容易與環(huán)境取得協調。(5)造價較低,也不需要長期的維護管理。局限性在于:(1)選用的材料及建造方法不同,堤岸的防護能力相差很大,需要運用多學科知識認真分析,這就為設計人員提出了更大的挑戰(zhàn)。(2)建造初期若受到強烈干擾,則會影響到以后防護作用的發(fā)揮。(3)不能抵抗高強度、持續(xù)時間長的流水沖刷,因此常需和其他設計方法協調使用。(4)需要大量運用植物材料時,施工有一定的季節(jié)限制,常限于植物休眠的季節(jié)。(5)目前這一方法還沒有得到廣泛的認同,業(yè)主往往會傾向于更為保險的慣用的設計途徑。第二百二十六頁,共255頁。當前河道護岸主要形式
河道護岸,廣義指靠近河邊植物群落(包括其組成、
植物種類復雜度及土壤濕度等)同高地植被明顯不同的
地帶,也就是植被受河溪直接影響的地帶,狹義指河水
———陸地交界處的兩邊至河水影響消失為止的地帶
現階段護岸結構型式包括傳統護岸(可分為直立
式、斜坡式、混合式等)和生態(tài)護岸(1)直立式護岸.適用于水面和陸地的平面差距
很大,水面漲落高差較大建筑面積受限的水域.包括松
木樁護岸、干砌直立駁坎、石籠護岸、混凝土沉箱擋墻
等[7],示意圖見圖1.
(2)斜坡式護岸.在建筑面積允許的情況下建造,
可分為堤式護岸(包括堤身、護肩、護面、護腳和護底)
和坡式護岸(包括岸坡、護肩、護面、護腳和護底),示意圖見圖2.
(3)混合式護岸.混合式護岸兼容如上兩型式特
點,一般在墻體較高的情況采用[8],示意圖見圖3.
(4)生態(tài)護岸.天然或人工的具有生態(tài)特性的可滲透
護岸,可以充分保證河岸與河流水體之間的水分交換和
調節(jié)功能,同時具有一定的抗洪強度[1],示意圖見圖4.圖1直立式護岸示意圖
圖2斜坡式護岸示意圖圖3混合式護岸示意圖圖4生態(tài)護岸示意圖第二百二十七頁,共255頁。第二百二十八頁,共255頁。河岸工程具體結構木制1適用播種植被150x75mm木橫桿150x150mm
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