向爱华
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摘要:随着社会经济的发展,水体污染现象随处可见。如今,人们对城市环境质量要求越来越高,逐渐认识到水生态修复的重要性。通过对污染水域湿地进行生态修复改造,以获得良好的休闲游览场所,打造亲近自然生态的滨水空间。本文通过水月周庄项目案例,对水生态修复技术在景观设计中的应用原则、方法等内容进行分析与阐述。
关键词:水生态修复;净化;微生物菌群;设计
水生态修复是依据水生态系统自然净化能力恢复水体本来面貌,强调人与自然和谐相处,融合自然净化和原位自净的优点,将水质净化及美化环境有机结合起来,实现滨水景观中水的景观价值。
1 水生态处理技术原理
水污染可分为内源性污染和外源性污染。内源性污染是由于水体生态平衡被破坏,水生动物和高等水生植物数量锐减,导致营养物质向浮游生物和微生物等生命周期短暂的低等生物方面积累,从而加快水体物质循环速度。外源性污染是指水域生态系统由于周围的环境改变,工业、农业等各种污染源不断的将各种物质输入水体。当进入水体的物质含量超过水体生物的自净能力,没有合理有效的方法将过剩的营养物取出,水体逐渐富营养化,破坏了原来的水体生态平衡,从而造成的污染。
由水质受污染的成因看出,要想长久保持良好的水质,必须保证健康的水生态系统的完整性。而完整的水生生态系统,应包含种类及数量恰当的生产者、消费者和分解者。包括:水生植物、水生动物及种类和数量众多的微生物。各种群之间相互依存、相互制约、环环相扣,水体生物种群的类型和数量能够相对稳定,处于生态平衡状态,维持稳定的水生态循环。
2生物生态修复技术的原则
2.1 生态性原则
人工水生生态系统构建,需确保各种群生物的类型和数量相对稳定,维持水体生态平衡状态,使水体自身能保持良性生态循环,达到自我净化。
2.2 经济性原则
坚持节能、减排、环保的原则。
2.3 安全原则
对人安全:坚持以人为本,设计建造的环湖荡沿岸带安全平台,既方便水生植物种植,也避免人类活动的安全隐患。生态安全:在生物种类和使用方式的选择方面,应尽可能选择本土种类以及土著水生动植物种类,避免外来物种对景观湖荡生态系统产生长期的潜在影响,避免因不当引种损害湖荡生态系统结构与功能,坚持可持续发展的原则。
2.4 符合景观美学原则
景观水系的生态处理要符合景观美学:水生植被布局坚持与水体周围环境相融合,注重与周围景观协调性,适应商业、特色居住区的需求;最大限度体现或发挥景观水系的生态服务功能,实现景观从陆域到水域、从水上到水下的自然延伸。
2.5 整体性原则
水生态处理要与给排水专业、绿化景观及机电专业密切结合,力求用最低的经济成本达到景观上协调一致的目的。
2.6多样性原则
坚持生物多样性、生态系统完整性的原则;水生植物种类宜选择以净化水质的沉水植物为主兼顾挺水花卉和浮叶花卉;沉水植物中常绿种类、暖季种类和冷季种类相配合,便于提高生物多样性和生态系统的完整性,达到水体持续自净目标。
2.7 营养平衡原则
湖泊生态系统中氮、磷的输入总量和输出总量在湖水氮磷浓度小于或等于地表水质标准的前提下达到平衡。
2.8 物种选择原则
(1)因地制宜,在物种的选择上以乡土物种为主,辅以引进已驯化的物种,避免选用外来物种,以减少外来物种带来的生态污染等不可控因素。
(2)水生植物要求:考虑水生植物的生态净化要求和物种的景观效果,配置不同高度、形态和季节节律的物种,并注重种类的多样性。选择繁殖、竞争能力强、容易栽培存活的、易维护管理、维护成本低,且具有一定观赏价值和较强水质净化能力、不易造成二次污染的种类。
(3)水生动物要求:选择可以调控,不对水体造成强烈扰动的土著种类,避免过量繁殖。水生动物的配置要充分考虑与沉水植物、藻类的食物链关系及空间生态位置。
(4)水生生态系统不同物种之间通过食物链形成动态平衡,保持良性循环,能够避免水体富营养化的发生。
2.9 可控性原则
对所设计的人工生态系统具有完全的控制能力。比如水体中水草的栽植面积过大,容易沼泽化,可以根据水草的生长情况,增加人工收割或放养少量的草鱼加以控制,同时,放养鱼类的种群也应具有可控性。
3 项目案例
3.1 项目背景
康盛水月周庄项目处于江苏省昆山市周庄急水港北岸,与周庄古镇南北以水相隔, 周庄镇四面环水,古镇区被二横二纵四条河道分割包围,其水流方向和速度受镇区北急水港的影响而变化较大。境内主要河流有急水港、长迁路港、则同港、中心河,主要湖泊有澄湖、白砚湖、淀山湖、南湖、天花荡、南北荡、太史淀。周庄第二污水处理厂尾水排入附近庙浜河,最终汇入急水港。急水港分为上、中、下三段,经下急水港流入淀山湖,全长16.3 km,多年汛期平均水位为2.78 m。周庄境内的急水港属中段,西起白砚湖,东至沙田湖,长约4.2 km,常年流向为东。
项目位于古镇旅游、生态湿地休闲旅游及农业观光旅游片区的辐射中心。规划水域面积约243亩,水系穿梭有致,水流形态丰富多样,宛如水城威尼斯,平均水深1.5-2.0 m。
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图1-1 项目位置示意图
3.2 项目湿地水体生态问题:
(1)水体污染严重
设计初期,景观团队对项目现场实地勘测,水系中淤泥堵塞,周边工业污染源、生活污染源以及周边水系养殖、河道内往来船只造成大量污染物进入湿地,导致水系污染严重,湿地滩涂垃圾堆积,湿地自身净化能力下降,水质趋于营养化。设计团队通过水体进行采样,经上海海洋大学环境检测实验室检测结果水质为劣Ⅴ类,主要为总氮超标,总氮平均为2.54mg/L,氨氮超标,水体呈碱性,氧化还原电势较高。汞含量超Ⅲ类水质标准。
(2)淤积、沼泽化导致湿地功能减退
原本淤积和沼泽化是湿地的正常演替过程,但由于各种原因,项目河道现有的淤积和沼泽化速度远超自然湿地的正常演替需求。据现场实地勘察,项目所在地水域沼泽化严重,低水位时期,40%的湖底裸露为滩地。经对底泥测试显示,污染物主要为有机污染型,底泥中有机质、总氮含量很高,汞含量偏高。
(3)植被单一,水生动物数量较少
湿地生态系统中生物种类多样,在维持湖泊生态系统物质-能量循环、湖水自净过程、资源再升利用中意义重大。经上海海洋大学环境检测实验室对项目水域浮游植物、生物调查,鉴定浮游植物中蓝藻、绿藻门最多,浮游生物20种,其中轮虫7种。
水生态处理景观运用方案
(4)驳岸类型
前期设计工作完成后,景观团队对项目场地进行预处理,疏通原有河道,将河道清理出的底质进行暴晒、消毒,构筑了各种形态各异的岛屿。湿地内河道岸线结合江南文化内涵及景观特质进行联系性空间和节点型空间设计,水埠、长提、长汀、亭台、洲埠等多种形态的景致,通过文化的渲染力抽练成各节点独特的湿地景观,以写意的手法演绎各种中式景观空间,让游人体会到现代江南的文化底蕴,同时,岸线布置更加灵活,断面上形成浅滩和深潭,产生多种类型的生态驳岸和浅水区,创造生物多样性的生存环境及水生动物的多样性栖息空间。
由于不同类型的驳岸覆水中功能微生物菌群分布不同,生态型驳岸功能微生物菌群数量则相对较多,所以项目多以鹅卵石驳岸、泥岸为主,这种生态型驳岸增加了水与驳岸的接触面积,为各种微生物提供了较大的附着表面。泥岸则是利用了土壤本身具有的吸附作用,可以吸附大量的有机物,为微生物提供新陈代谢的原料。生态型驳岸能够让水体与陆地之间直接进行物质交换,景观设计的各类岛屿与丰富的堤岸形成的生态驳岸组成了湿地公园景观骨架。
(5)水生植物净化系统构建
一个完整的生态循环系统中包含各种类以及适当数量的生产者,消耗者、分解者,包括水生植物,鱼虾等水生动物以及庞大的水生微生物群落。水中的氮磷等营养盐会被藻类和水草吸收,植食性浮游生物、鱼类以藻类、水草为食,避免藻类大面积爆发;食物链的更上层,还有肉食性鱼类,人类定期捕捞……水体中的有机物质(植物残体、动物残体、粪便、外源有机体等)会被微生物分解,浮游动物、滤食性鱼类和底栖动物以水中的微生物为食,由此形成一个完整的水生态系统,分解水中有机物质的食物链,确保水体自身的净化功能完善。
针对水质监测结果,设计团队研究并利用生态水处理技术原理,借用自然生物力量,打造健康水生态群落。
在湿地岛屿驳岸及水深不超过1.5米的浅水区,由高到低种植挺水-浮水-沉水植物,这些植物不仅可以净化水质,抑制藻类生长,控制面源污染,更增加生物的多样性和生态系统的稳定性,组成了人工水生态系统的基础框架。同时,驳岸线上的成片种植的挺水植物,具备良好的景观观赏作用;浅水区大量分布的浮水植物、沉水植物,为水生动物和微生物提供一个丰富的活动场所。
(6)水生动物调控系统构建
在植被种植4月后,设计团队对已种植植被生态系统现场实地查看,确定植被生态系统已趋于稳定后,开始投放水生动物。在整片水域投放浮游生物480kg、虾类650kg、底栖动物(螺、蚌类)4600kg、滤食性鱼类鱼苗270万尾,杂食性鱼类650kg、肉食性鱼类70kg,至此,一个完整的水生态系统构建告一段落。
水体生态改造后期,项目主体景观开始同步施工。经过一年的沉淀,人工水生态系统基本稳定,水体质量得到明显改善,为项目提供了良好的水体景观。以水的不同形态承载周庄乃至江南悠久文化,芦苇荡、稻田和荷塘机理,演化出湿地岛屿的形态,延伸的树林与水中的倒影构成江南水乡独特的韵律。
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水体改善时间轴
4 结束语
综上所述,水生态系统修复在景观设计中主要通过多样化的驳岸设计、种植水生植物品种的选择,投放一定数量和种类的水生动物,构建健康良好的构建水生植物净化系统、动物调控系统,在实现水体净化的同时,改善水体环境,为人人们提供良好的水系景观,打造亲近自然生态的滨水空间。
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