“引水-清水-乐水” 人工湿地在生态修复设计中的应用——以长治漳泽湖城市湿地公园为例
  发布时间:2020-11-26 10:04   来源:城市怎么办

前言

亚里士多德说,“人们来到城市是为了生活,人们居住在城市是为了生活得更好。”从城市诞生时起,塑造城市之美、创造美好生活就一直是人类追求的主要目标之一, “城市,让生活更美好”也是上海世博会的主题。综合国内外研究成果和中国特色新型城镇化发展实际,我们认为,中国特色“美丽城市”是指全面彰显生态自然美、人文特色美、经济活力美、社会和谐美、政治清明美、生活幸福美,具有自身特色,能够满足人的全面发展需求的城市。

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自20世纪80年代改革开放以来,我国经历了近四十年的高速发展,成为仅次于美国的世界第二大经济体。快速的城镇化,使得城市不断地向外扩张,而实质上却是以空间换发展的过程。在这个过程中,城市不可避免地从农村索取土地,而往往在城市边缘区域,存在着大量的农田、湿地、水系、山体等自然要素,有着良好的生态环境和自然人文景观。如何在城市建设过程中,既保护原有的自然生态环境,又能成为城市新的增长空间,是城市规划者不可忽视的问题。

近年来,在城市建设过程中海绵城市理念的引入,使得城市在水环境治理方面取得了显著的成效。人工湿地是海绵城市中建设过程中不可缺少的低影响开发设施,对城市水环境治理起着至关重要的作用。作为一种生态水处理方式,人工湿地与传统水处理方式相比具有投资低、运行费用少、耗能低,且管理水平要求不高等优点,近年来被广泛用来处理生活污水、工业废水、暴雨径流、富营养化水体等,并取得了良好效果。本文以长治市滨湖区长治漳泽湖城市湿地公园工程为例,探索人工潜流湿地、表流湿地的实践应用。

2017年,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。

01

长治湿地公园概况

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。2010年11月,国家住建部正式授牌长治城市湿地公园为国家城市湿地公园,目前这里已成为集林业生态示范、湿地综合保护、生态观光旅游为一体的国家城市湿地公园。

公园具有湿润气候、净化环境、过虑水质等多种功能,这里已查明有高等植物52科217种,鸟类16目40科162种、浮游动、植物7组83种,主要水生动物5纲25种、还有近万亩芦苇、菖蒲、草荡和上千亩湿地防护林,是三晋大地独一无二的城市湿地、也是全省乃至华北地区湖泊、河流湿地的典型代表,属全国保护最完好的原生态、天然沼泽湿地之一。

湿地公园作为长治市最重要的生态绿心,生态系统日趋恶化,针对公园水污染和物种多样性减少等生态问题,采用人工潜流湿地、表面流湿地等技术对区域内水质及生态系统进行修复。

02

建设原则

基础设施优先原则

区域内市政基础设施落后,污染较重,在建设中应将基础设施建设作为重要方面,包括农村污水处理、雨污水管网建设、河道清淤疏浚等方面,在基础设施得到质的提升基础行,充分结合起步区整体建设,进行景观环境提升工程建设,结合人的生活心理和行为特征,设计体现场地精神,创造出不同性质、不同功能、不同规模的公共空间,以适应不同年龄、不同阶层、不同职业城市居民的多样化需要。

湿地建设因地制宜原则

充分利用原有的自然条件和人文资源,优化、美化城市环境,保护和充实原有的文化内涵,创造特色景观环境。由于漳泽湖不同区域的水质及形态不同,湿地选择的类型应根据实际情况选择潜流湿地、表流湿地单独处理或是与其他处理工艺组合形式。

湿地植物乡土化原则

湿地植物种类很多,应以当地乡土的湿地植物为主,进行合理搭配,形成自然稳定的植物群落及生态系统。

弹性原则和可操作性原则

在实际运作过程中能够为管理提供充分的余地来调整以适应规划范围内发生的新情况,从而使整体要求的实现成为可能,真正为管理提供可靠的依据,为开发提供有效的指导。

可持续性原则

充分利用可再生资源,尽量保护不可再生资源,充分应用当地景观元素以及对基地现有的废弃材料进行回收再利用,坚持可持续性原则,做节约型景观。

03

人工湿地系统构建

引水——增加人工湿地内部水体流动性

结合地形地貌特点,以人工湿地融入稳定塘的设计,提高系统的可处理规模和抗冲击能力。稳定塘采用三塘梯级串联组合,以增加水力停留时间,增大水体流动性,增加溶解氧浓度,促进污染物的分解。同时人工湿地沿河岸边设置PVC输水管进行补水,引入各湿地单元,增加水体内部流动性,提升水质。

清水——构建湿地水生生态系统

按照“生态演替”的原则,以长治当地乡土植物优先,逐步恢复乔木-灌木-沼生 -挺水植被-浮水植被-沉水植被所组成的典型湿生植物带,投放底栖动物、鱼类构建水生生态系统。

乐水——展现水岸风情

通过人工湿地建设使中下游河段水质得到改善,营造出河道生态景观环境,营建水生动植物生存的栖息地,使河道生态功能得到恢复和提高。坚持尊重自然、充分利用基地现有的自然环境和资源特色,保护现有天然水系景观,对水域、绿地进行生态性开发,展现不同的水岸风情。

长治漳泽湖城市湿地公园在河水污染、水源短缺、物种多样性急剧减少等生态问题,通过对约2.7平方公里区域实施湿地建设工程,将形成由不同规模、错落有致的湿地构成的具有自我修复功能的湿地生态系统,削减入河污染负荷,增强水体自净能力,同时发挥其水源涵养、调洪蓄洪、气候调节、生物多样性维持、景观多样性营建等多重作用,为野生动植物提供良好的生存环境。

*致谢智库战略合作单位“杭州园林设计院股份有限公司”为本文提供基础研究资料。

参考文献:

[1]徐强渭,人工湿地在生态修复设计中的应用.

[2]夏南凯,基于海绵城市理念的人工湿地设计方法探索.

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供稿:吴雨馨

审核:蔡 峻

  作者:  编辑:陈俊男