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摘要：針對(duì)武漢王家墩商務(wù)區(qū)人工景觀湖(夢(mèng)澤湖)的建設(shè)，認(rèn)為人工景觀湖的構(gòu)建應(yīng)是一個(gè)系統(tǒng)化的，集外源污染控制系統(tǒng)與穩(wěn)定性內(nèi)源控制水生態(tài)系統(tǒng)及可控的強(qiáng)制外循環(huán)系統(tǒng)于一體的，協(xié)同管理完善的綜合體系。同時(shí)，圍繞該體系對(duì)人工景觀湖區(qū)雨水資源化與生態(tài)水體構(gòu)建及水質(zhì)保持，進(jìn)行了一系列的研究。...

人工景觀湖區(qū)麗水資源化與生態(tài)水體構(gòu)建

及水質(zhì)保持技術(shù)研究

顏二繭1，王乾坤2，姜應(yīng)和2，李  偉3，陳  琳1

(1．泛華工程有限公司湖北分公司，湖北武漢430010；2．武漢理工大學(xué)，湖北武漢430070；

3．中國(guó)科學(xué)院武漢植物園，湖北武漢430074)

    武漢王家墩中心商務(wù)區(qū)(CBD)是武漢市的重點(diǎn)項(xiàng)目，位于漢口城區(qū)中心，占地7.41 km2，依據(jù)批復(fù)的《武漢王家墩商務(wù)區(qū)總體規(guī)劃》，在規(guī)劃的商務(wù)區(qū)核心區(qū)南部修建一座人工景觀湖泊——夢(mèng)澤湖，水面面積35 hm2。其功能定位是：為商務(wù)區(qū)內(nèi)核心區(qū)創(chuàng)造豐富的主立面，給核心區(qū)和居住區(qū)之間提供過(guò)渡空間，發(fā)揮局部區(qū)域排水調(diào)蓄功能。

    目前，在城市中心區(qū)構(gòu)建這樣大型的人工景觀湖，技術(shù)上是有難度的，管理上也缺乏成熟的經(jīng)驗(yàn)和合理的機(jī)制。我們認(rèn)為，水體景觀功能的充分發(fā)揮是依賴其不斷增加的可接近性；而水體的可接近性一方面依賴于其優(yōu)良的生境質(zhì)量，另一方面也依賴于其表現(xiàn)出來(lái)的美學(xué)價(jià)值。因此，無(wú)論采取怎樣的措施，均要圍繞增加水體的可接近性這一重要目標(biāo)開(kāi)展。水體可接近性的關(guān)鍵是優(yōu)良生境的可持續(xù)維持，核心問(wèn)題就是構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)化的，集外源污染控制系統(tǒng)與穩(wěn)定性內(nèi)源控制水生態(tài)系統(tǒng)及可控的強(qiáng)制外循環(huán)系統(tǒng)一體，協(xié)同管理完善的綜合體系。也就是說(shuō)，要圍繞綜合體系的構(gòu)建，進(jìn)行雨水資源化技術(shù)、水質(zhì)水量保持循環(huán)系統(tǒng)的協(xié)同性、水體生態(tài)保持系統(tǒng)的建設(shè)與穩(wěn)定性及管理機(jī)制的研究。

1.雨水資源化技術(shù)

    從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，世界各國(guó)就開(kāi)始探索城市雨水資源的利用。我們根據(jù)國(guó)內(nèi)外的工程實(shí)例和對(duì)武漢市景觀湖泊的調(diào)查研究，提出了以下六種措施以使該區(qū)域的雨水資源化。

    (1)滲透溝渠：在溝渠的中間設(shè)置穿孔管或用透水材料做成的管道，溝渠內(nèi)填充碎石。匯集的雨水通過(guò)透水性管渠進(jìn)入四周的碎石層，再進(jìn)一步向四周土壤滲透；或再在碎石層外鋪設(shè)一層防滲膜，將收集到的雨水作為景觀湖泊的補(bǔ)水水源。滲透溝渠可在景觀湖泊周圍的廣場(chǎng)等硬質(zhì)場(chǎng)地鋪設(shè)，以控制面源污染，降低雨水中的污染物。

    (2)植被淺溝：在地表溝渠中種植植被，當(dāng)雨水流經(jīng)淺溝時(shí)，在沉淀、過(guò)濾、滲透、吸收及生物降解的共同作用下，徑流中的污染物被去除，達(dá)到雨水徑流的收集利用和控制徑流污染的目的。

    (3)低勢(shì)綠地：在不影響周邊地基與基礎(chǔ)、地下水水質(zhì)等前提下，盡量將綠地設(shè)計(jì)為下凹式，將屋面、道路等各種鋪裝表面形成的雨水徑流匯集入綠地中進(jìn)行蓄滲，以增大雨水入滲量；多余的徑流雨水從設(shè)在綠地中的雨水溢流口或道路排走。

    (4)生態(tài)雨水口：生態(tài)雨水口設(shè)于道路周邊的綠地內(nèi)。該綠地為下凹式，硬化路面高程高于綠地高程；生態(tài)雨水口設(shè)在綠地內(nèi)，且高于綠地高程而低于硬化面高程，便于使道路、建筑物等硬化面上的雨水徑流流入。低于地面的綠地除了吸納自身上空的雨水之外，還能接受周邊不透水面積和高綠化帶的徑流，可更有效地消納和利用雨水，補(bǔ)充地下水。當(dāng)徑流量大于綠地下滲量時(shí)，通過(guò)設(shè)置于綠地內(nèi)的雨水口排入雨水管網(wǎng)。

    (5)蓄水陶土：蓄水陶土借助特殊工藝將城市建筑垃圾中的黏土，制成一種內(nèi)在結(jié)構(gòu)類似峰窩狀的顆粒或板塊。每份制作好的陶土上分布著密密麻麻、直徑0．5～5．0 mm的封閉式小氣孔。當(dāng)雨水流人這些小氣孔時(shí)，小氣孔就會(huì)像蓄水池一樣盡其所能地蓄水；當(dāng)?shù)孛娓稍飼r(shí)，這些裝滿雨水的小氣孔像毛細(xì)管一樣，將植物生長(zhǎng)所需水分自動(dòng)送入植物根部。這樣，即便遇上大旱之年，城市綠地也可少進(jìn)行人工澆灌。

與此同時(shí)，城市降雨還會(huì)在經(jīng)過(guò)植被和種植層時(shí)被濾去雨污中的懸浮物進(jìn)入陶土層，以蓄水陶土為介質(zhì)，吸附水中的COD(Mn、TN和TP)，對(duì)雨水進(jìn)行凈化。通過(guò)種植層及其陶土層中的微生物降解水中的COD和植物的吸收作用，可把吸附在蓄水陶土中的N、P和有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)移到綠地植被中。

    (6)暴雨格柵除污機(jī)：它是一種雨水過(guò)濾裝置，以水平方式直接安裝在雨水排放構(gòu)筑物的過(guò)水堰之后。半圓形的過(guò)濾篩網(wǎng)之中安裝了一傳送螺桿。在雨水傳流篩網(wǎng)的同時(shí)，固體垃圾被分離處理，通過(guò)輸送螺桿送出去；在此同時(shí)，固定在螺桿片外緣的尼龍篩網(wǎng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)自清洗。在一般情況下，濾渣被返送回雨水貯存池或污水處理廠，在那里由除污格柵將其去除。當(dāng)然，也可另外安裝傳送螺桿，將濾渣輸送出渠外做進(jìn)一步的后處理。雨水過(guò)濾裝置上的篩網(wǎng)上的標(biāo)準(zhǔn)孔徑為6 mm。暴雨期間過(guò)濾裝置會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.景觀湖防滲研究

    引起景觀湖湖水滲漏的因素較多，如地下水位、防滲材料、湖水水位變化等。在多種因素中，實(shí)際上人工影響主要是防滲材料。如何選擇技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的防滲材料是研究的重點(diǎn)。我們通過(guò)研究，建議人工景觀湖采用膜科類、松散型。土科類。目前屬于這幾種類型的防滲材料主要有以下幾種：膨潤(rùn)土、復(fù)合土工膜、硅石粉、黏土。

3.水生植物配置

    為了給景觀湖泊的建設(shè)提供一個(gè)合適的水位梯度，我們廣泛收集了長(zhǎng)江中下游湖泊的水生植被以及相應(yīng)的湖泊生態(tài)特征的資料，重點(diǎn)針對(duì)洪湖、斧頭湖、西涼湖、梁子湖、龍感湖、鄱陽(yáng)湖、長(zhǎng)蕩湖等湖泊在大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用前后的水質(zhì)狀況，開(kāi)展了分析研究，提出了景觀水體建設(shè)所需的水深梯度及優(yōu)勢(shì)水生植物類型

    3.1景觀水體水深梯度設(shè)計(jì)與優(yōu)勢(shì)水生植物

    對(duì)景觀水體來(lái)說(shuō)，考慮到沉水植被在自然水體中的重要地位，建議景觀水體的植被主體應(yīng)該是沉水植物。考慮到沉水植物在造景方面的限制，可以根據(jù)景觀需要配置挺水和浮葉植被。

    參照自然湖泊的自然水位梯度，我們建議在景觀水體的水深梯度設(shè)計(jì)中，可以以下面的水深梯度以及相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)水生植被類型為出發(fā)點(diǎn)。

    建議水位梯度、面積比例及優(yōu)勢(shì)植被：0～0.5 m占10％，濕生+挺水植被；0.5—1.21占20％，挺水+浮葉植被；1．0～1．5 m占20％，浮葉+沉水植被；1．5～>2．0 m占50％，沉水植被。

    隨著人工湖泊設(shè)計(jì)最大水深的增加，沉水植物的分布水深可以相應(yīng)增加；不過(guò)分布面積比例應(yīng)該維持不變，主要辦法是通過(guò)不同的沉水植物種類來(lái)適應(yīng)不同的水深狀況。在實(shí)際的水生植被建立過(guò)程中，根據(jù)工程的經(jīng)費(fèi)投入情況，沉水植物的建設(shè)可以在1.5 min以上開(kāi)展，更深處植被的建立可以依靠沉水植物的自然擴(kuò)張實(shí)現(xiàn)。

    3.2景觀水體水生植物的選擇與配置

    對(duì)景觀水體的建設(shè)來(lái)說(shuō)，我們建議堅(jiān)決杜絕外來(lái)水生植物的使用；建議在目前生境條件比較優(yōu)越的天然湖泊中建立本土水生植物的種源基地，以支持水體水生植被的恢復(fù)重建工程。

    在水質(zhì)條件良好的湖泊中，高等水生植物能夠生長(zhǎng)在水深10 m以內(nèi)的水體中。對(duì)長(zhǎng)江中下游大多數(shù)景觀水體來(lái)說(shuō)，水深條件不會(huì)對(duì)水生植物的生長(zhǎng)與擴(kuò)展構(gòu)成限制。相對(duì)于基質(zhì)條件，水體的營(yíng)養(yǎng)狀況更能夠?qū)λ�生植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生限制，這是許多富營(yíng)養(yǎng)化湖泊水生植被恢復(fù)困難的原因所在；然而對(duì)于景觀水體來(lái)說(shuō)，較好的水質(zhì)質(zhì)量不會(huì)對(duì)水生植物的生長(zhǎng)構(gòu)成威脅，因此，幾乎長(zhǎng)江中下游的常見(jiàn)本土植物均可用于景觀水體水生植被的恢復(fù)重建，而不需要考慮其對(duì)脅迫環(huán)境條件的耐受能力。

    水生植物配置方案建議：以蘆葦、香蒲作為水體近岸濕地植被的主體，以菰、蓮花作為挺水植被的代表群落，以竹葉眼子菜、苦草和微齒眼子菜等作為沉水植物的主體種類，用它們構(gòu)建景觀水體水生植被的主體結(jié)構(gòu)。浮葉植物例如睡蓮、荇菜和菱等的種植范圍可根據(jù)景觀需要配置，同時(shí)輔以多種觀賞性水生植物。

4.水質(zhì)保持技術(shù)

    4.1景觀水體水質(zhì)模型設(shè)定

    景觀水體水質(zhì)穩(wěn)定模型主要是控制進(jìn)出水體的污染物的量(圖1)。當(dāng)進(jìn)入水體的污染物量高于出湖污染物量時(shí)，采用強(qiáng)制外循環(huán)的方式削減進(jìn)入水體的污染物的量。當(dāng)湖水水質(zhì)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，污染物具有下列物料平衡方程：進(jìn)湖污染物量一出湖污染物量=外循環(huán)設(shè)施污染物削減量。

    4.1.1進(jìn)湖污染物量  進(jìn)入景觀水體的污染物量包括：①雨水徑流帶入污染物量；②底泥釋放帶人污染物量；③大氣降塵帶入污染物量。

    4.1.2出湖污染物量  出湖污染物量由以下三個(gè)方面組成：①水生植物削減污染物量；②水中微生物削減污染物量；③湖水溢流帶出污染物量。

    4.1.3強(qiáng)制外循環(huán)需削減的污染物量  由物料平衡方程知：進(jìn)湖污染物量一出湖污染物量=外循環(huán)設(shè)施污染物削減量。

    其中，外循環(huán)設(shè)施污染物削減量=雨水徑流年貢獻(xiàn)量+大氣降塵年貢獻(xiàn)量一水生植物年削減量一水生生物年削減量一湖水溢流年帶出污染物量。    以夢(mèng)澤湖為例核算污染物，各子項(xiàng)對(duì)湖水水質(zhì)污染物的年貢獻(xiàn)量見(jiàn)表1。由表1的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，在有機(jī)物指標(biāo)方面夢(mèng)澤湖完全有能力維持Ⅲ類水體的水質(zhì)要求，而氮(TN)和磷(TP)難以滿足，必須通過(guò)強(qiáng)制外循環(huán)，分別削減氮l 813 k9／年、磷l31．11 k9／年。

    4.2強(qiáng)制外循環(huán)的方式    。

    目前景觀水體常采用的強(qiáng)制外循環(huán)的方式有：人工綠地、濾布濾罐、砂濾罐。我們對(duì)以上三種強(qiáng)制外循環(huán)方式進(jìn)行了研究，并根據(jù)夢(mèng)澤湖需強(qiáng)制外循環(huán)削減的污染物量對(duì)上面三種方式進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。比較結(jié)果為：從技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面考慮，人工綠地為最佳方式，而且其處理效果穩(wěn)定，運(yùn)行管理方便。

5.管理與運(yùn)行機(jī)制

    5.1景觀湖長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)費(fèi)來(lái)源與管理方案設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外的景觀湖管理與運(yùn)行機(jī)制的調(diào)查研究及針對(duì)夢(mèng)澤湖的實(shí)際情況，我們提出了三個(gè)景觀湖長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制的方案。

    方案一，“市場(chǎng)為主，政府為輔”的經(jīng)費(fèi)籌集與長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制：這里所謂的“市場(chǎng)為主，政府為輔”具體是指景觀湖的維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用以企業(yè)經(jīng)營(yíng)收入為主，輔以政府財(cái)政補(bǔ)貼與政策扶持。本方案設(shè)計(jì)的景觀湖維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用采取“以企業(yè)經(jīng)營(yíng)收入為主，輔以政府財(cái)政補(bǔ)貼及政策扶持”的方式，其經(jīng)費(fèi)來(lái)源主要可以有以下幾種渠道：①企業(yè)經(jīng)營(yíng)收入；②景觀湖周邊土地增值收入；③政府財(cái)政補(bǔ)貼。

    鑒于景觀湖一般具有“國(guó)家所有公益性質(zhì)，城市中心人工湖泊”的總體定位和“景觀為主、經(jīng)營(yíng)為輔”的功能定位，以及響應(yīng)國(guó)家關(guān)于發(fā)展環(huán)保節(jié)能產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃和時(shí)代號(hào)召，景觀湖的經(jīng)營(yíng)方向的選擇應(yīng)遵循以下兩個(gè)基本原則：①鼓勵(lì)發(fā)展清潔、環(huán)保、節(jié)能項(xiàng)目，堅(jiān)決禁止開(kāi)發(fā)對(duì)景觀湖水體水質(zhì)產(chǎn)生破壞和污染的項(xiàng)目；②增大發(fā)展能促進(jìn)景觀湖水體保持及景觀美化的項(xiàng)目，禁止發(fā)展與人工湖整體檔次不相協(xié)調(diào)的商業(yè)項(xiàng)目。

方案二，“先市場(chǎng)為主后政府為主”的兩階段經(jīng)費(fèi)籌集與長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制：由于景觀湖的景觀水體的公益性性質(zhì)，因此公益性的項(xiàng)目由政府主導(dǎo)來(lái)進(jìn)行。考慮到以“政府為主、市場(chǎng)為輔”的資金籌集模式對(duì)政府的財(cái)政壓力，具有明顯的不可行性；由此本方案采取“先市場(chǎng)為主后政府為主”的折衷的經(jīng)費(fèi)籌集與管理機(jī)制。這里所謂的“先市場(chǎng)為主后政府為主”，具體是指景觀湖的維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用在第一階段(水體和設(shè)施保持較好的階段)以企業(yè)經(jīng)營(yíng)收入為主，輔以政府財(cái)政與政策扶持。到一定階段后周邊整體環(huán)境改善、價(jià)值提升、政府財(cái)政收入增加及人們的水環(huán)保意識(shí)加強(qiáng)，各方面條件具備時(shí)，則景觀湖的維護(hù)和管理資金籌集可以過(guò)渡到“政府為主、市場(chǎng)為輔”的模式。

    方案三，“政府為主，市場(chǎng)為輔”的經(jīng)費(fèi)籌集與長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制：基于景觀湖“國(guó)家所有公益性質(zhì)”的總體定位，本方案采取“政府主導(dǎo)，市場(chǎng)為輔”的運(yùn)行管理機(jī)制。景觀湖的開(kāi)發(fā)管理公司要按現(xiàn)代化管理模式，由行業(yè)主管部門園林局向市場(chǎng)招標(biāo)進(jìn)行選擇。該公司的主要任務(wù)是搞好環(huán)境保潔、設(shè)施維護(hù)及安全保衛(wèi)。這筆費(fèi)用由政府買單。設(shè)立“景觀湖管理開(kāi)發(fā)公司”后，它將作為武漢市園林主管部門直接領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)企業(yè)單位，當(dāng)?shù)貓@林主管部門不具體干預(yù)該公司的經(jīng)費(fèi)、人事管理和日常工作，但要對(duì)該公司負(fù)責(zé)的景觀湖水質(zhì)水量保持、園林綠化、文化設(shè)施的維護(hù)及圍繞湖泊所進(jìn)行的開(kāi)發(fā)活動(dòng)嚴(yán)格監(jiān)督。“景觀湖管理開(kāi)發(fā)公司”的主要職能還包括：

貫徹執(zhí)行黨和國(guó)家的有關(guān)方針政策、法律法規(guī)及上級(jí)主管部門的決定、指令；全面負(fù)責(zé)景觀湖日常維護(hù)與運(yùn)行管理及開(kāi)發(fā)利用工作。

    為保障景觀湖水體的長(zhǎng)效管理運(yùn)行，經(jīng)過(guò)對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行比較再結(jié)合夢(mèng)澤湖建設(shè)與管理的實(shí)際情況，我們推薦方案三。    …

    5.2景觀湖長(zhǎng)效管理運(yùn)營(yíng)體制構(gòu)建的對(duì)策建議

    基于景觀湖的總體構(gòu)想及方案分析，為保障景觀湖長(zhǎng)效管理運(yùn)行機(jī)制的有效實(shí)施，我們對(duì)景觀湖長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制提出以下建議：①加緊業(yè)主公司的組建；②切實(shí)抓好《景觀湖管理和保護(hù)條例》的制定；③切實(shí)履行政府對(duì)景觀湖維護(hù)資金運(yùn)用的監(jiān)督監(jiān)管職能；④加緊景觀湖水體經(jīng)營(yíng)準(zhǔn)人制的制定；⑤全力挖掘水文化；⑥發(fā)展景觀湖湖濱整體開(kāi)發(fā)；⑦采取多種措施，促進(jìn)公眾廣泛參與。

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(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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