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所屬欄目:城市規劃論文 發布日期:2010-08-20 10:17 熱度:
摘要:在分析水景觀設計現狀存在問題的基礎上,通過對人工濕地技術及原理的介紹,概況目前國內外人工濕地技術在景觀設計中的應用情況。
關鍵詞:人工濕地,水景觀,應用
1. 問題的提出
從宏觀來看,水景觀一般可分為自然水景觀和人工水景觀,在這里重點闡述人工水景觀。近年來,在城市綠地、公園建設和大型標志性建筑中,人工湖泊、人工河道、景觀水池等人工水景觀不斷涌現。水景觀建設對于美化城市、滿足人們親水的心理需求等方面確實起到了重要作用,但景觀水體多為封閉緩流水體,水體自凈能力較低,據調查,我國有93%的公園水體遭到不同程度的污染。綜合來看,造成景觀水體水質容易變差的因素主要包括三方面:
⑴景觀水體水源條件差
目前景觀水體水源主要有河水、地下水、自來水、雨水和再生水等,隨著節水型社會建設,雨水收集和再生水回用逐步成為城市景觀水體的主要水源。一般景觀水體周圍往往種植草坪、花卉和樹木等,雨水沖刷導致植物中的各種氮、磷、碳、鉀等營養物質和肥料、農藥以及有機質大量匯集到地勢最低的景觀水中,從而造成景觀水體的面源污染;根據《再生水回用于景觀水體的水質標準》,再生回用水質尚達不到《地表水環境質量標準》V類要求,其中再生回用水COD、凱氏氮、總磷等控制指標僅為60mg/L、15mg/L、2.0mg/L(人體非直接接觸)。可以說景觀水體的補給水源條件較差。
⑵規劃和設計不盡合理
一個好的水景觀設計需要多個學科和領域內的專業知識,但現實情況,景觀規劃、設計過程中往往存在學科割裂的現象。景觀設計師在水景觀設計過程中,更多的注重空間結構搭配和美學表現,而忽視了水體的動力學和生態學設計。例如水景觀設計中經常出現死角,水體缺乏流動和交換,并形成了污染物沉積;或是水景觀中缺乏健康、平衡的生態系統設計,加速水體的富營養化。在缺乏合理的水體控制和處理技術的情況下,上述問題均會導致水質的惡化。
⑶水質控制運行成本高、管理困難
在水景觀設計中,一般均會考慮眾多的處理和控制方法,來保持或改善景觀水體的水質,如定期換水、曝氣充氧、物理化學法、接觸氧化法等,但上述水質控制技術存在范圍有限、運行成本高和管理困難等問題。例如定期換水、物理化學等方法更多適用小型水體,對于大型水體的水質控制存在較大困難。目前在景觀水體控制中,更多注重生態學的方法。
2. 人工濕地技術及原理
運用人工濕地技術處理污水最早可以追溯到1903年建在英國約克郡Earby的人工濕地,20世紀60~70年代以后人工濕地技術開始廣泛適用于處理工業廢水、江河水和生活污水等[1]。1999年CraigS.Campbell和MichaelOgden將可持續發展理念、景觀生態學和美學原理人工濕地廢水處理系統設計[2]。
2.1人工濕地的構造及去污機理
人工濕地一般由5部分組成:⑴具有透水性的基質,如土壤、砂、礫石等;⑵適用于在飽和水和厭氧基質中生長的植物,如蘆葦等;⑶水體(在基質表面下或上流動的水);⑷無脊椎或脊椎動物;⑸好氧或厭氧微生物種群[1]。
從人工濕地的構造組成來看,人工濕地主要是通過土壤、植物、動物和微生物等介質達到去除水中污染物的目的。例如有機物主要通過微生物的好氧、厭氧作用降解;有機氮和無機氮通過揮發、微生物硝化和反硝化、植物吸收、介質吸附和沉淀過濾等去除[3];對于磷的去除一般認為主要通過土壤或顆粒介質的吸附、沉淀儲存,部分可通過植物吸收,如蘆葦等[4];人工濕地對于重金屬具有較好的處理效果,主要形式有植物吸收、生物富集、土壤吸附等[5]。
2.2人工濕地的分類
根據植物類型,人工濕地可分為三種類型:浮水植物系統、沉水植物系統、挺水植物系統[6]。目前挺水植物系統應用較為廣泛,但為了獲得更好的水質,不同類型植物系統一般可以結合使用。
根據人工濕地的水流方式,人工濕地可分為:表面流人工濕地(FWS)、潛流人工濕地(SSF)、垂2直流人工濕地(VFW)、波形流人工濕地(WFSCW)。目前應用較多的為潛流型人工濕地。
3. 國內外水景觀設計中的應用案例分析
3.1國外應用案例分析
國外人工濕地技術在70年代后廣泛應用于各種污水的處理,特別是在一些發展中國家,由于低成本、易操作和維護等原因,人工濕地技術被大力推廣[7]。1999年CraigS.Campbell和MichaelOgden等對于國外景觀設計中的人工濕地技術開展了大量的個案研究,例如華盛頓州雷通東區水處理與利用工程、紐約州布魯克林市帕德加特天然公園項目、弗吉尼亞州亞歷山大市金大街花園項目、新墨西哥盧斯科住宅系統設計等,綜合來看,目前國外人工濕地技術已廣泛應用于園林、住宅以及各種雨水、污水處理項目等景觀設計之中。
3.2國內應用案例分析
國內最早將人工濕地技術引入城市綠地建設是在深圳的洪湖公園,之后在1998年成都市活水公園建立了以人工濕地技術處理污水的環境科學為主題的公園。近些年許多地方嘗試人工濕地在景觀設計中的應用,例如江虹等人在湖南益陽城市學院實驗樓內庭院設計中,利用潛流型人工濕地技術處理雨水[8];范旭紅在中國礦業大學南湖新校區景觀規劃設計中,利用潛力型人工濕地技術處理進入景觀水體中的污水[9];李海燕等在城市住區景觀水體補水方案研究中,將人工濕地技術應用于住宅小區景觀設計[10]。綜合來看,目前國內人工濕地技術正逐漸引入城市綠地、住宅小區等景觀設計之中。
4. 小結
人工濕地技術在水景觀水體設計中的應用,多學科的交叉滲透非常重要。目前利用人工濕地技術處理污水,往往強調應用過程中的景觀美學設計,而在水景觀設計中,以人工濕地為代表的生態修復技術被更多利用。如何實現二者的有機結合,將需要不斷研究的深入研究。
參考文獻
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[8]江虹,曹麻茹.析人工濕地在景觀設計中的應用-湖南益陽城市學院實驗樓內庭院設計[J].中外建筑,2005,(06):38~39.
[9]范旭紅.人工濕地在景觀設計工程中的應用[J].林業科技開發,2005,19(5):82~85.
[10]李海燕,黃延,吳根.城市住區景觀水體補水方案設計及水質保障[J].環境,2006,(Z1):14~17.
文章標題:人工濕地技術在水景觀設計中的應用
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