浅析生态水池的营造设计思考
添加日期:2020-10-27 17:12
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  浅析生态水池的营造设计思考_文学研究_人文社科_专业资料。浅析生态水池的营造设计思考 --------河北农业大学西校区人工湖为例 摘要:水是构成园林景观、增添园林美景的重要因素。在园林规划建设中,重视对水体的造景作用、处理 好园林植物与水体的景观关系,不但

  浅析生态水池的营造设计思考 --------河北农业大学西校区人工湖为例 摘要:水是构成园林景观、增添园林美景的重要因素。在园林规划建设中,重视对水体的造景作用、处理 好园林植物与水体的景观关系,不但可以营造引人入胜的景观,而且能够体现出真善美的风姿。可见,水 是构成风景的基本要素之一,也是景观设计中不可缺少的部分。景观水体的设计以生态学原理为指导,将 水体生态维护与水景、绿化等相结合,并根据空间变化形成多层次景观。结合地形、水面、绿化、空间层 次的丰富变化,营造自然化、景观化的生态型 绿色空间环境。 关键词:景观水体;景观要素;生态设计;水体净化 Abstract: Water is one of the important factors that constitutes the garden landscape and adds to the garden beauty. In the process of garden construction, it is important to pay special attention to the effects of water on the creation of beautiful scenery and the relation between plants and water, which can not only create the spectacular scenery but also show the natural purity and beauty. Therefore, water is not just one of the basic elements of beautiful scenery but also a vital part of the landscape design. The design of landscape water should follow the ecological principles, combining the ecological water protection with water landscape and afforestation, and forming a multi- layered scenery with the change of space. According to changes of top ographical features, waters, afforestation as well as space layers, an ecological green environment showing the fine viewof the nature should be created. Key words: Landscape water; Landscape element; Ecological design;Water purification 景观水系污染主要是由于污染源的侵入, 如天然降雨、大气中的扬尘、人类生活垃圾, 长期积累 的河底淤释放的有害物质等。如水体缺少必要的循环, 溶解氧过低, 缺少水生动、植物生存的环境, 则使水体逐渐失去自净能力。由于底质不断释放分解为N、P等的营养盐, 导致水体富营养化, 水体逐 渐变绿, 藻类疯长, 最终导致“水华现象”, 产生异味, 发黑发臭。人工湖生态系统既受外部环境的 制约,又受内部生态系统诸多要素的影响。由于地理位置, 区域气候, 地质背景, 湖的形态、水文、 水质等自然因素差异以及人为干扰度的不同,人工湖形成特殊的生态系统 1.生态水池缘起和原理 在雨水花园逐渐引起世界的关注的形势下,生态水池逐渐兴起。雨水花园中的雨水经过层层收集 过滤后需要一个水池来储蓄,如果采用常规的社区水池做法,处理后的雨水会再次变质。无法达到雨 水花园的本质。生态水池就是为解决这一难题而提出的。生态水池是适于水下动植物生长,又能美化 环境、调节小气候、供人观赏的水景,他的起源要追溯到自然界中的池塘。自然界中的池塘是动植物 生活作息的重要场所,在人类社会更是不可或缺的地貌,是自然环境与人类生活的重要地景元素。而 原始的池塘由于景观效果粗糙, 在城市住区水景设计中一直被忽视。 但是在国家 “节能、 生态、 低碳” 的思想引导下,生态水池概念应运而生,其实就是要求水景自身能形成一个生态平衡体系达到自净, 同时尽量采用雨水补水达到节能的效果。其核心内容是:1)新型的无能耗水源补充;2)水体自成一 个生态链,达到自净;3)水池避免渗漏,蒸发量小,保水性强,避免浪费 〔2〕 〔1〕 。人工湖污染和生态退化 成因、作用方式和影响程度变化的范围很大, 使得受损人工湖生态恢复问题变得十分复杂。 。 成都的活水公园中的水从池中经保留下来的阶步流下山,进入一组岩石瀑布,先是简单的造型, 然后渐渐作鸟状。水流在浓荫树冠山脚下潺潺而过,成为迷人的中心散步道,并在路端进入半圆的清 水池中。路旁设巨大的砾石,人们可坐下聆听奔腾的水流声。 公园里的本地植物营造了一个很好的 生境,引来了城市里罕见的鸟和虫。公园的每个角落都是孩子们觅宝探险的好去处。经常可见他们或 跪或趴在溪塘边,饶有兴趣地观察水里的昆虫和鱼类。这种在全世界范围内着意提倡的儿童好奇心, 在中国的其他公园并不多见,活水园则成功地满足了孩子们寻找第一手自然的需求。 鱼池东面是通 向河岸的草坡。由于设计师的巧妙构思,人们自然而然产生强烈的走到河边的愿望。景观设计师与市 政工程师商议,拆除了原有的防洪墙,建了台阶式亲水平台,也具有防洪隔离功能。 园路从第二个池塘起将游人引入藤蔓依垂的林荫道,突然豁然开朗,来到一个阳光灿烂的生物水 净化中心景点——湿地景观。约有十来个不同深度的池塘,配置了能清洁水体的水生植物。环绕最大 的鱼塘人们在树荫下休憩,围坐砾石野餐,茶室区品茗闲谈。 净化处理水净化系统由一系列溪流、池塘组成,贯穿全园。有中英文对照解说,告诉人们如何通 过植物和水流过岩石的自然作用而使水净化的过程。 人工湿地塘床生态系统为活水园水处理工程的核心。由6个植物塘、12个植物床组成。污水在这 里经沉淀、吸附、氧化还原、微生物分解等作用,达到无害化,成为促进植物生长的养分和水源。此 外,对系统中的植物、动物、微生物及水质的时空变化设有几十个监测采样管,便于采样分析,为保 护湿地生态及物种多样性的研究提供了实验场地。有较高的科技含量和研究价值。人工湿地的塘床酷 似一片片鱼鳞,呼应了公园的总体设计。其中种植的漂浮植物有浮萍、紫萍、凤眼莲等;挺水植物: 芦苇、水烛、茭白、伞草等;浮叶植物:荷花、睡莲;沉水植物:金鱼藻、黑藻等几十种,与自然生 长的多类鱼、昆虫和两栖动物等构成了良好的湿地生态系统和野生动物栖息地。既有分解水中污染物 和净化水体的作用,又有很好的知识性和观赏性。 据了解,目前活水公园的日处理污水能力为300吨,是整个成都市的“绿肺”之一。活水公园曾荣 获过多项国际上的环保大奖。 此外,在公园绿地、小区庭园、校园及风景游乐区均可看到不同形式及大小的水池,所以水池已 是自然环境与人类生活之重要地景元素 〔3〕 。 水域环境是野生动植物汇集交流最丰富的地方,不论哺乳类、鸟类、两栖类、爬虫类、昆虫、鱼 虾贝类及各种水生植物,均会受到水的滋润而生意盎然。如果能够利用适当的空间与充分的水源营造 生态水池,不仅具有景观、休憩、教育功能,更可为人类都市化环境增添一些适合动植物生长之生存 空间,对活化都市机能及生物多样性保育具有重大而直接的贡献。为配合全世界生物多样性保育之潮 流, 也为了创造更多适合野生动植物生活与生存的水池, 提升人类居住环境之生机与生态质量。 为此, 借河北农业大学西校区人工湖为例,浅析一下生态水池的营造。 2.河北农业大学西校区人工湖的存在的问题 2.1水体富营养化 人工湖属于浅水湖泊, 以公共绿地及居民小区人工景观湖居多, 多数湖泊平均水深在1.5m~3m, 这些湖泊通常湖水面积较小, 水位较低, 湖底平坦, 底泥中有机质、营养盐十分丰富,水生植物以浮 游藻类为主, 大型水生植物较少, 耐污染负荷能力较低。在人类活动影响下,随着外来营养盐和其它 污染物的大量流入, 水体接纳的大量营养盐( 氮、磷) 、有机物等引起藻类及其它浮游生物迅速繁 殖, 导致水体溶解氧含量下降, 水质恶化, 水体色度增加,透明度降低, 鱼类及其它生物大量死亡, 人工湖的正常生态平衡遭到破坏。人工湖富营养化的首要成因在于来自地面径流的面污染源、来源于 生活污水和工业废水的点污染源以及水体自净能力, 除此之外, 还有水文条件, 如水体的深度、 流速、 循环周期等因素, 而且这些因素往往相互作用, 共同促进富营养化的形成。 水体深度越浅, 水体含氧 量越高, 温度适宜, 可以满足藻类生物生长和繁殖。 因此, 浅水相对于深水, 更容易产生富营养化问 题。 而水体的流速慢, 其水循环周期越长, 更新速度越慢, 流入水体的营养物更易沉积, 更易因大量 营养物质的沉积而导致富营养化的发生。 2.2人工湖的自净能力脆弱,一旦受到污染物的冲击,水质迅速恶化,景观效果大为降低,甚至成为臭水 汇集之地,严重影响了人们的生活水平。 影响水体自净能力的因素有:物理因素;污染物质由于稀释、扩散、混合和沉淀等过程而降低浓 度,此外还有水流方向、风向和风力、水温等影响因素。化学因素;水中的化学物质通过氧化还原、 酸碱反应、分解化合和吸附凝聚等化学或物理化学作用而降低浓度。胶体和悬浮物质微粒,吸附和凝 聚水中污物,随水流移动或逐渐沉降;生物因素,生物多样性较差,种群单一,水生植物种植分层不 明显。 〔4〕 2.3水体不具备流动性,食物链短。 物种多样性是是构成生态系统多样性的基本单元。因此,生态系统多样性离不开物种的多样性,物种 多样性越复杂,生态系统越稳定。 3.设计原则 3.1 局部服从整体的原则 水体设计是景观整体设计的一部分,水体设计与总体设计要具有协调性、相容性,符合景观整体设计 的要求。 3.2 师法自然原则 水体景观设计中放置假山石,形成一道“水因山而活,山因水而秀”的自然景观。 3.3 水体净化原则 选用植物及微生物净化相结合的原则,在注重水体景观设计的基础上,充分发挥植物和微生物的净化 功能。 3.4 生态和经济效益兼顾原则 体现生态、环保和景观和谐统一,经济高效,运行管理方便 3. 5 生态思想的融入 〔6〕 〔5〕 。 生态思想的融入, 使生态水池设计走出了狭义的视觉美观的范畴, 走向使自然环境各生物要素 协调发展的层面, 它将生态水池各构成要素视为一个整体进行综合考虑。 设计追求的不仅是如画般的 美学效果, 而且追求如诗般的艺术效果, 注意“意境”的表现, 另外还要注重其内部的生态学效益。 3. 5. 1 3.5. 2 植物配置的层次错落性 季相多变性 绿化不仅要有较高的绿地率, 还要考虑植物群落的生态效应, 乔、 灌、草结构的科学配置等。组成乔木、灌木、藤木、草坪及地被植物的多层次立体混交体系。 在植物群落的创立过程中, 要注重群落景观的季相变化。一方面多选择那些外 在表现随季节变化大的树种; 另一方面多选用一些彩色树种, 以求得在不同的季节里, 景观都有丰 富的变化。 3.5. 3 物种多样性 生态水池绿化中要尽量增加绿地中物种的多样性, 依据园林植物的生物学特 性和生态习性, 建立阳性与中、 阴性; 深根与浅根; 常绿与落叶、 针叶与阔叶等混交类型的植物群落。 同进适度增加树木的比重, 改善绿地的结构, 发挥植物个体的特性和整体的优势, 改善厂区环境。 实 验证明, 比较理想的厂区植物配置比例是: 空旷草坪占20% ~30%; 草本花卉占3%~5%; 灌木占 20% ~30%; 乔木占35%~50%。当然, 不同生态水池或不同的地理条件下, 植物配置的原则和比例不 尽相同, 应因地制宜, 区别对待, 不可拘泥于固定的模式。 〔6〕 人工湖生态系统通过种植水生植物和放养水生动物来实现。湖岸可在水深以下0. 5m 的岸区种植 挺水植物香蒲、芦苇, 0. 5m 以上岸坡种植温生植物香根草和风车草, 岸坡上种植这些植物可形成环 湖的过滤带, 对地表径流流入湖中的水起过滤作用, 阻拦并吸收、转化、积累输人的部分有机质及营 养盐, 再通过收割利用, 移出水体, 有利水体自净, 营养盐收支平衡, 防止水体富营养。 湖中适当放 养蚌类、鱼类、螺狮等动物, 延长食物链, 提高生物净化效果。湖底种植苦草等沉水植物和莲花等浮 叶植物, 通过养分竞争、 物质释放以及提供植食性浮游动物庇护所等多种机制影响湖泊生态系统, 并 防止底泥再悬浮。 临港新城滴水湖引水通道D 港生态修复试验研究成果表明: 通过投放 食藻虫” 快 “ 速滤食水华藻类和有机碎屑, 可有效提高水体透明度, 并采用移植方式构建了以伊乐藻、苦草、轮叶 黑藻、光叶眼子菜和菹草为主的沉水植物群落, 经过10 个月已形成了能够进行自行演替的、稳定的 生态系统。 4.生态水池植物配置 4.1 优先选用本土植物,适当搭配外来物种 本土植物对当地的气候条件、土壤条件和周边环境有 很好的适应能力,在人为建造的人工湖中能发挥很好的去污能力并使花园景观具有极强的地方特色。 但国外在人工湖的研究、建造和植物选择、培育方面有着更多的经验,提供了丰富的植物选材,可以 在试验驯化的前提下谨慎选用,既提高花园中物种的多样性,又避免物种入侵。 4.2 选用根系发达、茎叶繁茂、净化能力强的植物 植物对于雨水中污染物质的降解和去除机制主 要有3个方面:一是通过光合作用,吸收利用氮、磷等物质;二是通过根系将氧气传输到基质中,在 根系周边形成有氧区和缺氧区穿插存在的微处理单元,使得好氧、缺氧和厌氧微生物均各得其所,发 挥相辅相成的降解作用[7];三是植物根系对污染物质,特别是重金属的拦截和吸附作用[6]。因此根 系发达、生长快速、茎叶肥大的植物能更好得发挥上述功能,是人工湖植物选择的重要标 准。 4.3 选用既可耐涝又有一定抗旱能力的植物 因雨水花园中的水量与降雨息息相关,存在满水期与 枯水期交替出现的现象,因此种植的植物既要适应水生环境又要有一定的抗旱能力。同时作为一个需 经常处理污染物的人工系统,容易滋生病虫害,所选的植物也要具有较高的抗逆性,能抗污染、抗病 虫害、抗冻、抗热等[8]。 4.4 选择可相互搭配种植的植物,提高去污性和观赏性 研究表明,不同植物的合理搭配可提高对 水体的净化能力:可将根系泌氧性强与泌氧性弱的植物混合栽种,构成复合式植物床,创造出有氧微 区和缺氧微区共同存在的环境,从而有利于总氮的降解[9];可将常绿草本与落叶草本混合种植,提 高花园在冬季的净水能力;可将草本植物与木本植物搭配种植,提高植物群落的结构层次性和观性。 可供生态水池用的湿生植物:下图 可供生态水池用的水生植物:下图 5 水体生态净化 5.1 水体生态净化的原理 水体的污染,按生态学观点分析[ 2],实为生态失衡,有机质及营养盐的输入大于输出,它 们积聚湖中造成生态阻滞,形成浮游藻类增多,透明度下降,水质变黑变臭等一系列现象。 如欲维持其原有良好状况,应保持其生态平衡,疏通其物流的途径,保证畅通,保障有机质 及营养盐的输入与输出平衡;如是已污染的水体,则可通过改变污染物质的迁移、转化、输 出与输入的途径和量,增加输出量,减少输入量,增支节收,形成新的不平衡,化解淤积; 待水体中污染物质总量与浓度降低到预期的要求后, 再调整输入与输出的途径和量, 维持新 的收支平衡。为达此目的,要结合多种途径,采取多种措施,包括污染物质的迁移、转化、 转化后产品的利用以及输出等环节, 形成一链网系统。 其中各个环节应相互联系, 互为因果, 成一系统。否则,仅以孤立的单一环节是难以维护水体生态平衡的。 5.2 水体生态净化的目标 在杜绝外来生活污染源的前提下[10],要求通过水体生态净化达到以下目标:水体透明度保 持在0.8 m 左右,且溶解氧(DO)≥4 mg/L,能使观赏鱼类存活。 5.3 水体生态净化的主要措施 5.3.1 水体循环流动 水体循环流动最重要的作用,是为水体的生物净化创造有利的条件。所谓“流水不腐”,其 实质就在于此。根据季节的变化、水质状况等因素,循环水量和频度也应有相应变化。一般 而言, 在以下几种情况下循环水量应加大: ①水温较高时, 特别是夏季; ②DO 水平较低时; ③营养物水平增高时。因为在上述情况下,水质容易变差或已开始变差,因此,要保持池水 体的良好状态,就必须加大循环水量。 5.3.2 强化生物净化功能 ⑴水池底部在种植土上,接种玉垒S30 菌剂和PSB 菌剂,种植水草。 ⑵水池中适当布置浮水植物、挺水植物和沉水植物,使水池不仅具有自然风貌的景观,而且 是重要的生物净化功能区。 在池中布置既有观赏价值又有净化功能的植物: 挺水植物如荷花、 萍蓬草、燕子花、小香蒲、千屈菜;浮叶植物如睡莲、印度红睡莲、红菱;沉水植物台金鱼 藻、苦草、水藓。具有净化功能的水生植物对池水起过滤作用,阻拦并吸收、转化、积累输 入的部分有机质及营养盐,有利水体自净、营养盐收支平衡,降低水中营养盐浓度,抑制浮 游藻类的产生,防止水体富营养化。这些水生植物通过光合作用,将CO2 转化为O2,释放于 湖水中,起到增氧作用,有利防止湖水黑臭,保持池水清洁。水生植物体同时成为微生物作 用的载体,增加了水体中起净化作用的微生物的种类和数量及迁移、转化、积累和输出的途 径和量,增加了它们对水体的净化能力。 ⑶为增加水中有机质的分解、矿化,可不定期地施放光合细菌等微生物,可施于漂浮植物及 水培植物悬浮于水中的根系上, 使它们互利共生, 这些植物为微生物提供与扩大附着基质与 表面, 有些植物还可通过根系释放其光合作用所产生的氧, 供微生物氧化分解有机污染物所 需;微生物分解植物不能直接吸收的有机质为它们提供可利用的营养盐。两者协同作用,有 效地促进并完善水中有机质和营养盐的迁移、转化、输出的过程。 ⑷湖中适当放养一些蚌类、鱼类、螺蛳等动物[11], 延长食物链, 提高生物净化效果。 湖中放养一些蚌, 如可生产珍珠的皱纹冠蚌、 三角帆蚌等。 这两种蚌能不断滤水,将水中悬浮的藻类及有机碎屑滤食、转化,提高湖水的透明度。另在 湖中放养一些螺蛳,它们主要捕食固着藻类,同时还能分泌一些促絮凝物质,使湖水中悬浮 物质絮凝,作为其食物,促使水变清。上述沉水植物和底栖动物的投放方法:①分散投放; ②同步同时投放,即水草与螺蚌尽量同时放在一起;③视投放生物的生长情况,适时进行追 投或收获,以达到生物净化的目的。池中投放少量滤食性鱼类,如投放鲢、鳙鱼种,可摄食 浮游生物。红鲤不宜在池中投放,因它将摄食螺,影响螺对水质净化功能;还因它们为底层 鱼,喜攻底泥,会加速底泥的再悬浮,使水变混,影响透明度。草鱼在水草未能充分发展时 不宜投放,以免破坏水生植被。但在植草发展达到过密时,可投放2~3 尾,用以去除与转 化过多水草。 (5)气浮是去除水中藻类最有效的物化方法。目前, 在自来水预处理领域, 气浮除藻工程最大的规 模已达70万t/ d。气浮除藻的原理是向水中通入由物化方法产生的大量微细气泡, 使气泡粘附于藻类 絮粒上, 造成藻类絮粒整体比重小于水的状态, 并依靠浮力使其上浮至水面, 最后被刮走, 从而达 到去除的目的[12] 。气浮的另一个好处是可以向水中大量充氧, 防止水体厌氧发臭, 有利于鱼类的生 长。 5.3.3 补充洁净水 ⑴补水的必要性: ①蒸发和渗漏引起的水分流失, 特别是每年6~11 月水量亏损较大。 因此, 在这些月份必须补水。②考虑到可能进入水体的污染物质(如由雨水带入的氮氧化合物、沉 入池底的枯枝落叶等漂浮物、未及时取出的衰败水生植物体以及部分动物尸体等等),当进 入水体的污染物质量超过水生态系统的净化和调节能力时, 适当地补给一些洁净水, 对于保 持水质目标所需的平衡点,乃是一项快速而有效的措施。 ⑵补水的方法:以人工池水作绿化灌溉用水, 以自来水作为补给水, 洁净的自来水对池水进行稀释, 以更好地发挥生态净化功能。 采用自 来水作为补给水较为经济,也较为方便。以池水循环处理为主,自来水补充为辅,所以,可 以忽略自来水中氯气对水生植物的不利影响。 【参考文献】 [ 1] 宋燕, 徐殿斗, 柴之芳. 北京大气颗粒物PM10和PM2. 5中水溶性阴离子的组成及特征[ J]. 分析试验室, 2006( 2): 80- 85. 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