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[關鍵詞]汾河流域,污染治理,環境生物修復技術,人工濕地
中圖分類號:TM92.4 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)29-0326-01
1 引言
汾河為山西境內最大河流,也是黃河第二大支流,其由北至南貫穿大半個山西,流域面積約39471平方公里。汾河作為山西人民的母親河,孕育了三晉大地悠久的文化,哺育了無數三晉大地的兒女。時至今日,隨著工業化進程不斷推進和煤炭資源的大規模開采利用,汾河兩岸工廠增多,加上人們環保意識的的淡薄、有關部門監管不力以及歷史因素的制約,工業化在帶動山西經濟大發展的同時,也給汾河造成了嚴重的污染。汾河污染情況以中下游地區尤為嚴重,個別地區河水發黑發臭,水生生物大量死亡。針對汾河流域沿岸生態環境的嚴重惡化,汾河水質的急劇下降,山西省委省政府提出了“千里汾河,清水復流”的口號,并以生態治理、生態恢復為基本手段。
從“生態治理”的基本理念出發,汾河治理應該以汾河流域各區段實際情況為基本出發點,分地區、時區建立相對應人工工程,以引導生態系統自動修復功能的最大限度發揮,而不是畢其功于一役的面子工程,唯此方能成功建立起良性循環、可持續的汾河治理工程。
2 流域概述
汾河為黃河第二大支流,全長713公里,流域面積約39721平方公里,北起山西神池縣,一路向南,貫穿大半個山西后,于山西省萬榮縣匯入黃河。汾河支流眾多,流域內各種水利設施星羅棋布,其中大型水庫(庫容量1億立方米以上)3座,各N中小型水庫、灌區、機電泵站數不勝數,具有灌溉、發電、工業和城市居民用水等多種功能。
汾河上游地區水質相對正常,但是中下游地區的污染問題以及流域內生態環境破壞問題較為突出和明顯,應作為污染治理和生態修復的重點地區,通常意義的汾河中下游地區指汾河二庫壩下到萬榮縣入河口,流經太原、晉中、呂梁、臨汾、運城五市。本篇主要對山西省呂梁市文水縣段實際情況提出針對性治理和修復方案。
文水縣境內汾河主要指汾河主要支流之一的文峪河,古稱文谷河,又名文水,據歷史數據顯示,其基本情況見表1。
文峪河流域內地形較為復雜,其中山區3203平方公里,平川區909平方公里,地上地下河污染情況均較為嚴重,本次調研也得到當地村民(邢家堡村、貫家堡村)的積極響應以及村鎮領導的大力支持,當地居民都迫切希望有汾河污染情況得到積極治理和改善。
3 生態環境破壞情況簡述
3.1 河水污染嚴重
汾河在流經太原大同等中大型城市和介休、霍州等工礦城市,每年都要接受大量的工業生活廢水達3.33億噸,占到整個山西省的48%。據2008年時山西省水環境檢測中心對汾河水質的評定顯示,山西省河流污染程度進一步加重污染形勢十分嚴峻。在評價河段中,84%的河段被嚴重污染,河流污染主要超標項目為:氨氮、化學需氧量、石油類、溶解氧、揮發酚和生物需氧量等。總體來看汾河上游污染較輕,城市附近和各主要工業城市附近污染較重,且污染項目多、超標倍數大。汾河主要河流水質狀況見表2。
3.2 水資源嚴重短缺
據近幾年觀測數據顯示,汾河中下游地區水流量正在減少,甚至個別地區已經出現斷流情況,從汾河流域各區間資料整體對比,汾河河段總體呈衰減演變的趨勢,2001-2013年段水資源量較1956-1979水資源量減少近30%,造成這種情況的主要原因有:氣候變化導致降水量減少;工業和農業生產對地下水的嚴重開采浪費;污水處理水平低下,中水回收規模小;中上游植遭到嚴重破壞,土地蓄水能力下降;煤炭資源的大量開采利用,造成汾河下墊面變化,地下水深度進一步下降。
4 環境生物修復技術的可行性探討
4.1 環境生物修復技術概述
環境生物修復技術是一門由現代生物技術與環境工程相結合的新型交叉學科,指直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成部分或某些機能,建立降低或消除污染物產生的生產工藝,也指能夠將環境中有害物質吸收并轉化為有用物質的人工技術系統。該技術在污染治理方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應條件溫和以及無二次污染等顯著優點,為從跟本上解決突出環境問題創造了條件。
目前,環境生物修復技術在許多河流流域污染治理已得到應用,并初步取得了一系列成果,針對汾河流域實際污染情況,可綜合利用污水生物凈化技術(高效微生物固定化技術)、污染土壤生物修復技術和人工濕地技術。
4.2 污水生物凈化技術
造成汾河污染的物質主要包括酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛醇等。微生物通過自身的生命活動可以解除污染物的毒害作用,并同時將之轉化為有益的無毒物質?,F在大多采用的是生物凈化技術為固定化酶和固定化細胞技術(高效微生物固定化技術)。固定化酶技術指通過物理吸附或化學鍵合法和固態不溶性載體結合沉降,而微生物細胞是一個天然固定化酶反應器,該種方法可以高效處理廢水中的有機污染物和無機重金屬。
此技術在國外成功范例很多,近幾年在國內也取得了較大進展,但應用還相對較少,可以通過在汾河各主要河段以及庫區建立生物沉降池,同時發揮本省學術優勢,在菌種培育方面加大投入。
4.3 污染土壤生物修復技術
由于煤炭等礦產資源的大規模開采利用,汾河許多地區土壤污染嚴重,已不適合植物生長并進而產生一系列惡劣后果,造成土壤污染的主要的物質為無機重金屬鹽離子,該物質對活性細胞具有巨大殺傷力。污染土壤的生物修復技術的主要原理為:通過生物作用(如酶促反應)改變重金屬在土壤中的化學形態,使之被固定或解毒,降低其移動性,與此同時增加土壤中有機物含量,激發微生物活性,由此改善土壤生態結構,這有助于土壤的固定、遏制風蝕水蝕等作用,防止水土流失。
5 結語
汾河流域存在的河流污染、水資源短缺現和生物多樣性急劇下降現象十分嚴重,針對汾河的大規模治理已經刻不容緩,而綜合考慮汾河流域實際情況,環境生態修復技術是最為行之有效的技術手段之一,其中人工濕地具有較強實用性和環境技術優勢,可作為主要技術。為實現源頭、干流以及各支流的全流域綜合治理,應該具體到每一區段環境,合理制定相關的環境生物修復技術方案和規劃,針對性落實各項修復工程舉措,同時也需要各個部門和各地政府的積極配合,加大環保宣傳力度,全社會共同參與,實現“千里汾河濁復清”的總體戰略目標。
參考文獻
[1] 蔡金麗.汾河河道生態治理思路與措施[J].水利建設與管理,2011(1):73- 74,46.
關鍵詞:梁王河;小流域;水污染治理;清水產流機制
中圖分類號: TV 文獻標識碼: A
1梁王河小流域基本情況概述
撫仙湖是我國最大的深水型淡水湖泊,湖容量約206.2億m3,占云南省九大高原湖泊總蓄水量的72.8%,至今仍保持著地表水Ⅰ類水質標準,極其珍貴。梁王河是撫仙湖流域最長的河流,全長21.2km,河道平均寬約5m,流域總面積90.4km2。平均年流量占撫仙湖103條入湖河流的17.8%,其流域產生的大量污染負荷成為撫仙湖北部水體的重要污染源。
1.1梁王河水環境現狀
多年來梁王河入湖口處水質多為劣V類,主要超標因子為TN,某些年份TP也超過湖庫Ⅴ類水質標準,COD和NH3-N基本不超標,可滿足水環境區劃Ⅲ類水質要求,因此本工程的主要削減目標是削減梁王河流域內產生的TN、TP。水質情況可見表1.1-1
表1.1 1 梁王河入湖口水質單位:(mg/L)
時間 CODMn CODCr TN TP 氨氮 BOD5 水質類別
2012年8月 ― 12 4.42 0.063 0.047 ― 劣Ⅴ類
2011年10月 2.64 ― 3.41 0.271 0.337 0.65 劣Ⅴ類
2009年7月 5.50 ― 3.98 0.114 0.165 ― 劣Ⅴ類
2008年1月 6.65 ― 4.39 0.05 ― ― 劣Ⅴ類
注:數據來自玉溪市環境監測站。
為了解梁王河水質現狀,本設計對梁王河進行了沿程水質監測。
2012年2月布設了10個監測點進行采樣分析,其中3個監測點設在溝渠:
圖1.1 22012年2月梁王河流域水質變化圖
表 1.1 22012年2月梁王河流域水質監測數據表單位:(mg/L)
水樣編號 采樣點位置 TP NH3-N TN CODMn 水質類別
4 毛家營處梁王河水 0.177 0.072 4.022 2.72 劣Ⅴ
5 師家村處梁王河水 0.494 0.641 7.145 3.12 劣Ⅴ
6 梁王河與西龍潭出水交匯后 0.025 0.017 1.467 1.20 Ⅳ
7 梁王河水庫 0.021 0.105 0.400 3.36 Ⅱ
8 西大河水庫 0.064 0.357 0.388 3.92 Ⅱ
9 萬家營處梁王河水 0.234 1.096 1.824 7.60 Ⅴ
10 師家村水匯入后 0.235 0.192 2.841 3.36 劣Ⅴ
注:數據來自玉溪市環境監測站。
以上可以看出:梁王河水庫及西大河水庫出水水質較好,為Ⅱ類水質;沿程受納了沿途的農業回灌水、農村生活污水等污染,水質下降,至師家村段由于村落,農業大棚、農田影響,水質變為劣V類,嚴重污染,其TN達7.1mg/L,TP達0.5 mg/L;直至入撫仙湖梁王河水質一直處于Ⅴ類水平。
TN為梁王河主要超標指標,沿途匯入的村落污染及農田面源污染物影響梁王河入湖水質,是梁王河壩區的主要污染源。
圖 1.1 22012年2月梁王河TN沿程變化趨勢圖
1.2梁王河流域主要環境問題
(1)梁王河入撫仙湖水質為劣Ⅴ類,主要污染因子為TN
(2)沿途污染物產排量大,污染源急待系統控制
梁王河流域污染負荷產生量大,每年產生COD4854.38噸,TN419.77噸,TP59.44噸,氨氮106.26噸,產生的污染物量占撫仙湖全流域污染物產生量的14%【1】,是撫仙湖北部各小流域污染物產生量最大的流域。梁王河流域每年入湖污染物量約占撫仙湖全流域(不含降雨降塵和磷礦石)的16%,約是山沖河小流域的2倍。
(3)面源污染凈化系統工程不完善,治理范圍和力度有待加強
TN污染物來源以農田面源為主,占梁王河流域入湖污染物量的44%,其次依次為生活污水污染和牲畜糞便,分別占35%、13%。
(4)流域污染物主要通過梁王河入湖,河道溝渠化,生態功能喪失
梁王河為撫仙湖流域最長的河流,其年徑流量僅次于東大河,梁王河流域入湖污染物中56%通過梁王河入湖,梁王河成為流域污染物輸移的主要通道,但是歷史上,由于灌溉、防洪的水利需求,梁王河河道被裁彎取直,用毛塊石支幫,以混凝土澆底,基本完全硬質化。這些改造措施雖有利于防洪、灌溉,卻完全破壞了河道原有的自然生態系統,河流自凈功能基本喪失。
(5)上游產流區水庫水質較差,山區水土流失嚴重
梁王河產流區的水土流失污染是上游產流區主要污染源,流域內輕度、中度水土流失面積占流域上游清水產流區面積的52%。
梁王河流域上游有3個水庫,其中梁王河水庫出水達地表水Ⅲ―Ⅳ類標準,西大河水庫和虎山河水庫由于以往長期養魚,水質較差,退魚還庫后,庫內蓄積的大量污染物仍是污染隱患。
(6)湖濱區人為干擾嚴重,緩沖帶生態功能缺失
梁王河流域湖濱區僅1028畝,卻居住著2223人,分布有農田400畝,是流域人口最密集的區域,由于人類生產生活產生的大量生活污水、農田面源污染,大量污染物直接排入撫仙湖,對撫仙湖水質產生嚴重影響,湖濱區成為一個重要污染源。梁王河湖濱區亟需去除人為干擾,重建生態系統,修復緩沖帶【2】生態功能。
2梁王河流域分區
設計根據清水產流機制的分區原則,結合梁王河流域地形、地貌及污染源分布情況等,對梁王河流域清水產流機制各片區的劃分如下:
(1)清水產流區【3】
該區指梁王河等水系上游山區,即包括梁王河水庫匯水區、西大河水庫匯水區、虎山河水庫匯水區和上游塘壩匯水區,此區面積約72.1km2,屬《云南省撫仙湖保護條例》劃分的梁王河流域二級保護區上游山區。
(2)清水養護區
該區指從上游水庫到澄川公路的壩子地區,涉及澄川路以北的32個自然村,總面積17.6km2,屬《云南省撫仙湖保護條例》劃分的梁王河流域二級保護區的中游、下游壩區。
(3)湖濱緩沖區
湖濱緩沖區指澄川路以下,西起大河口村,東至鎮海營村,南鄰撫仙湖面積約0.7km2的湖濱范圍。該區包括《云南省撫仙湖保護條例》劃分的梁王河流域全部一級保護區和部分二級保護區。
圖 2.1 1梁王河流域分區圖
3 治理思路
設計以撫仙湖流域污染治理相關規劃與文件為指導,針對撫仙湖湖泊特征、梁王河流域清水產流區的主要環境問題,在綜合分析流域的清水產流機制遭到破壞原因的基礎上,根據流域內的水系特點,以實現污染負荷削減為核心目標,以“系統控源―低污染水系統凈化―產業結構調整―流域環境管理”為總體思路,采取“集中治理、分散治理、管理維護”相結合的治理方式,在清水產流區、污染物凈化與清水養護區和湖濱緩沖區三大區域實施一系列工程措施,并結合流域已實施的相關工程,使各類污染得到系統的控制和有效的治理,促進整個清水產流機制的修復和健康運行,進而維持健康的湖泊生態環境,為撫仙湖的保護作出貢獻。
圖3.1 1 總體思路圖
(1)流域系統控源
①清水產流區控源:重點對西大河水庫、虎山河水庫的水庫養殖污染和水庫內源污染,以及梁王河水庫上游山區5個村落及周邊的農田面源污染進行治理。
②污染物凈化與清水養護區控源:此區是梁王河流域系統控源的重點區域,重點對清水養護區內32個村落污染和農田面源污染進行治理,并對牲畜糞便污染源進行控制,以及全流域建設完善固體廢棄物收集處理系統。
③湖濱緩沖區控源:重點實施緩沖帶內種植業結構調整工程,種植低污染綠色經濟植物,降低緩沖帶農業面源污染。
(2)低污染水系統凈化
污染物凈化與清水養護區:本區是流域低污染水截留凈化的重點,主要在梁王河兩側構建低污染水處理系統,采用河濱下凹式綠地【4】、河濱緩沖帶、人工濕地、生態水塘、生態礫石床【5】等工藝處理低污染水。各處理單元和系統之間通過溝渠等實現水系連通,并與緩沖帶構建和已實施工程共同作用,形成梁王河流域的低污染水的系統攔截處理體系。
湖濱緩沖區低污染水系統凈化重點是對湖濱緩沖帶的建設,通過對湖濱緩沖區修復生態功能,截留凈化漫流入湖的低污染水。
(3)產業結構調整與流域環境管理
梁王河流域產業結構調整重點進行農業結構調整,促進其種植業和畜牧業產業結構轉型,促進流域生態經濟發展模式。同時結合撫仙湖全流域環境監管及綜合管理措施,實施梁王河流域環境管理機構建設與運行機制建設,加強流域環境管理。
4技術路線
在現場調查研究和收集資料的基礎上,開展梁王河流域污染物產生量及入湖量估算。在此基礎上,進行清水產流機制破壞的源解析,對陸生生態系統退化、清水產流機制破壞的原因進行分析,確定梁王河流域水污染治理的目標,針對梁王河流域水系環境特征,遵循清水產流機制修復的理念,編制梁王河小流域主要河流水污染治理與清水產流機制修復工程設計。技術路線圖見圖4.1-1。
圖4.1 1 技術路線圖
5工程布局
空間布局圍繞清水產流區、污染物凈化與清水養護區以及湖濱緩沖區3大主體工程、1項管理與監測方案對梁王河流域進行污染治理與清水產流機制修復。三區污染控制主體工程布置及管理方案詳見下圖:
圖5.1 1 工程總平面布置圖
6投資及效益分析
6.1 投資估算
本項目為云南省玉溪市梁王河小流域水污染治理與清水產流機制修復工程,工程概算投資額為22777.37萬元。建設地點為撫仙湖北部梁王河流域。
6.2 效益分析
6.2.1經濟效益
本工程的經濟效益達2870萬元/年,主要為間接的經濟效益,體現在以下幾個方面。
(1)水資源經濟價值
水資源是一種十分重要、有限的自然資源,本工程通過水資源機會成本分析來計算工程實施產生的水資源經濟價值。水資源的機會成本為由于水資源受到污染,不能發揮其資源特性用途時所犧牲的效益或造成的損失。計算辦法參照珠江流域水資源保護局的劉晨和伍麗萍【6】提出的模式進行計算:F=RQ(W入-W允)k本項目Q取值為0.20億m3/a,則每年減少水資源污染的經濟損失為:F=RQ(W入-W允)k=2600萬元
(2)居民醫療與生活保障收益
本工程實施后,流域內污水得到收集處理,垃圾及時清運,大大改善了周圍居民生活衛生條件,增強了居民的身體健康,減少了周圍居民的醫療衛生支出人每年10元,以及周圍居民在因病無法勞動期間的收入損失每人每年10元。流域總人口約為2.6萬人。本工程實施后的醫療與生活保障收益約為52萬元/年。
(3)拉動旅游業的經濟價值
根據《撫仙湖-星云湖流域產業結構調整規劃》,2007年撫仙湖流域旅游總收入達到8.2億元,今后旅游業將是撫仙湖流域重點發展的產業,到2027年,旅游業產值將達到65.6億元。按其增加的經濟效益占撫仙湖流域旅游產業現產值的2‰計算,達138萬元/年。
(4)生態價值的經濟效益
生態系統服務功能是指生態系統與生態過程所形成與維持的人類賴以生存的自然環境條件與效用。我們在此對生態價值進行量化,根據森林、濕地、耕地的覆蓋度,引入生態價值修正系數,采用Costanza等人【7】提出的各生態系統類型的單位公傾面積生態價值,乘以修正系數k,得到分類生態群落的單位生態價值。再根據項目實施前后的生態價值的增加得出整個項目增加的生態價值。
經過計算,工程實施前耕地的生態系統價值為1500$/a,工程實施后建成濕地的生態系統價值為14萬/a;本項目所增加的生態價值總計80萬人民幣/年。
6.2.2社會效益
(1)增加就業機會,提高農民經濟收入
本工程的實施分別在工程建設期和工程運營管理期增加了當地農民就業機會。估計在工程建設期每年增加就業機會在4000個,而工程運行維護管理階段,估計所需就業人數在100人左右,另外生態環境的改善促進旅游服務業的發展,可進一步增加地區居民就業機會,提高農民經濟收入。
(2)提高了人們環境保護意識
工程建設和實施以及產生的工程效果,起到非常直觀有效的環境保護宣傳作用,使當地居民和外來游客能夠深刻認識環境保護的重要性,及生態環境改善與自身生活狀況的密切聯系,大大提高居民環境保護意識。
(3)提高了公共健康水平
自然生態環境改善、農村廢水收集處理系統建設、人畜糞便和垃圾的有序收集等,一方面凈化了區域水體和空氣,同時消除了蚊蠅等疾病傳播媒質的滋生環境,減少疾病發病率,提高了公共健康水平,對區域居民身體健康和社會穩定有很大作用。
(4)促進流域生態經濟可持續發展
本工程實施后梁王河流域范圍內的的生態環境得到恢復,產業結構得到優化調整,促進了旅游業發展,為區域生態經濟轉型奠定了基礎,促進了流域社會經濟的可持續發展。
6.2.3生態環境效益
(1)削減流域污染物負荷
根據流域污染源計算結果可知,梁王河流域每年產生污染物量CODCr4854.38t/a、TN419.77t、TP59.29t、NH3-N106.26t/a,入湖量CODCr650.63t/a、TN117.33t、TP14.44t、NH3-N34.48t/a,梁王河流域污染量巨大,不容忽視。
流域十二五污染物目標削減量為COD 5.5t/a,TN 71.25 t/a,TP 5.86 t/a,NH3-N 2.95t/a,通過本工程的實施,針對源頭和徑流過程產生的污染采取工程和非工程措施治理,有效削減了污染負荷。工程實施后,每年可削減污染物CODCr322.82t/a、TN71.78t/a、TP8.10t/a、NH3-N13.269t/a。主要污染物CODCr、TN、TP、NH3-N的入湖削減量大于目標入湖削減量,本工程的實施對于維持撫仙湖Ⅰ類水質,保護撫仙湖水環境有著非常重要的作用。
(2)改善河流水質,滿足規劃要求
梁王河為撫仙湖流域最長的入湖河流,其流域年入湖水量非常大,占撫仙湖103條入湖河流的17.3%,目前梁王河水質常年處于V類、劣V類的水平,大量污染物由河流輸送入湖,進而對撫仙湖水質也造成嚴重影響。通過本工程的實施,可大量削減流域污染物產生量和入湖量,改善梁王河水質。
(3)有效控制與治理水土流失
據2007年衛星遙感資料,梁王河流域內現有中度、輕度水土流失面積為36.53km2,占流域總面積的40%,水土流失急需治理和控制。通過本工程的實施,尤其是通過一系列封山育林、水源涵養林建設等措施,共減少水土流失面積20.95km2,占梁王河流域面積23%。使梁王河流域的水土流失問題得到有效控制,減少入湖泥沙量,增加流域森林植被覆蓋率,提高流域的水土保持能力。
(4)修復和完善生態系統
通過本工程的實施,產流區涵養林得到修復與保護,將逐步形成連片的河濱緩沖帶及具有一定規模的壩塘低污染水凈化體系,從而恢復流域清水產流機制和生態功能,提高生態系統的穩定性和自我更新、自我修復能力,不斷增加生物多樣性,使得梁王河流域生態系統逐步得到修復和完善。
(5)大大改善流域環境衛生和生態景觀
本工程實施后村落污水橫流、生活垃圾、人畜糞便隨處堆放的現象不見了,村落環境衛生狀況得到很大的改善。另外在湖濱緩沖帶生態修復中部分采用景觀物種,也很大程度的改善了流域的生態景觀。
7結論
梁王河小流域水污染治理與清水產流機制修復工程范圍涉及高西村委會、華光村委會、梁王村委會、龍街村委會、萬海村委會、小西村委會、忠窯村委會、左所村委會8個村委會的39個自然村,90.4km2??偼顿Y為22777.37萬元,工程內容包括清水產流區水源涵養綜合整治工程、污染物凈化與清水養護區控制治河工程、湖濱緩沖區污染控制及生態修復工程、工程運行管理及環境監測方案,
共實施12項子工程,全面削減梁王河流域污染物量,提高地表水水質,修復流域清水產流機制。流域十二五污染物目標削減量為COD 5.5t/a,TN 71.25 t/a,TP 5.86 t/a,NH3-N 2.95t/a, 工程實施后實際可達削減量為COD 322.83t/a,TN 71.78 t/a,TP 8.10 t/a,NH3-N 13.269 t/a,遠超目標削減量。通過工程措施和管理措施的實施,可實現經濟效益2870萬元/年,增加社會就業量,提高民眾環境保護意識和公共健康水平,改善流域生態環境,梁王河入撫仙湖水質可達地表水Ⅲ類標準。
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關鍵詞:烏溪江流域;現狀;特征;發展條件;措施
中圖分類號:X522文獻標識碼:A文章編號:1674-9944(2013)10-0066-02
1引言
遂昌縣烏溪江流域地處縣域中部和西南部,包括湖山、金竹、王村口、焦灘等12個鄉鎮的部分區域,流域面積1510km2,占全縣的64%;烏溪江流域地處上游地區,擔負著烏溪江水庫水源保護和水源涵養兩大生態功能。烏溪江流域又是欠發達的革命老區,由于交通相對閉塞、經濟基礎薄弱以及森林限伐、水源保護等因素的制約,貧困現象較為突出,居民脫貧致富的要求極為迫切,面臨著“維護生態、共保環境”與“發展經濟、改善民生”的雙重壓力。亟待通過編制和實施生態保護與發展規劃,指導流域生態空間布局、生態環境建設和生態經濟開發,進而實現流域可持續發展,為遂昌建設生態文明,謀求跨越發展,打造“長三角休閑旅游名城”提供有力支撐。
2烏溪江流域發展現狀
2.1錢塘江水系的源頭區域
烏溪江古稱東溪,為衢江一級支流,發源于浙、閩交界處仙霞嶺山脈的大福羅山,自龍泉流入遂昌,縣域境內有洋溪源、周公源和湖山源,均匯流入湖南鎮水庫,屬錢塘江水系。烏溪江流域地處水系上游,是衢州市乃至錢塘江流域下游重要的生產生活用水來源,在全省綠色生態屏障建設中占有重要地位。根據錢塘江水環境容量研究成果,錢塘江水系在75%水文保證率下,遂昌境內環境容量COD為5914t/年,氨氮為411t/年,目前遂昌相應污染物現狀排放量均低于環境容量。水環境監測表明,全年平均為Ⅱ類水,水質狀況良好。
2.2經濟社會發展的后發區域
烏溪江流域多高山深谷,人口密度較低,交通極為不便,經濟發展遲滯,屬全縣后發地區。工業經濟薄弱,僅有礦產加工、食品生產等零星產業,該區域是遂昌茶葉、高山蔬菜、食用菌、水干果和竹炭粗加工產品的主產區,依托溫泉、水庫風光和歷史遺跡的休閑旅游已有所起步。受制于產業基礎薄弱、水資源保護約束和林業限伐等因素,流域居民經濟來源比較單一,生活較為貧困。近年來,通過實施“下山脫貧”、“烏溪江庫區異地脫貧”、“強村固基”等工程,村級集體經濟培育取得初步成效,居民生活繼續改善,但相對遂昌東部區域仍處較低水平。
2.3待開發資源較為豐富的潛力區域
(1)旅游資源。不但擁有九龍山自然保護區、湖山森林公園、周公源“小三峽”、焦灘龍門瀑布等秀麗自然風光,而且保存了王村口革命遺址、獨山明代一條街等寶貴人文景觀。流域現有兩處溫泉,是浙江省目前發現的出水量最大的溫泉。
(2)土地資源。擁有若干離城鎮及交通干線較近的低丘緩坡區,開發條件好,用地成本低,是發展生態經濟的寶貴空間。
(3)森林資源。烏溪江流域擁有較為豐富的森林資源,林地面積13萬hm2,約占流域總面積的89%;流域森林覆蓋率達84.2%,九龍山國家級自然保護區和遂昌國家級森林公園位于境內。
(4)礦產資源。湖山素有“螢石之鄉”美譽,是浙江省四大螢石開發基地之一,累計探明資源儲量約1200萬t,現保有資源儲量約400萬t。
(5)生物資源。流域內的九龍山自然保護區,生態保存完好,珍稀生物富集,是浙江省的生物基因寶庫。流域共有種子植物1000多種,包括南方紅豆杉、香果樹、白豆杉等國家一、二級保護植物10多種,森林中棲息著110多種鳥類和野生動物,包括國家一、二級保護動物金錢豹、黃腹角雉、穿山甲和黑麂等。水庫內有魚類38種,包括娃娃魚、鰣魚、長臂銀魚、鱖魚等國家保護的珍稀魚類。
3有利條件分析
3.1生態環境價值不斷提升
隨著工業化、信息化、城市化、市場化、國際化的快速推進時期,全社會對高品質生態環境的需求快速增長,生態環境優勢將日益成為推進區域快速發展的重要依托。隨著交通條件的加速完善,將大大縮短遂昌與長三角主要城市的時空距離,為生態休閑旅游、生態農業等發展提供了廣闊機遇。烏溪江流域層巒疊嶂、植被良好、人口稀少,擁有原生態的環境和人文資源,面對長三角城市消費的升級趨勢,恰恰具有針對其市場需求的供給條件,休閑度假、原生態農產品等將成為吸引長三角高端需求的潛力產品。
3.2生態建設力度不斷加大
為確保烏溪江水質完全達標、保護好下游飲用水源,遂昌不斷加大生態建設力度。沿江沿溪污染源基本得到整治,先后關閉工業企業2家,分類治理螢石礦開采等,嚴格禁止有污染企業進入。流域內森林限伐基本得到落實,每年減少林木采伐量約6.57萬m3。生態能源推廣取得進展,及時開展了以沼氣建設和綜合利用為主的畜禽養殖污水治理工作。
3.3休閑名城建設不斷推進
進入新世紀新階段,遂昌縣委、縣政府從長三角發展大局和區域分工的戰略高度,作出了建設“長三角休閑旅游名城”的重大決策??h委、縣政府提出,要高度重視湖山區塊產業培育和旅游開發,以湖光山色的自然景觀為依托,以溫泉、休閑、運動、觀光等為特色,將休閑度假、體育運動、峽谷觀光、生態農業等有機融合,高起點、高標準謀劃好湖山旅游整體規劃,加大招商引資力度,適時啟動項目建設,努力把湖山區塊建設成為以溫泉養生度假為核心主題的休閑度假天堂。
4制約因素分析
4.1現行傳統發展方式亟待轉變
烏溪江流域生態環境相對脆弱,傳統發展模式已對其造成一定影響。流域土質以紅黃壤丘陵山地為主,土壤表層一般為非穩性粘狀構造,加之分布有大片毛竹林和板栗林,高強度農業開發中的松土除草極易造成水土流失,導致水源涵養能力不足。前期螢石礦開采造成的生態環境破壞尚未及時得以補救與恢復,特別是礦山開采時遺棄的廢土、廢渣,成為誘發地質災害的隱患。
4.2基礎設施建設亟待推進
烏溪江流域地處高山深谷,基礎設施建設總體滯后于縣域平均水平,對當地生態經濟發展和居民生活水平提高形成較大制約。道路交通仍處較落后狀態,道路等級偏低,線型較差,大部分為四級、準四級公路,極易受雨雪天氣影響;鄉鎮客運站標準低,設施簡陋,難以適應生態旅游發展要求。環保設施建設滯后,鄉鎮污水處理設施、垃圾集中處理場地等尚未普及;湖南鎮電站水庫發電水位年季變化較大,消落深度高達40m,因此湖山庫區水位很不穩定,枯水期下送水體水質保障問題突出,壅水凈化工程項目亟待建設。
4.3保護生態與改善民生的難題亟待破解
長期以來,烏溪江流域居民為了達到水源涵養要求,產業開發受到諸多限制,生活水平難以快速提高,為下游用水安全做出了犧牲。近年來,通過啟動異地脫貧工程,采取有土安置、無土安置、分散安置等多種形式,已異地安置庫區群眾690戶6000人,相應減輕了流域生態壓力。然而,隨著資源保護力度的加大和節能減排約束的加強,傳統發展模式的空間日益縮小。當地干部群眾對發展生態經濟,實現脫貧致富的呼聲極為熱烈,亟待通過創新發展模式和發展路徑加以解決。5加強生態建設的措施
5.1水質水環境整治
認真實施《浙江省烏溪江環境保護若干規定》,加強對斷面水質的環境監測工作,制定水污染應急處理預案,確保出境水質達到水功能區要求。積極籌劃壅水凈化工程建設,穩定湖山庫區枯水期水體自凈庫容,保障下送水體質量。加大水污染綜合治理力度,進一步加強污水處理設施建設,繼續抓好烏溪江流域治理工程和生態農業示范工程、標準江堤和河口治理工程;加強河道綜合整治,搞好渠系配套,減輕洪澇災害;保護基本農田,改造中低產田,大力發展生態農業,有效治理農業面源污染。
5.2水土保持
按照錢塘江源頭地區水土保持工程建設要求,重點整治烏溪江水庫上游地區水土流失,提高區內植被覆蓋率和水源涵養能力,減輕下游河道和水庫淤積,改善水生態環境。實施生態修復,通過營造水保林、經濟林,退耕還林,生態移民等,切實改善流域水土保持能力。嚴格保護森林生態系統和珍稀野生生物棲息地,以自然為主恢復退化的森林植被或生態系統,科學治理水土流失,積極防治地質災害。建立嚴格保護區域,停止一切導致生態功能繼續退化的開發活動和污染環境的建設項目。
5.3林地保護
全力抓好生態公益林等重點生態工程建設,全面落實國家級和省級生態公益林的管護人員和管護責任,認真實施林分改造工程,做好樹種結構調整和補植套種工作,全面提高林分質量和生態功能等級。切實做好綠化造林工作,抓好跡地更新、城區山體景觀林、生物防火林帶、闊葉林改造、自然保護區等工程建設,逐步形成良好的生態體系。以天然林保護、生物多樣性保護和水源林建設為重點,骨干生態林工程為主體,制定和實施烏溪江流域植被恢復方案。著眼于構建生態網絡,改善森林結構,大力發展公益林,打造以山體森林為主體、道路景觀林與河道(庫區)防護林為綠色連接線的生態林網體系,提升森林生態功能。
5.5礦山環境恢復
結合螢石礦資源開發利用、礦山日常監督管理、礦山關、停、轉、遷等,積極開展廢棄礦山生態修復治理工作。對限采區實行礦山收縮,禁止白馬山森林公園礦區的開采活動。對烏溪江庫區周邊瑩石礦廢渣堆放加強監管,制定礦山環境應急預案,防止突發生態環境事故。對已關閉礦山造成的退化土地分階段進行修復,正在開采的礦山應做到邊開采、邊修復。進行生態環境修復時,如修復成建筑用地,必須達到地基沉降量的限制標準;如修復成草地,植被覆蓋率也應達到相應要求,生態環境修復類型要與礦區周邊土地利用方式及景觀相協調。
參考文獻:
關鍵詞:水質;生態;工程設計;自然處理;人工處理
Abstract: The relationship between human and ecological environment more attention, this paper mainly to the Fengxian campus of the Shanghai Normal University campus water as an example, through investigating the status quo of the water quality, sediment, aquatic organisms, riparian, ecological environment, so as to reduce the school in the water replacement cost, save cost and get better campus environment. The method can also be applied to other regional water improvement project.
Key words: water quality; ecology; engineering design; natural treatment; artificial processing
中圖分類號: Q494文獻標識碼:A文章編號:
1.概述
長期城市化與工業化對河流生態系統健康狀況造成了嚴重影響,河流生態系統修復逐漸引起人們的重視。調查顯示,我國90%以上城市河流受到不同程度污染,生態功能喪失現象嚴重[1]。近幾年來,國內許多專家學者對河流水生態治理與修復進行了深入研究,蘇冬艷等人(2008年)對河流治理與修復技術進行了綜述[2],劉輝等(2009年)提出了利用水生態修復技術治理治理杭州河道水生態系統的對策和建議。
以水的自我調節為基礎,遵從“道法自然”的自然依據,按照物質在自然界遷移、轉化、流動與循環的規律,在少量人類輔助功能的幫助下,充分利用自然生態系統,與地方自然條件、社會條件和經濟條件相結合,使之相互聯系成一個有機系統,促進良性循環,同步增加與兼收經濟、生態和社會效益。
城市河道水生態環境問題及治理現狀
2.1城市河道水生態環境存在的問題
2.1.1城市河道渠化破壞河道生態系統
天然的河流、湖泊、池塘是自然變遷和構造運動的產物,但隨著社會的發展,人類的開發活動,尤其是隨著城市人口密集,開發建設強度大,對河道裁彎取直,修建水庫和其他水利設施,以及開辟人工河道等,河道水生態系統自然屬性遭受破壞,呈現出人工化、渠道化與規則化,水文流態受水利設施控制,且受到現澆混凝土、預制混凝土塊體或漿砌石結構的護坡影響,隔斷了地下水與土壤的聯系,導致水生態系統結構單一,恢復和緩沖能力減弱。
2.1.2城市河道水體污染嚴重
部分工業廢水及大部分生活污水未加處理直接排入河道,致使部分區域的河流浮萍藻類生物的迅速生長,水體甚至呈現紅褐色,墨綠色,水體富營養化現象嚴重。另外由于人類保護水生態環境意識較薄弱,隨手向河內丟棄垃圾等,導致部分河段水面雜物漂浮、蚊蠅孳生。據統計,中國80%的城市河流受到不同程度的污染,許多流經城市段的江河水質都劣于Ⅲ類水,河中生物基本絕跡,河流的生態功能惡化[3]。
2.1.3城市河道淤積嚴重
受到不恰當的城市開發的影響,使許多河流的河道變窄,河網被分割,城市建設中廢物傾倒使河床越來越高,并且政府有關部門不重視河道清淤工作,沒有定期對河道進行清淤,致使部分河道淤積嚴重,不但影響了河道水質,也嚴重影響了河流本身所具有的泄洪功能,加劇了城市洪澇災害發生的頻率和程度。
2.2城市河道水生態環境治理中存在的問題
通過對全國各地河道整治資料進行查閱發現,當前大部分城市的河道水質治理方面存在以下幾個主要問題:利用水生態修復技術治理城市河道水生態系統的重要性依然沒有引起相關部門的足夠的重視,現如今河道的主要整治措施還是截污納管、生活污水處理和底泥疏浚;一些地方雖然在整治方案中都強調了生態治水的重要性,但在具體技術上缺乏相應的實施方案和操作措施;在利用生態技術修復河道水生態的認識上存在較大的偏差,許多設計者對于河流的生態修復純粹是從景觀美學的角度出發,沒有考慮河道的基本情況及其功能定位。
2.3城市河道水生態環境的一般修復方法
水生態修復是一項理論復雜、因素眾多、操作困難的工作,既要因地制宜,又要符合科學,更要講究實效。按照水生態系統的理論,結合全國河道、湖泊水生態系統修復情況的分析,修復水生態系統的主要處理技術可以分為:物理技術、化學技術以及生物技術。具體處理方法及其相應的特點見下表(表1):
表1環境修復技術及其特點
3.工程實例
3.1上海師范大學奉賢校區河域概況
由于上海師范大學奉賢校區校內所有水域均流通,故以中心河的水質數據為樣本進行分析,從而對全校水質進行估計。
(1)中心河及其排水口現狀
圖1為中心河的衛星圖,從西面起第一座橋設為橋①(玉蘭前),第二座橋(三教前)設為橋②,東面起第一座橋為橋③。相關數據如下(表2):
圖1中心河的衛星圖
表2中心河現狀相關數據
根據實地調查,大中型排水口個數及分布如圖所示,小型排水口分布如下:
橋①以西,北岸有小型排水口7個,南岸有小型排水口6個。橋①―橋②,北岸有小型排水口16個;南岸無小型排水口。橋②―橋③,北岸有小型排水口14個,5個小型排水口。橋③以東,北岸有小型排水口13個;南岸有小型排水口10個。
(2)中心河水域生態環境現狀
2012年7月對中心河進行了實地考察,對其水域生態環境現狀的初步了解如下:
橋①至橋③的區域,湖水基本清澈,能見度較高,有魚、蝦等水生生物。橋③以東,湖水稍有渾濁,東墻周圍湖水能見度低,總體流動性較小,湖水泛綠,河岸邊緣及角落有浮游類植物。橋①以西區域水質情況較差。湖水呈青綠色,部分區域有輕微乳白色,湖水能見度河岸邊緣大型排水口處有浮沫以及少量的上層浮油,大部分區域水質混濁,能見度低,水生生物稀少。中心河河岸由水泥石塊砌筑,水域底部淤泥較厚。綜上,預估中心河富營養化情況比較嚴重。
3.2水環境試驗與監測
在2011年10月起對四個河段(為方便起見,在下文,橋①以西命名為#1,橋①―橋②命名為#2,橋②―橋③命名為#3,橋③以東命名為#4)進行為期1年的采樣。因分析水域生態環境現狀得出本河段富營養化情況嚴重,故擬測試pH、水溫、DO、COD、BOD5、NH3-N,6項指標來評估富營養化情況,并對未來形成治理方案提供依據。測定方法如下[4][5]:
表3 水環境測定方法
(1)關于中心河水溫T的監測值分析
從圖2中可看出中心湖的水溫分布均勻,4個監測點只有較小偏差,同時最高水溫為#2處的28.5℃,7月; 且1月份水溫均低于5℃,與上海市的氣溫變化同步。由于缺少近十年的當月平均水溫,無法對其級別定位,僅從一年的數據觀察看,水溫指標滿足IV類水標準要求。
(2)關于中心河pH值監測值的分析
從圖3中看出PH值的變化范圍為6.31~7.54,其中5月至10月呈弱堿性, 11月至4月顯弱酸性,其PH值最大值出現在7月和最高水溫相對應。中心河的酸堿度基本滿足景觀娛樂用水水質標準,但1月份測得的酸堿度超過了標準。河水的PH值是河水及其水域各種自然因素綜合作用的結果。在流動河水中,氫離子的濃度并不取決于水分子的離解,而主要取決于河水中各種負離子,例如碳酸根、碳酸氫根、二氧化碳的對比關系。在富營養化水體中,隨著富營養化的發展,由于藻類光合作用消耗水中的二氧化碳,致使水中氫離子減少而導致PH值升高,呈現PH值隨藻類生長而顯著增高趨勢[6] 。
圖2 中心河水溫T監測值 圖3中心河PH值監測值
(3)關于中心河溶解氧DO監測值的分析
從圖4中可知,中心河水體中溶解氧最小值是1.6mg/L,最大值是3.78mg/L。除了7月至8月溶氧量值低于標準外,#1處溶氧量值從5月至8月間亦低于標準值,此處根據實際調查確是存在嚴重的富營養化以及嚴重的污水排放情況。潔凈水體中的溶解氧一般接近飽和,如果水體受到有機物質和還原性物質污染時,溶解氧會低于飽和值,尤其當藻類在水面形成遮光阻氣層時,影響大氣氧和水中氧的正常平衡以及水生植物的光合作用受阻,會使低層溶解氧大幅度降低,甚至趨于零值。此時將會導致厭氧微生物繁殖、水質惡化。
(4)中心河生化需氧量監測值的分析
從圖5中可看出中心河生化需氧量的變化范圍是23mg/L~47mg/L, 明顯高于IV類水體的生化需氧量標準值。生化需氧量越高,表示水中需氧有機污染物越多。
圖4中心河溶解氧DO監測值 圖5中心河生化需氧量監測值
(5)中心河化學需氧量監測值的分析
如圖6中所示,中心河重鉻酸鉀指數較高,變化范圍為62mg/L~110mg/L,最大值出現在6月的#1處。重鉻酸鉀指數是表征水體中可被高錳酸鉀氧化的物質,主要是有機物的含量。是一項重要的水質參數。在富營養化水體中由于浮游植物強烈的光合作用生成了大量的有機體,使水體的化學耗氧量明顯增高。5月至7月間,中心河的重鉻酸鉀指數足以體現。
(7)中心河氮氨含量監測值的分析
如圖7所示,中心河氮氮濃度都較高。最大偏差為1.96mg/L。最大值出現在6月,最小值出現在11月。氮氨濃度較高時必然會導致水域的富營養化。中心湖氮氨變化范圍為1.85~4.97mg/L。達到標準值僅為#3處的1,2,11,12月數據以及#2處的1月數據。且#1處的數據均高于其它監測點的數據,可見#1處的富營養化最為嚴重。
可見對中心湖進行整治規劃勢在必行也刻不容緩。
圖6中心河化學需氧量監測值圖7中心河氨氮含量監測值
3.3水生態環境修復
中心河是貫穿上師大奉賢校區,與新農河和月亮湖等其他水域連通,因此它不僅和其他水體一起調節了局部氣候,同時也具有一定的欣賞價值。但是由于疏于管理,導致目前中心湖富營養化程度嚴重,生物多樣性遭到破壞,因此有必要對該河流進行治理,并需要通過多種方法的結合,已到達徹底修復河道水生態系統的目的。
3.3.1處理河流底部沉積物
富營養化湖泊中的底部沉積物常是一個營養庫,在一定條件下可不斷釋放磷,這稱為內部負荷。當外部負荷減少后, 內部負荷可補償,使富營養化現象繼續存在[7]。底泥疏浚與覆蓋技術是河流污染治理中普遍采用的措施之一,可以較大程度的消減底泥對上覆水體的污染貢獻率,進而解決內源釋放而造成的二次污染問題,并為后續的生物技術介入創造出良好的生態條件。通過挖泥疏??梢灾苯尤コ啄嘀械臓I養鹽含量,減輕內部負荷對湖泊的影響[8]。
3.3.2水生動物修復技術
水體中的藻類除受營養物質的控制外,也受到浮游動物和魚類的控制。因此,可以通過放養浮游動物和魚類來達到改善區域性水水質的目的。常用于攝食藻類的魚類有螺螄、鰱魚、鳙魚、鯽魚等。根據調查,蚌類可以將水中懸浮的藻類及有機碎屑濾食;螺螄主要攝食固著藻類,同時分泌促絮凝物質,使湖水中懸浮物質絮凝;濾食性魚類,如鰱魚、鳙魚等可以有效去除水體中的綠藻類物質。我國的謝平、劉健康等(1999年)提出旨在控制藍藻水華的非經典生物操縱法[9]可供參考。
3.3.3河道補水
可通過增加水利設施并加以調控,引入上游或者附近水源,加快水流速度等。既補充河道水量,又可以沖刷稀釋污染水域,置換死水區的河水,使河流由厭氧狀態變為好氧,在短時期內降低水體的污染負荷,改善水生動物、水生植物的生存環境,提高河流的自凈能力,改善水環境質量[8]。
通過上述三種方法的結合使用,中心河水質有了明顯的改善。
4.結論與建議
相較于化學修復法的易造成二次污染和物理修復法的治標不治本,生物生態修復法具有工程造價相對較低,不需耗能或低耗能,運行成本低廉,處理效果好且不會形成二次污染的特點。近年來這種技術發展很快,在國外已經達到工程實用化的程度,并且積累了系列觀測數據。通過對上海師范大學奉賢校區中心河水質監測與相應的修復處理,可以得出以下結論及建議。
交疏挖底泥處理法,水生動物修復和河道補水法更具有可持續發展性,不僅可以節約財力,更可以全面改善生態環境,利用自然自我修復和凈化的能力改善水質。
富營養化湖泊中的底部沉積物是一個營養庫,單獨采用水生動物修復或河道補水法,很難在短期內有效改變河道水質,所以定期清理河流底部沉積物是必須的。
在水域內放置生態浮床,并放養攝食藻類的魚類等,以構成生物鏈。以達到在修復水質的同時增加河域的觀賞性的目的。
加強點源和面源污染治理,通過加強截污納管建設,加快城鎮污水收集管網工程建設,從而從源頭上根治水生態污染狀況。
參考文獻
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關鍵詞:城市水系景觀;生態學;生態策略;寶坻環城水系
【文章編號】1627-6868(2017)03-0072-03
1.城市水景觀的系統性
1.1系統學理論
現代系統學理論最早是由美籍奧地利生物學家L.馮.貝塔朗菲(L.von.Bertanffy)于20世紀40年代提出,其核心思想為系統的整體觀。系統是具有一定結構和功能的有機整體,內部組成的各個部分和要素相互聯系?;纠碚撜J為:一是研究對象和處理系統作為整體考慮內部各要素之間的關系;二是研究內部子系統之間的相互聯系和制約外部環境之間的有機聯系。研究方向由單向上升到多線性與非線性,從事物結構上升到結構、形式、功能和演化的綜合發生和發展等綜合方面研究,多質量、多層次、多系統關系進行研究,具有整體性、層次性、結構性、環境相關性。
1.2城市水景觀體系是復合生態系統
水系是城市重要的生態基礎設施之一,水景觀系統作為人工與自然相結合的復合生態系統,具有改善城市生態環境,優化城市景觀視覺形象,提供居民游憩活動,恢復人們身心健康,促進社區交往,提升土地開發價值,增加城市生物多樣性等多種功能[1]。
由于水系功能不同,與其相對的水景觀體系中各要素組成、結構和形態也各有差異。因此,城市水景觀體系具有多樣性,復雜性的特c。城市水景觀體系作為一個整體,鏈接各組成部分綜合考慮,根據區域水系模式與格局,合理定位城市水系與流域水系統的關系。河流、湖泊、濕地、地下水、人工運河與其他地下水等組成的城市水系,相互之間緊密相連,共同構成一個城市水景觀的有機鏈接體系。
1.3城市水景觀體系的空間運用
城鄉一體化背景下,城市水景觀體系利用開放空間理論打破區域尺度,化繁為整、以線帶面,增加城市與城市,城市與鄉村的聯通與合作,提升城市活力。城市建成區建筑密度和人口密度相對較高,應對城市景觀河道特點、城市用地規劃、綠色管制理論、城市開放空間綜合考慮。自然治河理念為先導,滿足市民文化娛樂、游憩休閑需求,營造生態親水景觀,增加濱水開放空間。
1.4城市水景觀規劃的系統性思考
目前我國已有一些城市制定的城市水系規劃只立足于城市規劃區范圍之內,沒有從系統論的角度出發分析,突破地域范圍去思考水系的完整性,從全局把握水系與綠地的生態結合問題。
2.景觀生態學對水系的影響
2.1水景觀體系描述方法
廣義水系包括水景觀組成單元的類型、數目、空間分布和配置。景觀空間單元在生態學中由斑塊、廊道和基質組成,仍然適用于城市水景觀空間單元。河流廊道對于周邊環境的景觀要素而言是一種特殊的廊道形式,相互交錯的空間形成形態各異的網絡結構,進而影響區域景觀的生態效應,廊道交叉的部分是廊道的節點,生態流通內部節點通常具有中繼站的功能。
水景觀中的斑塊不同于周邊環境的外貌或性質,其空間單元具有一定內部均質性,如城市湖泊、水庫、水塘、植物群落或居住區等?;|則是指水景觀中分布最廣、連續性最大的背景結構。
在水景觀體系研究中,對不同規模的水系景觀格與生態過程之間關系分析,定性定量描述斑塊數量、大小、形狀、空間位置以及廊道結構與功能,進行生態性與敏感性評價,并通過人為適度干預促進周邊生態系統良性發展。
2.2城市水生態修復
城市水系生態修復應從時間與空間考慮。一方面河流的自我修復時間需要一個較長的時間段見效,另一方面城市水系修復應從整體規劃定制出發,優化配置水資源,環境治理、防洪、供水等各方面通盤考慮。水質、水量與水生態是城市水系三大關鍵要素,基本控制了城市水系整體生態、生產功能發揮[2]。
城市水系生態修復以恢復河流各項功能指標和各項健康功能為目標。一般來說,河流生態修復工程措施可以歸納為以下三類 :水文恢復措施、地貌多樣性修復措施以及棲息地恢復措施[3]。水文恢復措施一般包含調整水利工程、合理取水模式,取水運行調度方案等。地貌多樣性修復措施包含河岸帶修復、岸線斷面多樣性修復、河流緩沖區修復、生態型岸坡防護等。
2.3 城市水系格局的優化調整
河流水系主要承擔的功能與需求的轉換使得水系空間組織與城市空間結構間的空間關系呈現動態化特征,其范圍內的水系空間與其他城市用地空間進行不同層次優化組織,水景觀要素重組伴隨城市空間結構演變來適應不斷變化的城市發展需求。
伴隨著生態方法在水系規劃中的引入,緩解城市非線性公共綠地占地面積大、成本高的矛盾,拓展了線性城市開放空間,緩解了人們戶外游憩需求的持續增長,同時將零散的城市水系進行系統連接的趨勢成為未來發展方向。水系合理化溝通,在保證水資源有效分配下,有利于發展生態化水系結構。
3.寶坻環城水系聯通項目研究
3.1寶坻城區現狀水系分布
寶坻區位于天津市北部,東及東南與河北省玉田縣、天津市寧河縣相鄰;南及西南與寧河、武清接壤;西及西北與河北省香河、三河相連;北及東北與天津市薊縣、河北省玉田縣隔河相望。寶坻區總面積1450平方公里,南北長65公里,東西寬24公里。[4]水系規劃重點研究“兩環”水系聯通解決補水問題,并與外環水體銜接,構筑寶坻城區景觀生態水網,強調水網、水環境的改善和城市品質的提升。
3.2“兩環”水網格局
寶坻城區水系分布為內外雙環,內部水系位于寶坻城區內部,串聯城市內部公園,設計在保證居民使用需求的基礎上賦予更多的文化內涵,形成有靈魂的城市綠地。
內環水系共涉及7條水系,包含革命渠、百里河、窩頭河、西護城河、幸福渠、團結渠、寶九路北溝,總長度23.61公里,構建城市“景觀環”與“活力環”。
外環水系位于寶坻城區內部,設計突出自然生態,形成比較自然野趣的水系綠地景觀,外環水系共涉及百里河、西河務排干引渠、西河務排干、護城河排干、鮑丘河、薊潮引渠、大套排干、潮白新河左截滲溝、潮白新河引渠、窩頭河、朝霞渠等11條水系,總長度40.76公里。構建水系“生態環”。
3.3 寶坻城市水系設計理念
3.3.1規劃主題定位
“以歷史文化為髓,以水為脈,以生態為核心”。規劃以歷史為髓,充分挖掘寶坻歷史文化,依托現有水系與地形,結合規劃以及景觀空間格局和意境的營造,呈現形態各異的水體景觀?;驗橄?、或為湖、或為塘,貫穿整個寶坻地區以及各個功能區域,形成B續貫通的景觀水系系統。
3.3.2規劃理念的轉型
(1)過渡與漸變。城市公園的建設與發展,要依托公園周邊的地塊性質以及城市的歷史文化背景。突出文化公園的特點去規劃不同主題風格的城市公園,協調城市文化以及公園定位之間的關系,達成城市與公園協調發展的概念。
(2)生態與可持續性。結合水系資源的現狀加以綜合利用,理解并且尊重土地水系的自然資源現狀,結合對環境水系的分析進行整體規劃設計,以確保公園開發建設的可持續性,提出相關生態環境保護以及雨水收集措施,積極采用生態技術,使公園在維持生態性的前提下進行設計,綜合多方面的生態性因素,做到公園規劃的可持續發展。
(3)整合與多贏。設計生態河道連結四個主題公園和整個地區,規劃生態水系環繞城區,將綠色資源與河道、景觀、建筑、人文、生態等各子系統進行整合,建設完整的綠色水系建設,通過生態構架的建設和生態環境的改善,創造生態價值、經濟價值和社會價值的共贏,同時提升周邊土地價值。
(4)景觀多樣性。以景觀資源為基礎,以市場為導向,合理利用區內各類人群的需求,考察人們的市場需求,有針對性的去規劃不同性質的公園,使得公園在不同的區域有著不同的性質,能滿足不同地域人們的生活需求,做到有輕有重,各區域在分布的不同區域創造出不同的景觀以及,吸引不同的人群參與到規劃區域中去,體驗不同的生態區域,有利于公園的充分利用以及周邊場地的發展。
(5)鏈接與可達性。河道的設計能夠使未來開發的項目有效地串聯和構建在一起。四個公園體系通過一條貫通的水系連接各個項目,構建完善的交通系統,并可以通過游船在整個河道中感受各個景點。
3.4寶坻環城水系景觀的生態策略
3.4.1優化區域生態廊道體系
生態廊道是指在城市生態環境中呈線狀或帶狀布局的,能夠溝通和連接空間布局上較為孤立和分散的生態景觀單位的景觀生態系統空間類型。在河流兩側進行保護和控制,保留出足夠的綠地空間形成線性綠帶,聯結區域內的大型綠色開放空間,既限制了城市無休止的蔓延,又將鄉野景觀引入城市,豐富沿線環境,提升城市景觀生態質量。
水系定位以歷史為髓,充分挖掘寶坻歷史文化,依托現有水系與地形,結合規劃以及景觀空間格局和意境的營造,呈現形態各異的水體景觀,或為溪,或為湖、或為塘,貫穿整個寶坻城區以及各個功能區域,形成連續貫通的景觀水系系統。兩環水系進行連通有4條,總長度7.78公里,形成水系網絡:原革命渠以西平移改線3.35公里,形成南北貫通的河流廊道;西側打通“百里河”至“朝霞湖”連接渠1.5公里與原有城市綠地進行銜接;打通“窩頭河”鈺華街閘節點與“百里河”南段至環城南路節點連接渠1.0公里;打通“百里河”至“百里河南段”連接渠1.4公里。
3.4.2綠地斑塊的水系公園建設,維護區域尺度下的雨洪管理
自然降水在地面通過植物截留與土壤滲透,沿著坡面形成地形自然徑流,多余水分也會在地面洼地儲積會導致河水漫過河岸形成積水。所以區域尺度下的湖泊、沿河濕地提供滯洪、蓄洪功能,延長自然徑流在流域內的滯留時間,增加土地的含水量,區域內徑流變得平緩,滿足地下水與河川得到正常補給,從宏觀上實現流域綠地、湖泊與河網水系的協同作用,從何實現流域尺度下的雨洪管理。依托現有斑塊生態現狀,建設水系公園,優化流域水系與綠地關系。
水系公園建設重點為四處:
桃花塢公園,占地200畝,定義為文化歷史休閑公園。桃花塢公園建成后以生態文化游為主,重點打造以桃花塢公園、廣濟寺為中心的旅游景點,并沿西護城河、西護城河引渠和百里河輻射成為服務大眾的休閑景觀區,以提升城市的文化品位和綜合競爭力,并帶動周邊地塊的地產開發,增加經濟效益。
朝霞公園,占地面積300畝,定義為生態運動游憩公園。朝霞公園以生態涵養功能為主,建成后為市民提供良好的生態休閑與科普教育環境。
革命渠公園,占地500畝,定義為城市生活主題公園。革命渠公園打造生態涵養為主的生態休閑區,建成后為市民提供良好休閑活動與生態環境,成為寶坻城區的生態屏障。
都市濱水公園,占地150畝,定義為主題商圈市民公園。都市濱水公園以城市商業中心為依托,以百里河南段為輻射區域的公共性都市濱水景觀區,可以提升市民的公共生活品質,樹立寶坻的濱水都市形象。
3.4.3生態駁岸的運用
生態堤岸親水自然,通過分臺、緩坡、挑臺、自然的方式改造堤岸[5],緩和水、堤、城的生硬關系,增強親水性。生態駁岸采用自然材料形成可滲透的界面,充分保證河岸與河流水體之間的水分交換和調節,濱水區植被與堤內植被通過生態駁岸連成一體,提高水體自凈能力與涵蓄作用。
4.結語
本研究建立在水域空間景觀格局與水系生態網絡恢復的基礎上,建構河流水系,沿河綠帶及生態用地相結合的生態網絡。“方圓筑城,綠水連景”,通過水系廊道,將城市公園、綠地等納入綠色網絡,使水系廊道圍繞、貫穿寶坻城區,形成承載城市生態環境、展示城市文脈的風景線。
參考文獻
[1]黃靜.城市水景觀體系規劃研究[D].南京林業大學,2013.
[2]劉曉星.城市水系生態修復初探[J].北京園林,2013,(01):10-14.
[3]趙彥偉,曾勇,楊志峰,劉靜玲.面向健康的城市水系生態修復方案優選方法[J]. 生態學雜志,2008,(07):1244-1248.
[4]劉欣,楊建敏,宋曉然,吳爭妍.“十二五”期間天津市寶坻區建設用地變化時空特征及形成機制分析[J]. 城市,2012,(07):31-33.