（农业工程专业论文）翠湖湿地生态园建设研究.pdf

中国农业大学硕士学位论文摘要 曼皇量曼曼曼曼毫苎量曼量量罡曼曼! ! ! 皇曼曼皇曼曼蔓! ! 曼曼曼! i 皇曼曼曼曼! ! 鼍曼曼喜量量墨曼曼曼! 蔓皇曼曼皇| 鼍曼暑! 蔓曼曼曼篁 摘要 湿地是重要的国土资源和自然资源，与森林海洋一起并称为全球三大生态系统，它在抵御洪 水、调节径流等多方面有其他系统不可替代的作用，被誉为“地球之肾”。本文在大量阅读国内 外湿地资料及相关研究的基础上，依据国家治理湿地的各项政策利用翠湖湿地现有的优越的地 理位置、丰富的自然资源，开发建设湿地生态园。在建设研究中以生态保护为目的，利用渡槽、 过水坝等建筑物的传统功能，为人工湿地与天然湿地相结合处理生活污水模型以及各种水生动、 植物构筑一个良好的物理框架和生存环境，同时，在污水处理模型中既充分考虑水生植物的净化 污水功能，又有创新意识，依靠现代的工程技术和新型材料增加传统水工建筑物的景观功能，从 而建立起一个抵御洪水、调节径流、净化污染、发展生物多样性、生产旅游、宣教等精神产品多 种功能于一体的生态同。研究中，通过计算合理制定建筑物的几何参数，从而控制水流流态使 之更适丁二湿地植物生长、净化污水；并用实验数据得出所建立的模型的污水承载量，建议在日后 人工湿她的建殴管理中积累经验，以促进大规模人工湿地的建设发展，从而保护和扩大了现有湿 地资源，叉充分开发和利用湿地。 关键词：湿地、生态多样性、净化污水、生态园 a b s t r a c t w e t l a n d sa r er e g a r d e da st h ei m p o r t a n tl a n da n dn a t u r a lr e s o u r c e sj u s tl i k ef o r e s t s ，l a n d sa n do c e a n s t o g e t h e rt h e ya r en a m e d t h r e ee c o s y s t e m si nt h ew o r l d hi sw e l lk n o w nt h a tw e t l a n di s ”t h ek i d n e y o 九h ee a r t h ”t h ef i l n 嘶o i i sa r ef l o o dc o n t r 0 1 r u n o f fr e g u l a t i o ne t c b a s e do nw i d e l yk n o w ns u r v e y a n dr e s e a r c ho fw e t l a n d sg l o b a l l y , g u i d e db yo u rc o u n t r y sp o l i c e sr e l a t e dt ow e t l a n d s ，t h eg r e e nl a k e e v e r g l a d ep a r kw a sb u i l ti nt h i sa r t i c l e ，o nt h eb a s eo f g r e e nl a k ew e t l a n d sr i p en a t u r a lr e s o u r c e sa n d p r e d o m i n a n tp l a c e i no r d e rt op r o t e c tt h ee c o s y s t e mw i t hb i o d i v e r s i t y ，t h eb r i d g e s ，w e i r sa n dc u l v e r t s e t c ，a l lt h ee n g i n e e r i n g sf u n c t i o n so fw a t e rw o r k ss u c ha sl i n ko v e rw a t e r ，e t e , c o m b i n a t i o nw i t ht h e f u n c t i o n o fe c o l o g yw e r et h o u g h to v e r s oa st oa p h y s i c a lf r a m ew a sb u i l t f o rt h ep a t t e r no f c o m b i n a t i o no fa r t i f i c i a la n dn a t u r a lw e t l a n d sf o rw a s t e w a t e rt r e a t i i l e n t , a n daf i tc i r c u m s t a n c ew a s g i v e nt oa l lt h ea n i m a l sa n dp l a n t si nt h ew a t e r 。a tt h es a m et i m e ，i nt h ed e s i g no ft h ep a t t e r , t h e f _ l _ m c t i o n so fn o to n l yt r e a t i n gw a s t e w a t e rb u ta l s ol a n d s c a p i n gw e r et a k e ni n , w h i c hw i l lb et h es h e l t e r s f o rt i em a n m a d eb u i l d i n g s t h eg r e e nl a k ee v e r g l a d ep a r kw a ss e tu pw i t hf u n c t i o n so ff l o o dc o n t r 0 1 f o o dd e t e n t i o n , r u n o f fr e g u l a t i o n ，c l i m a t er e g u l a t i o n , e n v i r o n m e n t a lb e a u t i f i c a t i o ne t c ，f r o mt h ed a i l y m a n a g e m e n to fa r t i f i c i a lw e t l a n d s ，e x p e r i e n c e sw i l lb ea c c u m u l a t e d , s ot h a ti ti ss i g n i f i c a n tf o r s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to f t h es o c i e v a n de c o n o m y k e yw o r d s ：w e t l a n d s ，b i o d i v e m i t y , w a t e rp u r i f i c a t i o n , e v e r g l a d ep a r k “ 中国农业大学硕士学位论文 摘要 摘要 湿地是重要的国土资源和自然资源，与森林海洋一起并称为全球三大生态系统，它在抵御洪 水、调节径流等多方面有其他系统不可替代的作用，被誉为“地球之肾”。本文在大量阅读国内 外湿地资料及相关研究的基础上，依据国家治理湿地的各项政策利用翠湖湿地现有的优越的地 理位置、丰富的自然资源，开发建设湿地生态园。在建设研究中以生态保护为目的，利用渡槽、 过水坝等建筑物的传统功能，为人工湿地与天然湿地相结合处理生活污水模型以及各种水生动、 植物构筑一个良好的物理框架和生存环境，同时，在污水处理模型中既充分考虑水生植物的净化 污水功能，又有创新意识，依靠现代的工程技术和新型材料增加传统水工建筑物的景观功能，从 而建立起一个抵御洪水、调节径流、净化污染、发展生物多样性、生产旅游、宣教等精神产品多 种功能于一体的生态同。研究中，通过计算合理制定建筑物的几何参数，从而控制水流流态使 之更适于湿地植物生长、净化污水；并用实验数据得出所建立的模型的污水承载量，建议在日后 人工湿地的建殴管理中积累经验，以促进大规模人工湿地的建设发展，从而保护和扩大了现有湿 地资源，叉充分开发和利用湿地。 关键词： 湿地、生态多样性、净化污水、生态园 a b s t r a c t w e t l a n d sa r er e g a r d e da st h ei m p o r t a n tl a n da n dn a t u r a lr e s o u r c e sj u s tl i k ef o r e s t s ，l a n d sa n do c e a u s ， t o g e t h e rt h e ya r en a m e d t h r e ee c o s y s t e m si nt h ew o r l d i ti sw e l lk n o w nt h a tw e t l a n di s ”t h ek i d n e y o 九h ee a r t h ”t h ef u n c t i o n sa r ef l o o dc o n t r 0 1 r u n o f fr e g u l a t i o ne t c b a s e do nw i d e l yk n o w ns u r v e y a n dr e s e a r c ho f w e t l a n d sg l o b a l l y , g u i d e db yo u rc o u n t r y sp o l i c e sr e l a t e dt ow e t l a n d s ，t h eg r e e nl a k e e v e r g l a d ep a r kw a sb u i l ti nt h i sa r t i c l e , o nt h eb a s eo f g r e e nl a k ew e t l a n d sr i p en a t u r a lr e s o u r c e sa n d p r e d o m i n a n tp l a c e i no r d e rt op r o t e c tt h ee c o s y s t e mw i t hb i o d i v e r s i t y ，t h eb r i d g e s ，w e i r sa n dc u l v e r t s e t c ，a l lt h ee n g i n e e r i n g sf u n c t i o n so fw a t e rw o r k ss u c ha sl i n ko v e rw a t e r ，e t c , c o m b i n a t i o nw i t ht h e f u n c t i o n o fe c o l o g yw e l et h o u g h to v e r s oa st oa p h y s i n a if r a m e w a sb u i l t f o rt h e p a t t e r no f c o m b i n a t i o no fa r d f l c i a la n dn a t u r a lw e t l a n d sf o rw a s t e w a t e rt r e a t m e n t , a n daf i tc i r c u m s t a n c ew a s g i v e nt oa l lt h ea n i m a l sa n dp l a n t si nt h ew a t e r a tt h es a m et i m e ，i nt h ed e s i g no ft h ep a t t e r ，t h e f u n c t i o n so fn o to n l yt r e a t i n gw a s t e w a t e rb u ta l s ol a n d s c a p i n gw e r et a k e ni n , w h i c hw i l lb et h es h e l t e r s f o rt h em a n m a d eb u i l d i n g s t h eg r e e nl a k ee v e r g l a d ep a r kw a ss e tu pw i t hf u n c t i o n so ff l o o dc o n t r o l ， f o o dd e t e n t i o n , r u n o f fr e g u l a t i o n ，c l i m a t er e g u l a t i o n , e n v i r o n m e n t a lb e a u t i f i c a t i o ne t c ，f r o mt h ed a i l y m a n a g e m e n to fa r t i f i c i a lw e t l a n d s ，e x p e r i e n c e sw i l lb ea c c u m u l a t e d , s ot h a ti ti ss i g n i f i c a n tf o r s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to f t h es o c i e t ya n de c o n o m y k e yw o r d s ：w e t l a n d s ，b i o d i v e r s i t y , w a t e rp u r i f i c a t i o n , e v e r g l a d ep a r k l i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 4 刁耗，p 何 时问： d 柙f 年r 月d f 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名： 付扣p n 时间： 舢刃缉朋a e t 导师签名：多必i 口f 1时间：易万年，月够日 中国农业大学硕士学位论文第 章绪论 1 1 研究的背景 第一章绪论 我国湿地总面积为6 5 0 0 多万h a ，占世界湿地总面积的1 0 ，居砭洲第一位，世界第四位“。 但是近些年来，由于盲目的农业开垦和城市开发占用天然湿地，直接造成了中国天然湿地面积 消减、功能下降。我国沿海地区湿地总面积的5 0 已经消失，全国湖泊因为围垦而丧失的容积高 达3 5 0 亿m 4 以上，相当于我国五大淡水湖的总蓄积量，近1 0 0 0 个中小湖泊因围垦丽消失，这就大 大加重了江河湖泊调蓄洪水的能力，增加了洪涝灾害风险，成为制约我国经济和社会可持续发展 的巨大障碍。 湿地是重要的国土资源和自然资源，与森林、海洋一起并称为全球三人生态系统。湿地系指 “1 不论其为天然或人工，长久或暂时之沼泽地，泥炭地或水域地带，带有或静止或流动，或为淡 水或咸水水体者包括低潮时水深不超过6 m 的水域。此外湿地可以包括邻接湿地的河湖沿岸、 沿海区域以及湿地范围的岛屿或低潮水深不超过6 m 的水域。所有季节性或常年积水地段，包括 沼泽，泥炭地，湿草甸，湖泊河流及泛洪平原，河口三角洲、滩涂、珊瑚礁、红树林、水库、 池塘、水稻地以及低潮时水深浅于6 m 的海岸带等，均属于湿地范畴。它与人类的生存、繁衍、 发展息息相关，建自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一。并且在抵御 洪水、调节径流、蓄洪防旱、控制污染、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、美化环境等方面 有其它系统不可替代的作用，被誉为“地球之肾”。然而随着人口的急剧增加，为解决农业用地 的扩张和发展经济，对湿地的不合理开发利用导致中国天然湿地日益减少，功能和效益下降，过 量获取湿地生物资源，造成了湿地生物多样性逐渐丧失：湿地水资源过度开采利用，导致湿地水 质碱化，湖泊萎缩；长期承泄工农业废水、生活污水，导致湿地水污染，严重危及湿地生物生存 环境：森林资源的过度砍伐，植被破坏，导致水土流失加剧，江河湖泊泥沙淤积等等，使中国湿 地资源已经遭受严重的破坏，其生态功能严重受损”1 。因此保护现有湿地，恢复其原有的生态 功能，建设湿地生态园的研究课题十分紧迫。 湿地生态园建设与合理利用是根据湿地原有状况，以维护湿地系统的生态平衡，保护湿地功 能和湿地生物多样性，实现资源的可持续利用为基本出发点，坚持“全面保护、生态优先、突出 重点、合理利用、持续发展”的方针，兼顾景观效果开放旅游，同时起到宣传教育等，最大限度 地发挥湿地生态系统的各种功能。 翠湖湿地生态园建设将遵循合理开发利用的原则，兼顾人工湿地的建设与天然湿地的保护，既 可以提高湿地的纳污、滞洪能力，又不破坏湿地原有的生态群落，加速人工湿地的发展进程，尽 快完善其功能；同时在湿地中建设园林小品，充分挖掘其景观功能，使之展现在游人面前的是人 工与自然的和谐统一，两者相辅相承充分发挥湿地的各种功能。 1 2 研究的意义 北京市是世界上严重缺水的大城市之一，当地水资源的人均占有量约3 0 0 m 3 ，仅为全国的 中国农业大学硕士学位论文 第一。章绪论 i i i i 8 ，是世界人均的1 3 0 ，远远低丁国际公认的入均1 0 0 0 m 。的f 限，属于重度缺水地区。 北京气候干燥，多年平均降水量6 1 9 m 。，多年平均蒸发量为1 8 8 3 1 m m 。这就决定了北京水面 西积小，人均水面更小，城市“热岛效应”引起的气候于热问题非常严重”。 人民生活水平的提高，工农业发展，城市化进程的加速等等，导致人们对水的需求量增加， 排污量增大，工程应对措施造价高，管理要求严格、复杂。 所有上述情况都证明了北京急迫需要湿地生态园的建设。根据北京市湿地保护1 0 年规划， 2 0 1 0 年以前将投资3 3 6 亿元，建设1 2 个湿地保护区，总面积5 万h a 。 上庄翠潮湿地就是其中个，占地4 0 0 0 m u ，它处在温榆河的一级支流南沙河的上游，位于 北京上风上水的上好地段，绿植繁茂，有山有水。同时紧邻中关村科技园区的中心，身处园区 的发展区。从中关村科技园区的发展来看，项目占据重要的地理位置，它距颐和园仅j 5 l ( 皿，其 南面毗邻中关村永丰高新技术产业基地、中医药科技园、温泉环保科技园、中关村生命科学院、 航天城、国际商城等；北有农林科技园，集中了中关村科技园区最有发展前景的技术开发基地。 同时京郊和海淀区农业正从生产供应型转向提供休闲、旅游，对城市进行环境衬托的生态功能 和社会功能，并紧紧依赖城市的消费市场进行“精神、环境”产品生产的都市农业形态。因此 翠湖湿她生态园的建设是对中国湿地保护行动计划和北京市湿地保护规划( 2 0 0 1 2 0 1 0 年) 的落实，它将成为中关村科技园区的服务休闲旅游区，是中关村科技园区的重要功能区， 成为海淀园的“后花园”。更重要的是翠湖湿地生态园自动化监测系统的建设，将从温榆河的源 头把好水质关，有利于进一步防治河湖水污染，对成功建设“碧水海淀”，实现“绿色奥运”的 目标将是重要一步。 “天人合一的思想从古传到今，强调人与自然的和谐相处，人类的经济和社会发展不能超 越资源与环境的承载能力。但是湿地作为与森林、海洋起并称为全球三大生态系统之一，由 于人类盲目开垦与不合理的利用，导致这一生态系统功能严重受损。对湿地资源保护与合理开 发利用，成为当前我们所要研究的一项重要课题，人们从湿地提供水源、补充地下水、调节流 量、控制洪水、保护堤岸、净化水体、调节小气候、保持生物多样性、旅游休闲等多方面进行 研究，证明生态湿地为人类提供了多种和巨大的经济效益、生态效益和社会效益，保护好湿地 具有重要的意义。在国外湿地研究起步较早，湿地保护与合理开发利用取得了比较丰富的经验 和较大成绩。在我国，湿地研究也取得了一定的成果，但是我国保护湿地和与湿地相关的研究起 步较晚，研究合理开发利用和保护湿地具有巨大的发展空间。 1 3 国内外研究现状 1 3 i 国外研究现状 湿地曾一度被看作是不健康的沼泽，随着人口增多和经济的发展，土地珍贵，全世界的湿 地面积在锐减。2 0 0 2 年美国和英国学者称“，由于全球生态系统破坏所带来的年损失额估计为 2 5 0 0 亿美元。根据美国清洁水法”1 ( c l e a nw a t e ra c t ) 一位建造商如果要填埋一处湿地，只要 同时在其附近建一个人工湿地，就可以从美国陆军工兵队或州政府部门得到许可证。在过去的 1 0 多年里，这个所谓的缓和政策的结果是湿地零损失的目标没有实现。海湾战争使湿地面积迅 2 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 速减少，数以万计的鸟无家可归，生态系统遭到严重破坏，其影响波及全球。 1 9 9 6 年国际湿地公约常委会将每年2 月2 日定为世界湿地日，并且每年都选择各种主 题纪念湿地日，广泛宣传湿地知识，倡导保护湿地。直到2 0 世纪末，2 1 世纪初，湿地才渐渐地 引起人们的关注，各国政府纷纷采取措旅恢复和保护湿地。 湿地研究并没有因人们的忽视而停止，1 9 5 3 年德国”m a xp l a n c k 研究所的k a t h es e i d e l 博士在研究中发现芦苇能去除大量的有机和无机物，他进一步研究发现一些污水中的细菌，如 大肠杆菌、肠球菌、沙门氏菌在通过各种芦苇时消失，弗且芦苇等大型植物可以从水中去除重 金属和碳水化合物。1 9 9 7 年德国学者”1 k i c k u t h 提出根驱法( r h i z o s p h e r em e t h e d s ，r z m ) 理论， 由于湿地中的挺水植物对氧的输送、释放扩散作用，在植物的根须周围微环境中依次出现好氧、 兼氧、厌氧区，有利于硝化、反硝化和微生物对磷的过量积累作用，达到除氮、磷的效果。“根 驱法”理论的提出推动了对湿地污水处理的实验研究，根据k a d l e ca n dk n i g h t 统计”o ，截止 1 9 9 4 年在美国和加拿大的湿地总数超过6 5 0 个，而欧洲也有数以百计的湿地投入运行。现在国 外有一定数量的人工湿地( c o n s t r u c t e dw e tl a n d ) 主要接纳经过预处理的水建设成公园，目 的是为公众提供休闲娱乐场所，如美国加州的a r c a t a 野生动物保护所，新西兰的w h a n g e r e i 人 工湿地公园，在这些地方赏鸟是一项重要的娱乐项目。 1 3 2 国内研究状况 从我国湿地保护管理的现状来分析，湿地保护与合理利用管理在我国尚属起步阶段，居于国 家生态建设和环境保护工作中的较低层次，在已经初步形成的我国湿地利用管理格局上，构筑湿 地保护与合理利用管理的法律框架和管理秩序，其艰难程度不言而喻。但是因此使我国的湿地保 护与合理利用具有更大的发展空间，在不断的研究、实践中，有更多的可开拓创新之地。 我国自从1 9 9 2 年加入湿地公约以来，积极抢救和恢复湿地资源。国家林业总局的资料 表明，中国的湿地自然保护区有2 6 3 个，面积7 8 0 万h a ，在世界自然基金会的支持下，中国正在 实施漫地保护行动计划，准备用2 5 年的时间逐步恢复失去的湿地。 2 0 0 2 年9 月中国湿地保护领域学术水平最高的一次国际会议“南京国际湿地学术会议”“ 的召开，对我国湿地保护、管理和恢复领域的学术水平促进湿地保护工作的开展具有重要的意 义。 中国湿地的研究虽已取得了一定的成绩，但仍然存在着许多问题：首先缺乏湿地管理协调机 制，直接导致对湿地的盲目开垦与改造和对湿地资源的不合理利用，并且在信息利用方面还存在 着已有湿地基础信息，包括数据、参数等标准不统一，难以实现信息成果共享；其次，缺乏对资 源和士地利用后的湿地生态变化、生物多样性的监测，导致湿地污染加剧和泥沙淤积日益严重； 再次，湿地环境影响评价制度不健全，对获得的数据资料进行系列分析比较困难。最后基础研究 薄弱，人才缺乏，技术水平落后，资金不到位，对湿地的结构、功能、演替规律、价值和作用等 方面缺乏系统、深入的研究，制约了湿地保护与管理的进行。 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 1 4 本章小结 以上一些问题，随着国家政府的不断重视，将逐渐被解决。但中国湿地在合理开发利用理念 上却有着误区，对于天然湿地一味地保护，惟恐损坏其本来面貌，开发利用缩手缩脚，而对于湿 地的纳污、污水处理功能则花费大量的人力物力建造人工湿地盼”l 。本论文将在北京近郊海淀区 上庄镇翠湖湿地生态园建设中，结合人工湿地建设和天然湿地保护，充分考虑湿地的所有功能， 集污水再处理、景观开发于一体，建造一个人与自然高度和谐的生态后院。 4 中国农业大学硕士学位论文第二章翠湖湿地的现状分析 蔓皇曼曼舅! 量量皂量| 量墨e 皇量量曼! 曼曼量皇篁| 量曼曩置鼍皇皇量皇曼墨曼皇奠量量| e 墨皇i i i 瞄量量墨曼鼍_ 第二章翠湖湿地的现状分析 2 1 自然及社会经济状况 2 1 1 地理位置 翠湖湿地生态园建设项目位于北京市西山脚f 的海淀区上庄乡，地理坐标东经1 1 6 。0 8 ， 北纬4 0 。0 67 。是国务院批复的中关村科技园区的发展区，地处市区去八达岭、十三陵等风景 区的中心走廊，距风景区约2 0 多k m 。距天安门只3 6 k i n ，距马甸桥3 0 k m ，距颐和园1 5 k i n ，距 奥运村约3 0 k i n 。已有“二横三纵”五条干线( 北清路、沙阳路、温阳路、上庄路、友谊路) 。离中关 村园区近在咫尺，是中关村的后花园。 翠湖湿地生态园建设项目南邻中关村永丰生命科技园，东接中关村生命科学园、航天城，西 临环保科技园。是京城的上风上水无污染地带。地势为西北高、东南低。地貌成因为南口的冲积、 洪积而形成北京的水乡一海淀翠湖扇。北部和南部有南、北沙河流过，沿河地势较高，其余大部 分为平地。 2 1 2 社会条件 本工程周边旅游资源丰富。地处市区通往八达岭、十三陵等风景区的中心走廊，北距这些风 景区只有二十多公里。毗邻的西部是北京著名风景密集地区，西南部有香山、颐和园，西北部有 鹫峰、阳台山、风凰岭等风景区，但缺少大型水面。“翠潮湿地”与上庄水库等周边水面结合在 一起，被称为“华北江南水乡”。 该地区基础设施完善，电力、通讯发达，人力资源丰富，交通条件方面更具有优势，交通四 通八达。周遍度假区规划范围是以“翠湖湿地”为轴线，由西向东展开，上庄水库南北西岸广阔 的平原、渠道纵横、湖泊连串、稻田成片。 根据北京市规划，南沙河及上庄水库一带将建设成北京市的生态走廊，成为北京中关村科技 园区的服务、休闲旅游区，是中关村科技园区的重要功能区。 本工程位于北京市重要河流之一的温榆河上游该河是北京市重要的水源地之一。 上庄乡翠湖地区经过多年的发展，现已形成了较好的基础设施和水电条件，上庄乡南侧以北 清路两旁为轴心，集中了生命科技园、永丰技术开发区、国际商城、环保科技园等中关村科技园 区晟有前景的技术开发基地。上庄小城镇建设为市政建设和污水处理提供了配套条件。以翠湖别 墅区的开发为代表，在翠湖地区形成了高档物业集中区同时苏家坨乡的经济快速发展，形成了 良好的经济和人文基础。中关村科技园区发展区的规划功能正在逐步实现。 2 1 3 翠潮湿地生态园建设研究的必要性 、环境建设和可持续发展的需要 小【目农业大学硕士学位论文 第章翠湖湿地的现状分析 环境安全、生态效益和经济效益的统一，在北京农业中的地位日益突 l j ，4 i 仅仅涉及到结合 北京市奥运建歧的需要，更影响到北京郊区的长期发展和北京郊区整体投资环境【i 。 本项目充分利用北京市海淀区上庄水库水面环境，依托海淀限牛态办公k ( e o d ) 建设规划 和中关村高科技园区建设背景，结合上庄乡小城镇利南沙河2 0 k m 2 风景旅游的建设，建讧以企业 为经营土体的技术生态经济模式，在获得良好的经济、社会、生态效益的同时，探索都市农业经 济、生态结构和可持续发展模型。 二、农业产业结构调整的需要 从京郊农业现状和发展趋势分析，京郊农业更 庸蘑视农业的，f 态功能和社会功能，紧紧依赖城 i h 的消费1 j f 场进行农副产t u f 、精神、环境产鼎和 旅游产品的q 二产。人力发展湿地生态和湿地观光 农业，以适廊j 匕京l h 农业产业结构调整的需要， 满足r ，芙村高科技产业开发区办公辐射的需要。 政变传统农业结构、生态脆弱、产品单、抗风 险能力差等弱势产业状况。促进第三产业的发展。 通过城乡统筹、经济与社会发展统筹、人与白然 和谐统筹探索环境、技术经济、社会发展的良性循环模式。 图2 1 1 京郊农业现状 二：、中关村发展和奥运会的需要 中关村科技吲区建设总体规划确定，海淀园分为中心区和发展区。其中，发展区有2 8 6 k m 2 ， 位f j l 京上风上水的黄金地段，山水相依，植被茂盛。根据规划r 庄乡和本t 程周边地是该 i 爱的重要发展地带，将成为世界先进技术展示、推j “、辐射的基地和世界5 0 0 强太地区总部的 首选区域。弧洲教育论坛、堪德森软件蚓、世界女子网球总决赛都将落户在此区域。沙河沿岸地 带包括翠湖地区将成为自然优美的风景休闲旅游区和服务区。为中关村的国际化提供优美的环 境。 四、为北京地区节水、调蓄水资源、处理生活污水提供新模式 湿地具有强大的调蓄水资源的能力，根据专家的计算，湿地可以调蓄其十壤重量3 - 9 倍的水。 恢复湿地、增加水容量，町以调整补充北京市节水战略，由单一的节水向铮水和增加水源二元结 构发展i j “。由直接修建水利工程向水利1 ：程与湿地、生物工程相结合方向发展。从t 程蓄水剑上一 程、生物蓄水方向发展。大范围湿地的建设可以补充用水的需求。而且可以通过湿地处理污水， 提高水的调蓄能力和增加第二水源。 根据奥运会的要求和北京市组委会的承诺，改善环境、加强城市垃圾和农村生活污水的处理 已成为成为环境建设的重要内容。翠湖湿地生态园可以进一步为奥运会提供健康水环境。 五、保护和开发湿地的需要 湿地是地球上生物多样性丰富、生态功能全面、生产力高的生态系统。它即是一项重要的自 然资源，义是地球生态环境的重要组成部分，与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统。 湿地具有抵御洪水、调节径流、控制污染、净化水质、调节气候、美化环境；天然蓄水库； 野生动植物资源，特别是珍稀水禽的繁殖和越冬地；为人类提供水和食物等自然功能，被称为“生 命的摇篮”、“地球之肾”和“i 马类的乐同”。 6 中国农业大学硕士学位论文第二章翠湖湿地的现状分析 北京市政府十分重视湿地建设，出台了湿地保护i o 年规划。到2 0 1 0 年以前将投资3 3 6 亿元 建设1 2 个湿地保护区，总面积5 万多h a ，其中3 个国家级、4 个市级保护区。合理利用湿地， 开展生态旅游；同时，拿1 6 亿元用于退牧还泽、还草工程，退耕还泽、还滩工程，湿地多样性 保护及栖息地恢复工程，重点湿地保护区移民工程等6 项湿地保护和恢复示范工程建设。规划还 提到“野生动物回城工程”，利用城市河湖水系适当放养、招引水生鸟类。 本项目建设地点就在市规划的1 2 个保护区之一的稻香湖湿地范围内。 六、开发湿地经济、促进科普和科学研究 湿地不仅有重要的生态功能，而且有重要的经济功能。水稻、鱼类是众所周知的人工湿地产 品。藕、菱、芡、茨菰、虾、贝、藻类等是富有营养的副食品：有些湿地动植物还可入药；有许 多动植物还是发展轻工业的重要原材料。 湿地生态系统、有丰富的动植物物种等在自然科学教育和研究中都具有十分重要的作用。 湿地可以为教育和科学研究提供对象、材料和试验基地。 七、有助于提高全社会的环境意识 该园区位于北京的海淀区，既是城市边缘，又是大学、科研和文化区边缘，在此建立湿地生 态教学科普功能示范区，可十分方便地为首都市民提供休闲、娱乐、观赏、学习的实景，以及科 研、开发和国际交流提供重要场所。通过示范宣传，提高全社会对湿地和环境保护意识，普及和 推动全面的环保行动，为2 0 0 8 年北京的“绿色奥运”、中关村科技园区走向国际化，以及国民经 济建设实现可持续发展奠定坚实的基础。 2 2 建设区水文地质状况 2 2 1 水文 一、流域状况 翠湖湿地生态园工程位于北京市西山脚下的海淀区上庄乡，南临中关村永丰生命科技园，东 接中关村生命科学园、航天城，西临环保科技园。是京城的上风上水无污染地带。 本工程区域地势为西北高、东南低。地貌成因为南口的冲积、洪积而形成北京的水乡海 淀翠湖扇。北部和南部有南、北沙河流过，沿河地势较高。其余大部分为平地。与翠湖湿地生态 园毗邻的上庄水库2 0 0 0 m u 水面，水库附近农业用地面积将近3 0 0 0 0 m u 。 二、气象 该区域属大陆性温带湿润季风气候，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽，冬季寒冷干 燥。据北京市气象站实测资料统计多年平均气温1 1 7 0 0 c ：；多年平均降水量6 1 9 r a m ，一年内降 水月份分配不均，主要集中在6 、7 、8 月，其中7 8 月降水量占全年降水量的6 4 ，1 2 月至翌 年2 月降水量最少；年日照时数2 6 6 2 小时，多年平均蒸发量1 8 8 3 1 m m ；年平均风速2 6 m s ，年 平均大风日数约3 5 d ；无霜期2 li d ，冻土最大深度o 8 m 。 三、降水 根据海淀区1 9 5 6 , - - 2 0 0 0 年降水量资料统计，见表2 1 1 ，海淀全区平均降水量为6 1 9 r a m ( 降 水总量为2 8 i 亿m 3 ) 。平水年降水量为6 1 4 3 r a m ( 降水总量为2 6 2 亿m 3 ) ，枯水年降水量为3 3 6 4 m m ( 降水总量为i 1 4 3 亿m 3 ) 。全区年内降水分配不均，汛期降水量占全年水量的8 0 以上。 7 中国农业大学硕士学位论文第二章翠潮湿地的现状分析 表2 2 - l 海淀区年降水量系列图 l z 0 0 1 0 0 0 8 0 0 6 0 0 4 0 0 2 0 0 0 e 三卫匹口 卉 厂八 、j ，弋 ，k产厂、 ，k ，、 矿 v y v 、，yuy 。，yyn v 一 ， tl-iltltldllt_ 擎擎擎擎擎擎擎擎擎s 萨妒擎擎擎擎擎 四、径流 翠湖湿地水源主要依靠阳台山的表面径流水、降雨和洪水，通过上庄水库统一进行调剂。本 区的径流量主要集中在6 - 9 月份，因为8 0 的降水量集中在此期间，八十年代末期区内资产径流 总量约为0 5 1 亿m 3 ，其中只能利用o 1 5 亿m 3 。 五、洪水 海淀区处于军都山和太行山余脉环抱的平原区，受地形影响，气流复合作用增强为暴雨形 成提供了有利条件。 洪水发生的时间多在五、六十年代的汛期，并以7 、8 月份为最多。1 9 4 9 年至1 9 8 8 年发生过 1 0 次洪涝灾害，其中9 次发生在8 月上旬，1 次发生在7 月上旬。 六、地下水 根据1 9 9 7 年“海淀区水资源调查评价”报告，海淀区多年平均地下水资源量为2 4 亿m 3 ， 其中降雨入渗补给量为o 9 5 亿m 3 ，农田灌溉、渠道、天然河道入渗量0 5 3 亿m 3 ，人工引水渠入 渗补给量为o ，2 2 亿m 。 地下水可开采量为2 1 5 亿m 3 。地下水因长期超量开采，使地下水位连年下降，平均f 降速 度为0 ，4 5 r a j y 。 七、蒸发 据1 9 5 9 至1 9 9 0 年海淀气象站观测资料统计，年平均蒸发量为1 8 8 3 1 m m ，年内主要的蒸发 月份是4 - 6 月份，平均累计蒸发量8 1 0 6 m m 月平均蒸发量均在2 0 0 m m 以上，占全年的4 3 ： l l 2 月份平均累计蒸发量2 7 8 9 m m ，月平均蒸发量不超过1 0 0 m m ，占全年的1 5 ；其它各月平 均累计蒸发量7 9 3 6 m m ，占全年的4 2 。 2 2 2 工程地质 一、地理概况 翠湖湿地生态园位于海淀区上庄乡西北，郭家庄村东北，它周边交通发达。 二、区域地质概况 1 、地形地貌：该场地西北高、东南低。地形地貌特征为山区平原区，由南沙河和南口冲洪 积扇组成。 2 地层岩性：本次勘探揭露土层由上到下依次叙述如下： ( i ) 耕植土层：褐色，湿、结构松散。厚度由o 6 0 m 至0 9 0 m 。 8 中国农业大学硕士学位论文 第二章翠湖湿地的现状分析 ( 2 ) 粉质秸土层：褐黄色、黄色，饱和。含有棕色氧化铁条带及姜石。呈可塑状态a 厚 度由0 9 0 m 至2 2 0 m 。 ( 3 ) 牯质粉土层一1 ：黄色。湿。含有棕色氧化铁条带、姜石及云母碎片。中密状态。厚 度由0 m 至09 0 m 。 ( 4 ) 粉质粘土层：灰黄色、灰色，饱和。含有有机质，海螺、贝壳等。呈可塑状态。厚 度由0 5 m 至1 3 0 m 。 ( 5 ) 砂质粉土层：灰色、湿。含有有机质及云母碎片。呈中密状态。厚度由o 3 m 至1 1 0 m 。 ( 6 ) 重粉质粘土层：灰黑色，饱和。含有有机质及小螺壳。呈可塑状态。厚度由0 4 m 至 1 8 0 m 。 ( 7 ) 砂质粉土层：灰色、很湿。含有云母碎片等。呈中密状态。厚度由o 5 m 至15 0 m 。 ( 8 ) 重粉质粘土层：灰黑色，饱和。含有海螺、贝壳等。呈硬塑状态。厚度由0 9 m 至1 3 0 m 。 ( 9 ) 粉质粘土层：灰黄色，饱和。含有云母碎片等。呈可塑状态。本次勘察未打穿。 3 、地质构造和地震： ( 1 ) 地质构造：为燕山台褶带( i i 级) ，西山迭拗( i i 级) 构造带。穿过燕山期陆缘活动带 褶皱和后吕粱印支期地台盖层褶皱构造层的断裂带有三条，均呈北东向平行分布，但因燕山 晚期酸性侵入岩的大规模侵入，这三条断裂带多被充填与覆盖，对本工程不会造成大的影响。 ( 2 ) 地震：该场地抗震设防烈度为度，抗震设计基本地震加速度值为0 2 0 9 ，地壳活动 相对较平稳。 4 、水文地质； ( 1 ) 该场地地下水类型为第四系孔隙潜水，静水位埋藏深度为0 9 0 f ，6 0 m 。 ( 2 ) 通过勘探孔提取水样检测结果依据水利水电工程地质勘察规范( g b 5 0 2 8 7 1 9 9 9 ) 附录g 表明：该地区地下水对硷没有侵蚀性。 3 、地基土评价 ( 1 ) 层不能作为地基持力层，应彻底清除。 ( 2 ) 层可以作为地基持力层，均匀分布于整个场区内，承载力标准值a , a = 1 4 0 k p a 1 层可以作为地基持力层，是一个透镜体，承载力标准值f l o = 1 4 0 k o a 。 ( 3 ) 层可以作为地基持力层，均匀地分布在整个场区内，承载力标准值f k a = 1 4 0 k p a 。 ( 4 ) 层可以作为地基持力层，均匀地分布在整个场区内，承载力标准值f k a = 1 6 0 k p a 。 ( 5 ) 层可以作为地基持力层，均匀地分布在整个场区内，承载力标准值0 【a = 1 4 0 k p a 。 ( 6 ) 层可以作为地基持力层，均匀地分布在整个场区内，承载力标准值f k a = 2 4 0 k p a 。 ( 7 ) 层可以作为地基持力层，均匀地分布在整个场区内，承载力标准值t k a = 2 0 0 k p a 。 ( 8 ) 层可以作为地基持力层，均匀地分布在整个场区内，承载力标准值t k a = 1 8 0 k p a 。 4 、建筑场地类别与场地岩土类型 ( 1 ) 建筑场地类别判定：依据北京地区建筑地基基础勘察设计规范( d b j 0 1 - 2 0 0 1 ) 表 4 1 6 判定场地类别为i 类。 ( 2 ) 场地岩土类型：根据建筑抗震设计规范( g b 5 0 i l 一2 0 0 1 ) 中第4 1 3 条规定，场地十 类型为中软土。 5 、建筑场地抗震性评价 9 中 日农业大学硕士学位论文 第二章翠湖湿地的现状分析 d 建筑抗震设计规范( g b 5 0 1 1 - 2 0 0 1 ) 中4 3 3 4 3 5 条综合判定，场地为非液化场地。 6 、结论及建议 ( 1 ) 通过对整个建筑场地初步勘察表明：除了耕植土层外，其余各i ：程地质单元体均可作 为地基持力层，满足建设桥( 涵) 、泵站等水：1 ：建筑物的方案比较的设计要求。 ( 2 ) 建筑场地为非液化场地。 ( 3 ) 建筑场地抗震设防烈度为度，抗震设计基本地震加速度值为o 2 0 9 。 ( 4 ) 地基十标准冻深1 0 m 。 ( 5 ) 各层岩十的渗透系数的经验值如表2 2 1 ： 表2 2 - 1 各层岩土的渗透系数表 2 3 翠湖湿地现状 i 、翠湖地区现有天然湿地约3 0 0 0 m u ，如芦苇荡、藕地、水渠等，自然状况良好。有上庄水 库泄洪水渠一条，枯水期，水渠将周围农田、村庄的集水排入上庄水库：汛期汛情紧急，又可以 作为水库的泄洪通道。阔内已有1 0 0 0 k w 变压器，自备井5 眼，可为生态园建设提供施r 用电、 州水发生态同后续运行使_ 【 j 。 2 、本】：程水源主要依靠阳台山的表面释流水、降 雨和洪水通过上庄水库统一进行调节。 3 、根据北京水士保持t 作总站的调查，匕京地区 有水生植物5 1