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湿地相关技术 湿地恢复措施概论 人工湿地污水处理工程技术规范hj2005 2010 3术语和定义下列术语和定义适用于本标准 3 1人工湿地constructedwetland指用人工筑成水池或沟槽 底面铺设防渗漏隔水层 充填一定深度的基质层 种植水生植物 利用基质 植物 微生物的物理 化学 生物三重协同作用使污水得到净化 按照污水流动方式 分为表面流人工湿地 水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地 3 2表面流人工湿地surfaceflowconstructedwetland指污水在基质层表面以上 从池体进水端水平流向出水端的人工湿地 3 3水平潜流人工湿地horizontalsubsurfaceflowconstructedwetland指污水在基质层表面以下 从池体进水端水平流向出水端的人工湿地 3 4垂直潜流人工湿地verticalsubsurfaceflowconstructedwetland指污水垂直通过池体中基质层的人工湿地 3 5预处理pretreatment指为满足工程总体要求 人工湿地进水水质要求及减轻湿地污染负荷 在人工湿地前设置的处理工艺 如格栅 沉砂 初沉 均质 水解酸化 稳定塘 厌氧 好氧等 3 6后处理aftertreatment指为满足出水达标排放或回用要求 在人工湿地后设置的处理工艺 如 活性炭吸附 混凝沉淀 过滤 消毒 稳定塘等 3 7基质bedfiller指提供人工湿地植物与微生物生长并对污染物起过滤 吸收作用的填充材料 包括土壤 砂 砾石 沸石 石灰石 页岩 塑料 陶瓷等 2 4河道净化湿地河流是联接陆地与湖泊的通道 河道净化湿地可以为湖泊输送浮游动物 水生植物 维系水生生态的正常发展 据美国专家测算正常河流每年向水库或湖泊输送几吨到几十吨的浮游生物 这些浮游生物是以藻类 细菌和有机碎屑为食物的 行使低级 清道夫 功能 而浮游动物又被更高级的鱼类 贝类等捕食 因此 河道净化湿地既可减少河水中15 30 的n p含量 又可为湖泊生态系统提供控制浮游藻类的初级捕食者和水生植物种子 加大湖泊水生生态系统自我恢复能力 如果河道净化湿地扩大到河堤两侧各50米 则可截留河水中50 的n p 大大减少入湖n p总量 同时也使每条河成为一道风景线 形成河边绿化带 开辟为休闲旅游度假胜地 河道净化湿地概要利用河床自然坡降净化河水 同时又要满足行洪 防洪要求 湿地系统以激流生态系统为主 静水生态系统为辅 这就要求除生态工程外要辅以大量的水利工程 这样才能达到净化河水 行洪 造景 恢复生态多重目的 其分水 布水 净化系统综合投资50 100元 m2 自动运行 无须额电力 人力 设计寿命构筑物30年 湿地50年 对于泥沙量大的河流每年雨季后要对分水 布水系统进行清淤 人工湿地污水处理技术规程dgj2010 2 1 1人工湿地constructedwetlands人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的 可控制运行的湿地系统 用以对受污染水进行处理的一种工艺 由围护结构 人工介质 水生植物等部分构成 当水进入人工湿地时 其污染物被床体吸附 过滤 分解而达到水质净化作用 人工湿地分为表面流人工湿地 水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地 2 1 2表面流人工湿地freewatersurfaceconstructedwetlands指水在人工湿地介质层表面流动 依靠表层介质 植物根茎的拦截及其上的生物膜降解作用 使水净化的人工湿地 2 1 3水平潜流人工湿地subsurfacehorizontalflowconstructedwetlands指水从人工湿地池体一端进入 水平流经人工湿地介质 通过介质的拦截 植物根部及生物膜的降解作用 使水净化的人工湿地 2 1 4垂直流人工湿地verticalflowconstructedwetlands指水从人工湿地表面垂直流过人工湿地介质床而从底部排出 或从人工湿地底部进入垂直流向介质表层并排出 使水得以净化的人工湿地 垂直流人工湿地分单向垂直流人工湿地和复合垂直流人工湿地两种 2 1 5孔隙率porosity指人工湿地充填介质中 存在于介质间的孔隙体积占全部体积的百分比 2 1 6水力停留时间hydraulicretentiontime指水在人工湿地内的平均停留时间 2 1 7表面污染物负荷organicsurfaceloading指一定人工湿地表面积中 单位时间内去除的污染物数量 2 1 8表面水力负荷hydraulicsurfaceloading指一定人工湿地表面中 单位时间内通过的水体积 2 1 9水力坡度hydraulicslope指水在人工湿地内 沿水流方向单位渗流路程长度上的水位下降值 2 1 10渗透系数permeabilitycoefficient指水在人工湿地介质或防渗层中 单位时间内流动通过的距离 5 2 1自由表面流人工湿地水面在人工湿地填料表面以上 水流从池体进水端水平流向出水端的人工湿地 自由表面流人工湿地由于占地面积较大及存在一定的环境卫生问题 在实际污水处理工程中应用较少 本规程对该类型人工湿地不进行详细说明 图5 1自由表面流人工湿地结构简图 a 平面图 b 剖面图 5 2 2水平潜流人工湿地水面在人工湿地填料表面以下 水流从池体进水端沿填料孔隙水平流向出水端的人工湿地 图5 2水平潜流人工湿地结构简图 a 平面图 b 剖面图 5 2 3垂直潜流人工湿地污水从人工湿地表面垂直流过填料层的人工湿地 分单向垂直流型人工湿地和复合垂直流型人工湿地两种 单向垂直流型人工湿地一般采用间歇进水运行方式 复合垂直流型人工湿地一般采用连续进水运行方式 图5 3垂直流人工湿地结构简图 a 平面图 b 剖面图 5 4结构设计5 4 1人工湿地池体可采用混凝土 砖 毛石或黏土结构 采用混凝土和砖砌结构时池底需要设置不低于100mm厚的c10混凝土垫层 采用黏土结构时 防渗要求需要符合5 5规定 5 4 2水平潜流人工湿地的单元长宽比宜控制在3 1 10 1之间 垂直流人工湿地长宽比宜控制在1 1 3 1之间 对于长宽比小于1或不规则的潜流人工湿地 应考虑人工湿地均匀布水和集水的问题 5 4 2潜流人工湿地设计中如采用多个人工湿地单元时 独立单元面积不宜大于800m2 多个人工湿地并联时 各单元面积应平均分布 并保证配水均匀 5 4 3潜流人工湿地的应保持一定深度 以保证人工湿地单元中植物的生长及必要的好氧条件 在设计人工湿地时 应考虑雨季暴雨径流带来的超高水位 此时淹没的最大深度应保证大部分植物能够生存并发挥功能 淹没深度宜控制在200mm以下 5 5防渗设计5 5 1人工湿地建设时 应在底部和侧面进行防渗处理 5 5 2当原有土层渗透系数大于10 8m s时 应构建防渗层 一般采取下列措施 1水泥砂浆或混凝土防渗 砖砌或毛石砌后底面和侧壁用防水水泥砂浆防渗处理 或采用混凝土底面和侧壁 按相应的建筑工程施工要求进行建造 2塑料薄膜防渗 薄膜厚度宜大于1 0mm 两边衬垫土工布 以降低植物根系和紫外线对薄膜的影响 宜优选pe膜 敷设要求应满足 聚乙烯 pe 土工膜防渗工程技术规范 等专业规范要求 3黏土防渗 采用黏土防渗时 黏土厚度应不小于60cm 并进行分层压实 亦可采取将黏土与膨润土相混合制成混合材料 敷设不小于60cm的防渗层 以改善原有土层的防渗能力 5 5 3对于渗透系数小于10 8m s 且有厚度大于60cm的土壤或致密岩层时 可不需采取其他防渗措施 工程建设中 应对湿地底部和侧壁60cm厚度范围进行渗透性测定 5 6人工湿地填料5 6 1人工湿地填料应能为植物和微生物提供良好的生长环境 并具有良好的透水性 填料安装后湿地孔隙率不宜低于0 3 5 6 2人工湿地常用的填料有石灰石 矿渣 蛭石 沸石 砂石 高炉渣 页岩等 碎砖瓦 混凝土块经过加工 筛选后也可作为填料使用 5 6 3填料应预先清洗干净 按照设计确定的级配要求充填 5 6 4为提高人工湿地对磷的去除率 可在人工湿地进口 出口等适当位置布置具有吸磷功能的填料 强化除磷 5 6 5在水平潜流人工湿地的进水区 人工湿地填料层的结构设置 应沿着水流方向铺设粒径从大到小的填料 颗粒粒径宜为16 6mm 在出水区 应沿着水流方向铺设粒径从小到大的填料 颗粒粒径宜为8 16mm 5 6 6人工湿地填料层的结构设置 垂直流人工湿地一般从下到上分为滤料层 过渡层和排水层 滤料层一般由粒径为0 2 2mm之间的粗砂构成 厚度为500 800mm左右 过渡层由4 8mm的砂砾构成 厚度为100 300mm左右 排水层一般由粒径为8 16mm的砾石构成 厚度为200 300mm左右 5 6 7为避免布水对滤料层的冲蚀 可在布水系统喷流范围内局部铺设50mm的覆盖层 粒径范围为8 16mm的砾石 5 7植物选配5 7 1人工湿地植物的选择宜符合下列要求 1根系发达 输氧能力强 2适合当地气候环境 优先选择本土植物 3耐污能力强 去污效果好 4具有抗冻 抗病害能力 5具有一定经济价值 6容易管理 7有一定的景观效应 5 7 2人工湿地常用的植物有芦苇 香蒲 菖蒲 旱伞草 美人蕉 水葱 灯心草 水芹 茭白 黑麦草等 5 7 3植物种植时间宜选择在春季 为提高低温季节净化效果 人工湿地植物宜采取一定的轮作方式 秋冬季节可种植黑麦草 水葱 水芹等具有耐低温性能的植物 5 8布水与集水方式5 8 1为保证人工湿地配水 集水的均匀性 集配水系统宜采用穿孔管 配 集 水管 配 集 水堰等方式 单位工程 分项 分部 表a 0 1人工湿地工程的单位 分部 分项工程划分表 人工湿地技术 人工湿地技术是为处理污水而人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料 如砾石等 混合组成填料床 使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动 并在床体表面种植具有性能好 成活率高 抗水性强 生长周期长 美观及具有经济价值的水生植物 如芦苇 蒲草等 形成一个独特的动植物生态体系 人工湿地去除的污染物范围广泛 包括n p ss 有机物 微量元素 病原体等 有关研究结果表明 在进水浓度较低的条件下 人工湿地对bod5的去除率可达85 95 cod去除率可达80 以上 处理出水中bod5的浓度在10mg l左右 ss小于20mg l 废水中大部分有机物作为异样微生物的有机养分 最终被转化为微生物体及co2 h2o 其中潜流式湿地是沿着潜流湿地水流方向一侧建15cm的管道 使水流可以通过 这需要通过在原地基上辅以砾石作为进出水滤料 然后填充介质层 最后填充厚表土作为基质层来完成 水从湿地表面以下流过的过程中与介质层充分接触 进行除磷 同时 芦苇的根系可以聚集硝化菌 实现生物脱氮 人工湿地污水处理系统是一个综合的生态系统 具有 1 建造和运行费用便宜 2 易于维护 技术含量低 3 可进行有效可靠的废水处理 4 可缓冲对水力和污染负荷的冲击 5 可提供和间接提供效益 如水产 畜产 造纸原料 建材 绿化 野生动物栖息 娱乐和教育的优点 但也有占地面积大 易受病虫害影响 设计要求高等不足之处 另外 据已有数据 当上下表面植物密度增大时 人工湿地系统处理效率提高 在达到其最优效率时 需 个生长周期 所以需建成几年后才达到完全稳定的运行 因此 目前人工湿地技术最大问题在于缺乏长期运行系统的详细资料 总的来说 人工湿地污水处理系统是一种较好的废水处理方式 特别是它充分发挥资源的生产潜力 防止环境的再污染 获得污水处理与资源化的最佳效益 因此具有较高的环境效益 经济效益及社会效益 潜流人工湿地 出水渠道 庞大的表面流湿地 里面修的有仿木桥栈道 二 人工湿地结构 通过人工湿地解决的问题是 储水 储水池 核心 控制储水量 滞留池 通过雨量计算 控制水流 通过阀门与泄水管 净水 植物植被 生态环境 动植物 微生物 主体 1 滞留池retentionpond功能 过剩的雨水暂时储存在滞留池中 在一定的时间内 一般是在24 48小时内 排完2 储水池detentionpond具有一定的蓄水能力 在雨水下泄量不超值的情况下 将过剩的雨水排掉 虽然储水池的造价高 并且需要经常维护 但是可以更多地与设计结合 发展成中心水景或其他特色景观 3 沉淀湾sedimentforebay 可选 功能 过滤雨水 延长雨水的滞留时间至48 72小时带有沉淀湾的滞留池叫做扩展型滞留池 extendeddetentionpond 位于上游 有时成为独立结构 雨水通过管道排放或碎石石基渗透到滞留池和储水池中 一般情况下 沉淀湾的容量是滞留池容量的15 25 其他 泄水管 雨水的排放设施 有多个出水口 用于不同的水面高度 泄水管设计参见湿地泄水管 碎石石基 巩固基础 保护堤岸安全带 堤岸以下不到1米深的地方也可以延伸出一段安全带 安全带本身的坡度不宜超过12 宽度不少于1 5米 或以当地法规为准 湿地水体积分析 水体积计算参见案例三 2 干旱处理 地下蓄水滴灌技术梯田模式 由此可见 此套系统的主要问题在于保持干旱情况下的水位 所以说 在此需要解决的核心情况是 在水量本身不足 有枯水威胁地区 在间或性干旱时期的以生态的方式解决水量保持问题注 植被生长与品种选择有极大地地域性 在此暂不考虑 现有普通解决思路是 一 人工地下储水 设想思路 建造人工自然地下水层 雨季时水流进去贮存起来 旱季缓慢释放 需解决的问题 储水 净水与活水的联通与闭合是否可与景观结合避免水流走后空洞塌陷 自然界水循环 景观设计相关区域 与自然水循环相比 人工景观缺失了地下径流这一块 参考自然地下水层结构 如果说人工湿地是重构的自然湿地 那解决干旱问题也应当可以参照自然界的解决方式雨季旱季 地下水层示意图 自然河 湖因与地下水层相连 所以枯水期依然得到水分补充因此 是否可以考虑建造一个人工浅地下水层 一个蓄水构造体需具备以下3个基本条件要有透水的岩层或岩体所构成的蓄水空间有相对的隔水岩层或岩体构成的隔水边界具有透水边界 补给水源和排泄出路 储水净水 岩石水泥金属等工程材料围合一个硬质空间可以做成各种工程的底基 桥梁栈道 可随湖面高度改变高度的建筑物底座 与景观结合眺望塔 水上平台等在地下填充涵水材料需寻找可行材料如何让它在旱季时把水排出 有没有更生态的办法 与活水的联通与闭合 水泵是最糟糕选择设计贮水位置在最低水位以上 常水位以下 以闸门控制进出水两者之间高差多少 按此高度需要多大的面积来贮水 仿土壤结构 用毛管原理吸水 上升高度参考拉普拉斯公式 经了解 存在大规模铺设的毛管网 但是水的传输用途还没涉及过 价格成本 是否可以通过铺设缝隙小于1mm材料层实现 如碳酸钙吸水石 储水联通方式 现有毛细管应用 空调毛管网虹吸屋顶排水 二 吸水性材料填充 改善土壤吸水性土壤条件以土壤颗粒小为佳 这样的土壤渗水性差 滞留雨水时间长如自然土壤不佳 则考虑翻新掺入吸水材料湿地底部可加隔水层 15cm粘土层或防水材料 制造储水层使用高吸水材料填充土壤 下部以隔水材料密封保水如碳酸钙石 底部可考虑垫隔水材料 相当于人工制造小型卡斯特地貌 三 梯田模式 清淤技术 建議清淤處理 但對於未來底泥清淤工程進行時 須進行底泥成分檢測 若含有危害成分 需進行底泥再處理措施 如底泥固化等 方可作為填方區底土使用 1机械清淤机械清淤的工具和方式很多 但主要可以分为3类 即 1 用泵进行抽吸 其特点是不用将水排干就可直接抽吸底泥 速度快 影响小 2 专门生产的清淤机 这些设施适合进行大规模作业的面积较大的区域 3 专业的清淤船 其优点是清淤速度快 效果彻底 而且底泥还可直接运走 2底泥固化 化学方法 底泥固化是指在水体中施用对污染物具有固化作用的人工或自然试剂 将底泥中污染物固化或惰性化 使之相对稳定于底泥中 大大减少底泥中污染物对水体的释放 如投加硫化物或元素硫 用以形成金属硫化物 在确定营养元素为控制重点的前提条件下 可尝试使用国际上在水体中投加明矾的方法 使其形成溶解性很低的磷酸盐 从而降低底泥和水中磷的含量 减轻直至消除水体富营养化 3底泥覆盖技术底泥覆盖是指将一层清洁物质铺在污染底泥之上 将底泥中的污染物与上覆水分隔 防止底泥污染物向水体迁移 原位覆盖能满足3个主要功能 将污染底泥与底栖环境形成物理性隔离 固定污染底泥 防止其再悬浮或迁移至它处 降低可溶性污染物进入水体的扩散通量 常被选作覆盖材料的有 未污染的底泥 清洁砂子 砾石 钙质膨润土 灰渣 人工沸石 水泥和其他人工合成材料等 植物塘生态恢复技术 鱼塘微地形的改造与营造在清淤土方工程进行的同时 通过依托塘基的微地形改造 营造出不同面积的水中植物岛 结合植被恢复形成水生 湿生 陆生等多样化植被群落 并在不同水位下形成季节性变化 从而增加生境的异质性 成为不同的生物栖息的场所 为了避免大规模恢复工程对外部水体造成的巨大扰动 这一过程应采用渐进的过程 即先将原有鱼塘的部分进行改造恢复 形成适合挺水植物生长的浅水区和适合乔木生长的植物岛 由于水体的流动性和自净化性 待已改造区对外部水体的扰动降至最低时 随后再进一步按步骤进行其他部分的改造 并最终实现上湖片区生境类型最大化的目标 水底植被恢复在底泥清淤的基础上 随着微地形的改造 上湖片区的生境类型已趋于多样性 结合具体的生境条件 逐步的进行当地水生生物群落的恢复 由于清淤和地形改造 使得原有土壤结构发生较大的变化 应先种植适生能力较强 对未来水生生物群落发展有庇护作用的先锋植物 同时应综合挺水 浮水 沉水等植物类别的搭配 动物生境和物种多样性的营造技术 最主要动物 鸟禽的生活习性 栖息地 觅食区 生物廊道营造栖息地主要选择依据为 适宜 所需的生境 较低的人类干扰强度 并方便与现有的栖息地斑块间有密切的联系 表8 2鉴洋湖城市湿地公园鹭鸟觅食区类型 觅食区营造 生物廊道营造 表8 3根据相关研究成果归纳的生物保护廊道适宜宽度 立体人工水草技术 立体人工水草的种植 布放 主要是为了重建水体生态 提高水体的自净能力 凡是污染严重的河流 湖泊 池塘都缺乏水生植物 污染水体透明度差 水草难于维持正常光合作用 最后水草全部绝迹 附着在水草上生长繁殖的藻类 菌类等微生物也失去了载体 无法吸收分解水中污染物 水体彻底丧失了自净能力 因此 对于水生植物难于生长的水体 要提高水体的自净能力 只能采用人工水草 先为最耐污染的藻菌类提供载体 提高水体透明度 才能逐步重建水生植被和水体自然生态 我们研发的立体人工水草采用具有亲水 吸附 耐老化性能的高分子材料制成 形态逼真 在河湖水域里像沉水水草一样 竖立 生长 在水体里 为水体微生物提供巨大的附载增殖空间 这种立体人工水草主要有以下一些优点 1 形态美观 放在水里不影响水体景观 附生藻菌类后很像天然水草 2 枝叶舒展 立体状态 总表面积大 可以附载更多的藻菌类微生物 3 规格品种多 可以适应不同深度的各种水体 且不影响观赏 行船等水体使用功能 4 价格低廉 使用方便 使用寿命长 组成材料可回收利用 立体人工水草是一种原位水质生态改善技术 立体人工水草的生产 布放及维护都很简单 可以实现免维护 布放后不需要再额外追加维护管理费用 一次布放 长期使用 寿命长达十几年 非常简单 实用 可广泛应用于河流 湖泊 池塘等各类污染水体 通过试验表明 在富营养水体中布放立体人工水草后 为藻菌类提供了空间巨大的附生载体 水质改善效果显著 见效时间短 布放立体人工水草三十天左右 水体透明度显著增加 水体叶绿素水平明显降低 水体景观质量得到明显改善 水体自净能力逐步提高 三个月以后 可以观察到部分水生植物会附着生长 鱼类等水生动物也会把立体人工水草作为栖息采卵的场所 水体自然生态得以逐步恢复 立体人工水草的发明 为我国河湖水体的生态自然净化 长效净化 探索出了一条新路子 水体原位生态净化和其他方法的比较分析河湖水体原位生态净化方法和传统方法相比 一次性投资差距不大 但是对比水体治理的时间效果和水体生态的修复效果差距却比较大 1 清淤 只能作为水体净化的前期工程 需要和调水 配水相结合 但是调水 配水只是将污染水体从一个区域转移到另一个区域 是污染水体的自身循环 无法从根本上解决问题 而且这种方法维持时间短 污染容易复发 往往需要重复频繁实施 2 生态湿地修复 生态湿地具有降解污染物 净化水质的功能 但是生态湿地要求面积大 净化效率低 在经济发达的城区不具备建造大型生态湿地的条件 而且对于重污染水源无法治理 甚至会使生态湿地遭受破坏 植物死亡产生腐蚀物质 释放到水体中 会造成更严重的水体污染 3 投放微生物和复合酶 开始投放时效果比较明显 但是如果没有像立体人工水草这样的微生物载体配合 效果的维持时间会很短 需要反复投放 而且投放的外来微生物不利于土著微生物的生长繁殖 不利于水体生态系统的恢复和建立 4 人工浮岛技术 人工浮岛具有植物根系附着生物多 水生植物能直接吸收n p 对日光具有遮蔽效果 能抑制植物性浮游藻类 提高水体的透明度等 但是浮岛水生植物生长期短 有很强的季节性 每年都需要清理 复种 比较麻烦 水生植物的枯败枝叶如不及时清除 不仅影响景观 而且污染水体 和上述四种方法相比 水体原位生态净化方法具有以下明显的优势 1 维持时效长 一次性投资 今后十多年基本不需要再投资 只需简单的维护管理就行 2 水体生态修复利用的是天然存在的土著微生物 通过大量增值的微生物的生命活动 把有机物转化为无机物 逐步恢复水生生态系统 恢复水体的自净功能 3 不受季节更替的影响 春夏秋冬一样发挥作用 不会因为水生植物死亡腐烂 造成更严重的水体污染 生态护堤技术 绿化混凝土 绿化混凝土是能够适应植物生长 可进行植被作业 具有恢复和保护自然环境 改善生态条件 保持原有防护作用功能的混凝土及其制品 即能长草 长花的混凝土 或称混凝土草坪 绿化混凝土是一种较理想的近自然河川防护工程材料 实现了河川安全防护与环境的恢复和保护的有机结合 目前国内已经有10余个省市采用了绿化混凝土技术 累计设计 施工面积已超过60万平方米 其中包括北京奥运会配套工程 江苏淮河入海水道工程等重点工程 新生态链建立恢复 种植水生高等植物群落为原生动物提供场所 原生动物以微生物为食 消耗水中有机物总量完成养分传递 提高河流生产力 建立水体中的食物链 浮游植物 浮游类 含原生动物 浮游动物 轮虫 桡足类 枝角类 甲壳类等 滤食性鱼类 食物链的建立是在生态循环的基础上 它标志河流生态的恢复 水体生产力的提高 水域环境改善 水生植物操控技术 控制去污能力强 生长速度快的植物的生长范围 同时有利于对该植物物种的管理 避免造成生态灾难 扩散到相邻水域 通过此种方法可以证明 一些所谓的害草是可以进行环境利用的 被完全控制在网箱中的凤眼莲 浮岛的净化 浮岛 原本是指由于湖岸的植物附着泥碳层向上浮起 漂浮在水面上的一种自然现象 本工程的浮岛是一种象筏子的人工浮体 在上边栽培一些芦苇之类的水生植物 漂浮在水面 人工浮岛的水质净化针对富营养化的水质 利用生态工程学原理 降解 吸收水中的cod 氮 磷等 专家普遍认为植物的遮蔽效果在抑制浮游植物繁殖方面起了很大作用 它的主要机能可以归纳为三个方面 水质净化 创造生物 鸟类 鱼类 的生息空间 改善景观 根据有关研究资料 人工浮岛植物的水质净化要素有以下6个 植物根茎等表面对藻类的吸附 分解 植物根系的营养吸收作用 为原生动物 轮虫 桡足类 枝角类 甲壳类等的摄食 繁衍等提供场所 为滤食性鱼类的摄饵 捕食 产卵繁殖 栖息等活动提供场所 去除悬浮性物质 日光的遮蔽效果 抑制藻类生长 平衡水温 生态清淤技术 微生物降低内源污染 微生物是生态系统的重要组成 它们能将自然界中的动 植物的尸体及残骸分解 将一些有害的污染物质加以吸收和转化 成为无毒害或毒害较小的物质 微生物能分解河床底质中有机碳源及其它营养物质并转化为菌体 促使底泥硝化 减少底泥体积 稳定底泥物理 化学性质 阻隔减少内源污染对水体的影响 脱氮微生物通过硝化和反硝化作用能分解氨氮 分解后的硝态氮被植物吸收 使部分氮退出水体循环 进而能净化水质 湖泊与河流 生态河岸形式 尺度 小中大形式 自然半人工水景观河岸加固生物多样性 生态堤岸的组织形式 尺度 中到大尺度类型 工程施工应用对象 人工河岸 水交界面的处理 堤岸的形式可以有多种选择 应当考虑在环保与经济的前提下 选择合适的建造工艺和材料 堤岸类型 刚性堤岸生态工程堤岸柔性堤岸传统堤岸建设多为刚性堤岸 的优点在于具有高度的精确性和可靠性 但是有一定的使用年限 需要定期维护 不断修复 这会给地方财政造成经济上的负担 同时在景观形象方面 设计严格按照规范的要求 形式千篇一律 很少考虑地域的特点和实际情况 截断与环境的交流 常流河与季节性河一视同仁 南方与北方几无区别 这类堤岸带有明显的人工痕迹 往往给人以单调 生硬的感觉 具有典型的工程技术特征 生态工程堤岸建设 生态工程堤岸的优点有 1 将河岸与河道在生态上联系起来 实现物质 养分 能量的交流 2 为生物提供栖息地 3 植物根系可固着土壤 枝叶可截留雨水 过滤地表径流 抵抗流水冲刷 从而起到保护堤岸 增加堤岸结构的稳定性 净化水质 涵养水源的作用 而且随着时间的推移 这些作用被不断加强 4 以自然的外貌出现 容易与环境取得协调 5 造价较低 也不需要长期的维护管理 局限性在于 1 选用的材料及建造方法不同 堤岸的防护能力相差很大 需要运用多学科知识认真分析 这就为设计人员提出了更大的挑战 2 建造初期若受到强烈干扰 则会影响到以后防护作用的发挥 3 不能抵抗高强度 持续时间长的流水冲刷 因此常需和其他设计方法协调使用 4 需要大量运用植物材料时 施工有一定的季节限制 常限于植物休眠的季节 5 目前这一方法还没有得到广泛的认同 业主往往会倾向于更为保险的惯用的设计途径 当前河道护岸主要形式 河道护岸 广义指靠近河边植物群落 包括其组成 植物种类复杂度及土壤湿度等 同高地植被明显不同的地带 也就是植被受河溪直接影响的地带 狭义指河水 陆地交界处的两边至河水影响消失为止的地带现阶段护岸结构型式包括传统护岸 可分为直立式 斜坡式 混合式等 和生态护岸 1 直立式护岸 适用于水面和陆地的平面差距很大 水面涨落高差较大建筑面积受限的水域 包括松木桩护岸 干砌直立驳坎 石笼护岸 混凝土沉箱挡墙等 7 示意图见图1 2 斜坡式护岸 在建筑面积允许的情况下建造 可分为堤式护岸 包括堤身 护肩 护面 护脚和护底 和坡式护岸 包括岸坡 护肩 护面 护脚和护底 示意图见图2 3 混合式护岸 混合式护岸兼容如上两型式特点 一般在墙体较高的情况采用 8 示意图见图3 4 生态护岸 天然或人工的具有生态特性的可渗透护岸 可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节功能 同时具有一定的抗洪强度 1 示意图见图4 图1直立式护岸示意图 图2斜坡式护岸示意图 图3混合式护岸示意图 图4生态护岸示意图 河岸工程具体结构 木制1适用播种植被 150 x75mm木横杆 150 x150mm木横杆 填充自流排水材料 150 x150mm加固网 钉在木栏杆后面 土工布带中装堆肥和植物 150 x75mm木横杆 网木杆 木制2适用扦插植被 250 300木条 开槽口 开槽口木条 开槽口植入活植物枝条 伸出1 4 切口应插入泥土 填充细颗粒材料 确保不留大空隙 排水管道 木条 活植物枝条 地平面 预制水泥 表层土 植被 填土角度 细颗粒材料 卵石填充材料 卵石填充材料 横架 沙包用来调整角度 混凝土地基1 6混合 排水 预制水泥构件 置入装堆肥和合适植物的土工布带 石筐 大小不一的石筐 网眼大小 50mm 填装碎石 填充细颗粒材料 确保不留大空隙 填充细颗粒材料 确保不留大空隙 填土角度 地平面 石筐2 大小不一的石筐 网眼大小 50mm 填装碎石 填充细颗粒材料 确保不留大空隙 填充细颗粒材料 确保不留大空隙 填土角度 地平面 生态袋施工快捷 方便 可用于坡体坍塌紧急处理 fromsustainablelandscapeconstruction j williamthompsonandkimsorvig 柔性堤岸植被处理 不同河岸倾斜角的所需土壤性质 植被间排水沟设计原则 小尺度水面 水量管理 尺度 中小类型 工程施工 植被种植应用对象 人工设计小尺度水面针对问题 暴雨 干旱 低能耗水管理 1 暴雨处理 滞留池 储水池系统 水位控制原则 雨季流量设计目标 改建或新开发区的雨水下泄量 即暴雨洪水洪峰流量不能超过开发前的水平水位控制在水生植物种植初期阶段尤为重要 2 5年 建造的暴雨滞水池中间相互隔开成小块 允许水流的高速通过和形成多个处理过程 测试暴雨雨水所携带泥沙和颗粒物的大小 以决定所需的处理