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摘要:城市河道的治理,是城市步入现代化必要条件之一。随着城市经济的不断发展,城市对水资源的需求也在加大,但是我们的水资源紧缺与污染的现状加剧了矛盾的发生。因此,对城市河道的景观生态环境的污水治理,景观的建设,都是势在必行的。
关键词:城市河道;污水治理;设计;生态景观;污染
1 引言
城市化的发展和程度直接和间接的影响到城市地区的水环境,由此带来城市雨洪控制和水质污染控制的问题。人们必须维护和恢复城市生态系统,建立新的物质和能量流动体系,以保证其平衡。科学进行水环境治理设计和管理,将是创造现代化城市良好的生存环境,保证其可持续发展的必要条件。为此,下面笔者将结合某城市河道污水治理设计谈谈自己的经验,以供参考。
2项目概况
北塘河位于新区与开发区市北区块结合部,西起滨江区,东至杭环线,全长11280米。总体地势西高东低,水流自西向东,沿途与多条河道交叉。该河系人工河,面宽35米,流经多个街道、乡镇,目前航运发达,也是农业灌溉用水的重要水源,水质一般,沿河景观杂乱,需整治开发。
北塘河作为萧山境内的主要交通航道,污染主要来自于来往货运船只及沿河沙场等工业为主的码头,另外就是为数众多沿河而建的以加工业为主的工厂。
3城市河道生态景观污水治理设计
3.1北塘河水污染总体控制方案
北塘河一期水污染总体控制方案,包括植物选育、生态护岸、表面流湿地、湿地功能区、南岸景观带等,具体实施位置见图1。
3.2植物选育
北塘河南岸污染以初期雨水面污染为主,点源污染较为集中,拟在北塘河南岸规划60m绿化带。
南岸现状多为绿化,建议保留并进行适当调整。增加初期雨水截留与处理设施,沿河沙厂和临河建筑建议拆除,进行绿化改造,通过绿化带将现有分散绿地结合起来,并设置河道慢行系统将沿河绿地串联起来,形成生态走廊。
本方案涉及植物种类有:
(1)浮水植物美人蕉(Canna indica L)、凤眼莲(Eichhornia crassipes(mart)SOlms)、水蕹草(lpomoea aquaticaForsskal)、香根草(Vetiveria zizaniodes)、满江红(Azollapinnata);
(2)挺水植物芦苇(Phragmites communis(L.)Trin)、茭草(Zizania latifolia(Griseb.)Stapf)、莲(Nelumbo nucifera Gaertn)菖蒲(Acoruscalamus L)、香蒲(Typhya L)、蔗草(Scirpus tripsueterL),小花灯心草(duncus lampocarpus)、水花生(Alternantheraphiloxerl ides(Mart.)Griseb);
(3)沉水植物菹草(Potamogeton cripus L.)、金鱼藻(Ceratophyllum
demersum L.)、伊乐藻(EIodea canadensis)、黑藻(Hydrilla verticillata(Lf)Royle.)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus
久Bennett)、篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus L.)、苦草(Val I isneria spirales L.):
(4)灌木与草本植物弯叶画眉草、白三叶、高羊茅、马蹄金等;
(5)边岸乔木杨树、纸皮桦等
3.3生态护岸
生态护岸是联结水、陆生态系统的重要媒介,对两者之间的物流、能流、生物流发挥着廊道、过滤器和天然屏障的功能,在水污染控制与治理、控制水土流失,加固堤岸,提高动植物多样性与生态系统生产力,调节微气候和美化环境等方面都有巨大的作用,建议北塘河南岸沿线根据现有护岸形式,分段修建不同形式的生态护岸。
(1)自然缓坡型
根据河道边坡情况,河道从常水位至设计标高采用缓坡形式,在缓坡各位置根据景观设计种植水生植物及绿化植被,护岸的坡度由岸坡整体稳定计算确定,一般常水位与洪水位标高之间坡度缓于1:3,洪水位标高范围以上坡度缓于1:4.3,同时在常水位与洪水位范围内设置硬质结构进行防护。
(2)毛石挡墙+斜坡型
在北塘河沿岸已有直立护岸河段,建议采用毛石挡墙+斜坡型护岸,在河道常水位与洪水位标高之间采用浆砌块石挡墙垂直过渡,块石挡墙可用黄石堆砌生态处理,洪水位标高以上护坡种植草坡,坡度缓于1:4.3。
(3)生态挡墙+斜坡型
建议北塘河南岸沿线新建居民小区,跨河道路等需要新建硬质护岸河段,在河道常水位与洪水位标高之间采用生态挡墙垂直过渡,洪水位标高以上种植草皮,见图2。
图2 生态挡墙+斜坡型
3.4湿地功能区
前家潭社区的生活污水直排工人河,为北塘河南岸一处集中的点源污染,建议沿工人河两岸修建污水截留管收集沿线排入的生活污水,自流至工人河东岸靠近北塘河处的空地(现有绿地占地面积约为5000m2),结合现场场地条件,拟采用厌氧+组合流人工湿地工艺(生物—生物联合技术)进行处理,出水达到《城镇污水处理厂污染排放标准》(GB18918-2002)中一级A排放标准后排入北塘河,方案拟采用工艺路线如下:前家潭社区生活污水——调节池——厌氧池——组合流人工湿地——北塘河处理设施。
3.5表面流湿地
表面流湿地通常用于处理各种废水,在初期雨水处理方面有着广泛的作用,表面流湿地系统尤其适合于净化低污染浓度的大量废水,因此建议在北塘河文化公园内适当增加水域面积,并通过适当的地形调整,将其作为表面流湿地使用,种植大面积湿生植物如芦苇、菖蒲等,充分发挥湿地的净化作用和截污功能,从而有效控制该区域初期雨水的面源污染。由于湿地系统接受BOD氨氮和TSS算污染物的量有限,因此建议在表面流湿地中修建一定数量兼性塘,以其中对初期雨水取得更好的净化效果。表面流湿地系统主要处理对象为文化公园及附近地带的初期雨水。其中市心北路雨水排放口在降水初期污染物含量较高,建议将其设置在表面流湿地中距离北塘河较远的地方,湿地系统在旱季可以引入部分北塘河河水进行深度净化,提升河水水质后汇入北塘河。
表面流湿地系统的详细设计如下:
(1)设计参考:
拟建北塘河文化公园与地面积约为36600m2,表面流湿地设计面积(A)约为2000m2,湿地边界地带设计水深(h1)范围0.3-0.5m,兼性塘设计水深(h2)范围0.5-2m,设计水体容量(V)约10000m3。
(2)形态设计
表面流湿地形态与功能设计充分考虑景观因素,结合植物特征与水体污染物的净化要求,湿地植物以挺水植物为主,适当在拦水坝上种植景观水生植物,在湿地水域小岛上种植湿生植物。表面流湿地与兼性塘上方设1.0m以上的保护高度,以便在行洪期间起到排洪防涝的作用,塘内植物以浮水植物为主,塘两岸辅以挺水植物和沉水植物。
(3)边坡设计
表面流湿地边坡设计有自然邊坡和硬质边坡两种形式,植物的配置与自然缓坡型生态护岸类似,从水域到坡岸依次为沉水植物、挺水植物、湿生植物、草皮与灌木等,具体形态结合文化公园的景观方案进行。
(4)底部设计
为了防止污水渗入地下,有效保护地下水系统,保持湿地系统内的水量,湿地系统需铺设衬砌,通常用做衬砌的材料主要有氯乙烯(PVC)膜,聚乙烯(PE)膜,聚丙烯(PPE)膜,土工布、土壤、压实粘土等。目前以土壤和粘土作为衬砌是湿地建设过程中最为常用,但必须进行土壤测试和夯实。
3.6南岸景观带
(1)下凹式绿地
对于河流周边入渗系数较低的绿地,为了更好的消纳地表径流可采用下凹式绿地,通过绿地改造,使绿地局部高度低于周围地表10cm左右,保证周围硬质地面的雨水流入绿地,绿地表面种植草皮和绿化树种,保证一定的景观效果,绿地下层的土壤改造成系数最大的透水材料,由地表到底层依次为表层土、沙层、碎石、可渗透的底层土,增加土壤的存水空间。
(2)透水砖(见图3)
结合北塘河景观规划,透水砖主要用于南岸景观带的线型道路铺装面层。
图3 透水砖典型剖面图
4结束语
综上所述,河道的生态景观污水治理是城市建设的重要任务,必须从整个城市水环境的范围出发,将区域规划、水资源的有效利用和污水治理等诸因素相结合,从综合方式考虑,以达到水环境的最优管理和运行。
参考文献:
污水处理工程.中国建筑工业出版社.2008-12
城市河道景观设计.中国建材工业出版社 .2006-07
城市河流生态修复手册.社会科学文献出版社.2008-08
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:城市河道;污水治理;设计;生态景观;污染
1 引言
城市化的发展和程度直接和间接的影响到城市地区的水环境,由此带来城市雨洪控制和水质污染控制的问题。人们必须维护和恢复城市生态系统,建立新的物质和能量流动体系,以保证其平衡。科学进行水环境治理设计和管理,将是创造现代化城市良好的生存环境,保证其可持续发展的必要条件。为此,下面笔者将结合某城市河道污水治理设计谈谈自己的经验,以供参考。
2项目概况
北塘河位于新区与开发区市北区块结合部,西起滨江区,东至杭环线,全长11280米。总体地势西高东低,水流自西向东,沿途与多条河道交叉。该河系人工河,面宽35米,流经多个街道、乡镇,目前航运发达,也是农业灌溉用水的重要水源,水质一般,沿河景观杂乱,需整治开发。
北塘河作为萧山境内的主要交通航道,污染主要来自于来往货运船只及沿河沙场等工业为主的码头,另外就是为数众多沿河而建的以加工业为主的工厂。
3城市河道生态景观污水治理设计
3.1北塘河水污染总体控制方案
北塘河一期水污染总体控制方案,包括植物选育、生态护岸、表面流湿地、湿地功能区、南岸景观带等,具体实施位置见图1。
3.2植物选育
北塘河南岸污染以初期雨水面污染为主,点源污染较为集中,拟在北塘河南岸规划60m绿化带。
南岸现状多为绿化,建议保留并进行适当调整。增加初期雨水截留与处理设施,沿河沙厂和临河建筑建议拆除,进行绿化改造,通过绿化带将现有分散绿地结合起来,并设置河道慢行系统将沿河绿地串联起来,形成生态走廊。
本方案涉及植物种类有:
(1)浮水植物美人蕉(Canna indica L)、凤眼莲(Eichhornia crassipes(mart)SOlms)、水蕹草(lpomoea aquaticaForsskal)、香根草(Vetiveria zizaniodes)、满江红(Azollapinnata);
(2)挺水植物芦苇(Phragmites communis(L.)Trin)、茭草(Zizania latifolia(Griseb.)Stapf)、莲(Nelumbo nucifera Gaertn)菖蒲(Acoruscalamus L)、香蒲(Typhya L)、蔗草(Scirpus tripsueterL),小花灯心草(duncus lampocarpus)、水花生(Alternantheraphiloxerl ides(Mart.)Griseb);
(3)沉水植物菹草(Potamogeton cripus L.)、金鱼藻(Ceratophyllum
demersum L.)、伊乐藻(EIodea canadensis)、黑藻(Hydrilla verticillata(Lf)Royle.)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus
久Bennett)、篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus L.)、苦草(Val I isneria spirales L.):
(4)灌木与草本植物弯叶画眉草、白三叶、高羊茅、马蹄金等;
(5)边岸乔木杨树、纸皮桦等
3.3生态护岸
生态护岸是联结水、陆生态系统的重要媒介,对两者之间的物流、能流、生物流发挥着廊道、过滤器和天然屏障的功能,在水污染控制与治理、控制水土流失,加固堤岸,提高动植物多样性与生态系统生产力,调节微气候和美化环境等方面都有巨大的作用,建议北塘河南岸沿线根据现有护岸形式,分段修建不同形式的生态护岸。
(1)自然缓坡型
根据河道边坡情况,河道从常水位至设计标高采用缓坡形式,在缓坡各位置根据景观设计种植水生植物及绿化植被,护岸的坡度由岸坡整体稳定计算确定,一般常水位与洪水位标高之间坡度缓于1:3,洪水位标高范围以上坡度缓于1:4.3,同时在常水位与洪水位范围内设置硬质结构进行防护。
(2)毛石挡墙+斜坡型
在北塘河沿岸已有直立护岸河段,建议采用毛石挡墙+斜坡型护岸,在河道常水位与洪水位标高之间采用浆砌块石挡墙垂直过渡,块石挡墙可用黄石堆砌生态处理,洪水位标高以上护坡种植草坡,坡度缓于1:4.3。
(3)生态挡墙+斜坡型
建议北塘河南岸沿线新建居民小区,跨河道路等需要新建硬质护岸河段,在河道常水位与洪水位标高之间采用生态挡墙垂直过渡,洪水位标高以上种植草皮,见图2。
图2 生态挡墙+斜坡型
3.4湿地功能区
前家潭社区的生活污水直排工人河,为北塘河南岸一处集中的点源污染,建议沿工人河两岸修建污水截留管收集沿线排入的生活污水,自流至工人河东岸靠近北塘河处的空地(现有绿地占地面积约为5000m2),结合现场场地条件,拟采用厌氧+组合流人工湿地工艺(生物—生物联合技术)进行处理,出水达到《城镇污水处理厂污染排放标准》(GB18918-2002)中一级A排放标准后排入北塘河,方案拟采用工艺路线如下:前家潭社区生活污水——调节池——厌氧池——组合流人工湿地——北塘河处理设施。
3.5表面流湿地
表面流湿地通常用于处理各种废水,在初期雨水处理方面有着广泛的作用,表面流湿地系统尤其适合于净化低污染浓度的大量废水,因此建议在北塘河文化公园内适当增加水域面积,并通过适当的地形调整,将其作为表面流湿地使用,种植大面积湿生植物如芦苇、菖蒲等,充分发挥湿地的净化作用和截污功能,从而有效控制该区域初期雨水的面源污染。由于湿地系统接受BOD氨氮和TSS算污染物的量有限,因此建议在表面流湿地中修建一定数量兼性塘,以其中对初期雨水取得更好的净化效果。表面流湿地系统主要处理对象为文化公园及附近地带的初期雨水。其中市心北路雨水排放口在降水初期污染物含量较高,建议将其设置在表面流湿地中距离北塘河较远的地方,湿地系统在旱季可以引入部分北塘河河水进行深度净化,提升河水水质后汇入北塘河。
表面流湿地系统的详细设计如下:
(1)设计参考:
拟建北塘河文化公园与地面积约为36600m2,表面流湿地设计面积(A)约为2000m2,湿地边界地带设计水深(h1)范围0.3-0.5m,兼性塘设计水深(h2)范围0.5-2m,设计水体容量(V)约10000m3。
(2)形态设计
表面流湿地形态与功能设计充分考虑景观因素,结合植物特征与水体污染物的净化要求,湿地植物以挺水植物为主,适当在拦水坝上种植景观水生植物,在湿地水域小岛上种植湿生植物。表面流湿地与兼性塘上方设1.0m以上的保护高度,以便在行洪期间起到排洪防涝的作用,塘内植物以浮水植物为主,塘两岸辅以挺水植物和沉水植物。
(3)边坡设计
表面流湿地边坡设计有自然邊坡和硬质边坡两种形式,植物的配置与自然缓坡型生态护岸类似,从水域到坡岸依次为沉水植物、挺水植物、湿生植物、草皮与灌木等,具体形态结合文化公园的景观方案进行。
(4)底部设计
为了防止污水渗入地下,有效保护地下水系统,保持湿地系统内的水量,湿地系统需铺设衬砌,通常用做衬砌的材料主要有氯乙烯(PVC)膜,聚乙烯(PE)膜,聚丙烯(PPE)膜,土工布、土壤、压实粘土等。目前以土壤和粘土作为衬砌是湿地建设过程中最为常用,但必须进行土壤测试和夯实。
3.6南岸景观带
(1)下凹式绿地
对于河流周边入渗系数较低的绿地,为了更好的消纳地表径流可采用下凹式绿地,通过绿地改造,使绿地局部高度低于周围地表10cm左右,保证周围硬质地面的雨水流入绿地,绿地表面种植草皮和绿化树种,保证一定的景观效果,绿地下层的土壤改造成系数最大的透水材料,由地表到底层依次为表层土、沙层、碎石、可渗透的底层土,增加土壤的存水空间。
(2)透水砖(见图3)
结合北塘河景观规划,透水砖主要用于南岸景观带的线型道路铺装面层。
图3 透水砖典型剖面图
4结束语
综上所述,河道的生态景观污水治理是城市建设的重要任务,必须从整个城市水环境的范围出发,将区域规划、水资源的有效利用和污水治理等诸因素相结合,从综合方式考虑,以达到水环境的最优管理和运行。
参考文献:
污水处理工程.中国建筑工业出版社.2008-12
城市河道景观设计.中国建材工业出版社 .2006-07
城市河流生态修复手册.社会科学文献出版社.2008-08
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。