第一篇:城市景觀水體富營養(yǎng)化治理中的應用研究論文
景觀水體是現(xiàn)代城市生態(tài)建設的重要部分,它可以滿足人們身心的需要。但由于景觀水體半封閉、流動性差、循環(huán)自凈能力較小等特點,水體污染問題越來越嚴重,普遍出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。水體富營養(yǎng)化導致水體透明度下降,溶解氧降低,水質嚴重惡化,極易暴發(fā)藍藻水華。目前,景觀水體的治理常用技術有物理處理法、化學處理法、生物修復法,而這幾種方法都存在著一些問題,比如能耗高,效果難以持久,工藝復雜條件不易控制等缺點。
水動力循環(huán)復氧控藻技術作為一種新型的水處理技術,具有無能耗、低維護費、易操作、擁有良好處理效果等特點。筆者結合實際,在景觀水體無錫蠡溪公園西苑中引入了水動力循環(huán)復氧控藻技術,探討了該技術對景觀水體水質的改善效果和對其浮游藻類生長的抑制作用,以期為景觀水體治理及技術的選擇和應用提供理論依據(jù)。
1水體概況及試驗方案
1.1水體概述無錫蠡溪公園西苑位于蠡溪橋西側,占地3.7hm2,公園中心區(qū)為景觀水體(下稱西苑水體),僅通過位于四角的小橋與外圍河流連接,水體相對封閉。在上游河流來水和周圍污水排放共同影響下,水體水質嚴重超標,并且連年有藍藻暴發(fā)。
1.2試驗方案
1.2.1試驗設計及監(jiān)測方法。為改善景區(qū)水體環(huán)境,控制藍藻生長,2010年2月在西苑水體中應用了水動力循環(huán)復氧控藻技術對該景觀水體進行生態(tài)修復,以達到凈化水質、控制藍藻暴發(fā),改善景區(qū)水環(huán)境的目的。根據(jù)無錫蠡溪公園西苑水體的形狀特征和水質特征,選取了2臺水動力循環(huán)復氧控藻設備安裝于水體中,并設置5個采樣點,分別為懋德橋、田葉橋、鳳荷橋、綠楊橋、湖中心,自2010年3~11月共采樣9次,以5個采樣點的平均水質代表整個西苑水體的水質狀況,考察水動力循環(huán)復氧控藻技術對西苑水體的改善情況。
主要監(jiān)測指標包括:①物理指標:水溫、pH、溶解氧(DO)、色度、濁度;②化學指標:總氮(TN)、總磷(TP)、氨氮(NH4+-N)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、葉綠素(Chla)等;③生物指標主要監(jiān)測藻類總豐度及其種類組成變化。
CODMn采用酸性法;TN、TP采用過硫酸鉀-紫外消解分光光度法;NH4+-N采用納氏比色法;葉綠素a采用熱乙醇法。每次測樣時加入國家環(huán)??偩炙h(huán)境標準樣品(國家標準樣品物質網(wǎng))進行加標測定。
1.2.2水動力循環(huán)復氧控藻技術原理及相關試驗參數(shù)。水動力循環(huán)復氧控藻技術設備利用高效縱向循環(huán)將底層低溶解氧的水提升到表層使之形成表面流,使表層水體不斷更新,此過程不僅有助于改善水體的表面張力,而且加快了界面復氧速度。另外,在水體自重作用下,被抽走的底層水由鄰近的上層水體替代,實現(xiàn)了上下層水體的交換。覆蓋面積內(nèi)水體不僅實現(xiàn)了水體的縱向循環(huán),而且改善了水體溶解氧及營養(yǎng)鹽的分布狀況,使整個水體溶解氧含量明顯提高,并逐漸均化。
試驗選取的水動力循環(huán)復氧控藻設備正常運轉時,葉輪由高效低速直流電機帶動,由于其具有軸向流和正向位移的雙重特性,通過腔體能產(chǎn)生10m3/min的主體流。深層水體會快速流向水體表面,當主體流離開葉輪以近層流的方式快速流過分水盤時,同時形成感應流將淺表層的水帶動起來而形成一個環(huán)流,感應流與主導流匯合后沿著水體表面以360°輻射狀向外擴散。該水動力循環(huán)復氧控藻設備的總循環(huán)交換量約為5萬t/d。
2結果與分析
2.1對CODMn的去除效果
盡管處理水體周圍仍然不斷有餐飲污水排入湖體,但污染負荷相對穩(wěn)定可控。可以看到在處理期間,整個水體的CODMn濃度呈現(xiàn)下降趨勢,處理期結束時平均去除率達到28%,CODMn指數(shù)保持在地表II~III類水。這是由于系統(tǒng)使上、下層水體充分交換,提高了水體的溶解氧濃度,加速了水中有機物的氧化。另外底層水體的溶解氧濃度得到明顯提高,形成的富氧環(huán)境促進了微生物的降解作用,故水體中的CODMn濃度逐漸降低。
2.2對N、P的凈化效果
N、P含量超標是西苑水體存在的主要問題,水體TN初始值在4.0mg/L以上,TP初始值在0.18mg/L左右。如圖5,處理區(qū)水體TN、NH4+-N、TP都呈下降趨勢,到11月份,TN、NH4+-N、TP最高去除率分別達到67%、84%、56%,達到了地表Ⅳ類水標準。這是由于水動力循環(huán)復氧技術增強了好氧微生物的活性,使其脫氮除磷能力得到顯著提高。
N的去除方面,好氧條件加速了硝化作用,促進底層厭氧分解產(chǎn)物氨轉化,形成硝酸鹽,通過水生植物的吸收利用、魚類的攝食作用將N搬離水體。水體由厭氧轉向好氧的過程如下:
RCHNH2COOH→NH3
RCHNH2COOH+O2→RCOOH+CO2+NH3
NH4++O2→NO3-
最后NO3-被植物吸收去除。
在P的釋放和吸附過程中,溶解氧濃度可影響P的轉化方向,在厭氧或缺氧環(huán)境下,由于Fe、Al和Mn等金屬元素以低價離子的形式存在,有利于磷酸鹽的釋放。相反,富氧環(huán)境有利于水體中磷酸鹽的吸附,水體中的磷被固化在底泥中或被浮游動植物吸收轉移而被去除。
2.3水動力循環(huán)復氧控藻技術對藻類的控制效果分析
對于水動力循環(huán)復氧控藻技術對藻類的處理效果,國內(nèi)外有相應的報道,其控藻的機理主要在于水動力循環(huán)打破了藍綠藻繁殖的最佳生境。筆者從葉綠素a的濃度、藻類總豐度、浮游植物種類和優(yōu)勢藻種4個方面進行了監(jiān)測分析。由于藻類繁殖的高峰期在夏季,所以研究只對6月、7月和8月的藻類總豐度、浮游植物種類和優(yōu)勢藻種進行了跟蹤監(jiān)測。
2.3.1對葉綠素a的去除效果??梢钥闯觯?月份以來,水體葉綠素a一直維持在較低水平14~28mg/L。與處理初期相比,11月份葉綠素a下降率達到61.0%,平均去除率達到了40.2%。即使在夏秋藻類易爆發(fā)季節(jié),處理區(qū)藻類生長也受到了有效的抑制。原因在于水動力循環(huán)復氧控藻設備對營養(yǎng)鹽和有機污染物的去除,減少了藻類生長必須的營養(yǎng)源,而系統(tǒng)形成的水體上下交換打破了喜靜藍藻的生存環(huán)境,因此隨著運行時間延長,處理區(qū)水體藻類Chla整體上呈下降趨勢。
2.3.2藻類總豐度變化。在水動力循環(huán)復氧控藻設備的作用下,西苑水體中浮游植物總豐度明顯降低,和6月份相比,7月份的藻類總豐度下降了57%,8月份基本維持在同一水平。水動力循環(huán)復氧控藻設備加速了水的流動,打破了水體營養(yǎng)鹽的不均勻分布,使浮游植物的平流損失量加大,此外,擾動作用能夠打破大多數(shù)藍藻的生長環(huán)境,使其喪失生長優(yōu)勢。
2.3.3浮游植物組成變化。在西苑水體中,初期處理區(qū)水體中藻類主要以藍藻、綠藻、硅藻為主,6月份在群落中所占比例分別為51%、18%、19%,7月份比例分別為3%、15%、60%,水體中隱藻開始增多,占藻類總豐度19%;8月份一些隱藻成為優(yōu)勢藻種,各門所占比例分別為藍藻22%、綠藻37%、硅藻10%、隱藻35%??梢娫诟∮沃参锶郝浣M成中,綠藻門植物數(shù)量基本穩(wěn)定,藍藻與硅藻生長相互制約,數(shù)量變化不穩(wěn)定,因而在多種因素綜合作用下,硅藻豐度也表現(xiàn)出了波動變化,所占比例下降??梢?,水動力循環(huán)復氧控藻技術不僅降低了浮游植物的數(shù)量,也影響著浮游藻類群落的組成和結構。
2.3.4優(yōu)勢藻種變化。隨著藻類群落組成變化,水體優(yōu)勢藻種也變化明顯,6月份以硅藻門小環(huán)藻為主,7月份色球藻增多,成為優(yōu)勢藻種,8月份隱藻門藻類增殖加快,發(fā)展成為優(yōu)勢種,主要為尖尾藍隱藻,此外綠藻門仍占據(jù)一定的比例,衣藻屬成為第二優(yōu)勢藻種。水體中優(yōu)勢藻種類和數(shù)量的變化說明,水動力循環(huán)復氧控藻技術促進了pH、溶解氧和水溫等環(huán)境因子的均化,增強了硅藻、隱藻等其他藻類的競爭能力,水體不再以藍綠藻占優(yōu)勢,在水流環(huán)境適合的條件下,硅藻、隱藻等藻類迅速增殖成為優(yōu)勢藻種,使得藻類群落的多樣性提高(均值由1.63增加至2.36)。這些貧營養(yǎng)型藻類的競爭能力加強,抑制了微囊藻、色球藻、魚腥藻等有害藻類的增殖,可有效控制西苑水體藍藻水華的發(fā)生。
3結論
水動力循環(huán)復氧控藻技術對無錫蠡溪公園西苑景區(qū)水體中CODMn、TN、NH4+-N、TP及藻類葉綠素a均有明顯的去除效果,水質改善效果顯著,與3月份相比,處理區(qū)各監(jiān)測點水體TN平均去除率均達35.7%,NH4+-N平均去除率達到49.7%,TP平均去除率達到37%;CODMn平均去除率達到28%,葉綠素a平均去除率達40.2%。
總體來說,西苑水體目前已達到IV類水標準,符合一般景觀要求水域的用水標準(V類)。經(jīng)過水動力循環(huán)復氧控藻技術處理后,水體中藻類總豐度明顯下降,平均下降率達到56%,藻種組成發(fā)生了變化,群落逐漸從單一結構轉變?yōu)槎鄡?yōu)勢種共存的穩(wěn)定結構,水體不再以藍綠藻占優(yōu)勢,在水流環(huán)境適合的條件下,硅藻、隱藻等貧營養(yǎng)型藻類的競爭能力增強,迅速增殖成為優(yōu)勢藻種,微囊藻、色球藻、魚腥藻等有害藻類生長受到抑制,景區(qū)藍藻水華現(xiàn)象得到了有效控制,景區(qū)生態(tài)環(huán)境明顯轉好。
本工程試驗結果表明,水動力循環(huán)復氧控藻技術作為一種新型的水生態(tài)修復技術,在富營養(yǎng)化景觀水體水質改善和藍藻控制方面具有顯著效果,且該技術完全以太陽能為設備運行的驅動力,無運行費用,是最具特色的節(jié)能環(huán)保水生態(tài)治理技術,可在景觀水體治理工程中進行推廣應用。
第二篇:城市景觀論文
描述該城市的地理位置,氣候特征、文化歷史、景觀特色、并總結其城市景觀與環(huán)境相適應的特征
萬城之城——羅馬
每一座城市都有其獨特之處,令人難忘。意大利的首都羅馬,是意大利占地面積最廣、人口最多的城市,是意大利政治、歷史和文化的中心,同時也是世界燦爛文化的發(fā)祥地。古競技場、萬神殿、許愿泉、圣彼得大教堂,羅馬是一座歷盡滄桑的古城,一座巨大的博物館,時時顛覆著我們對歷史與現(xiàn)實的種種認知。地理位置: 羅馬位于意大利半島南北方向,把意大利半島分成了東西兩部分。亞平寧山脈旁邊,有一條臺伯河,羅馬位于臺伯河流入地中海的海拔最低30公里處,東距第勒尼安海25公里。全國政治、經(jīng)濟、文化和交通中心。人口283萬(1989)。文化歷史: 羅馬是世界天主教中心,世界文化之都,世界歷史文化名城,古代羅馬的發(fā)源地。約公元前二千年初,羅馬人從東北移居于此。公元前八至前四世紀筑城堡,逐步形成早期羅馬城。公元756-1870年為教皇國的首都,1870年意大利王國統(tǒng)一后成為意大利首都(教皇國退至梵蒂岡)。
景觀特色: 世界最著名的游覽地之一。古城居北,新城在南。它在20世紀20~50年代建成,是擁有摩天大樓的現(xiàn)代化城市。羅馬古城酷似一座巨型的露天歷史博物館,有教堂、宮殿、博物館、大學(建于1303年)、科學院和圖書館等。羅馬教廷所在地梵蒂岡位于古城區(qū)西北角。在羅馬古都遺址上,矗立著帝國元老院、凱旋門、紀功柱、萬神殿和大競技場等世界聞名的古跡;這里還有文藝復興時期的許多精美建筑和藝術精品。穿梭在羅馬城中,鋼筋水泥塑造的現(xiàn)代化都市與精美絕倫的古羅馬時期的雕塑交錯出現(xiàn),令人有種游走在現(xiàn)代與歷史之間的錯覺。氣候特征:地處地中海沿岸的羅馬,是典型的地中海氣候,年平均氣溫15.5℃,年降水量880毫米。氣候溫暖,四季鮮明,春季正是一年中最適合出游的季節(jié)。城市景觀與環(huán)境相適應的特征:西部位于亞平寧山脈底部,高低起伏。市區(qū)跨臺伯河兩岸,架有橋梁24座。建筑排列錯落有致,新舊隔離。羅馬被譽為“萬城之城”是因為他有著輝煌的歷史,羅馬帝國的榮耀,天主教廷的至高無上都構成了羅馬近2500年的輝煌。在社會高速房發(fā)展背景下的羅馬,并沒有過分追求摩天大樓,而是選擇了尊重歷史,保留了大量古羅馬時期的建筑?,F(xiàn)代與歷史、新與舊在羅馬得到了極好的融合。
第三篇:荔枝湖治理采用新技術修復受污染城市景觀水體
荔枝湖治理采用新技術修復受污染城市景觀水體
繆翚 廖理揚 蔣文
摘 要:本文分析了深圳荔枝湖水體污染成因,提出標本兼治思路,先截污后補水,綜合運用曝氣過濾、湖泊水力推
流、臭氧滅藻、人工濕地凈化等水質凈化技術,改善湖水水質,為城市受污染景觀水體修復提供借鑒。
關鍵詞:綜合治理;循環(huán)處理;水質凈化;新技術 荔枝湖水環(huán)境問題分析 1.1 水質現(xiàn)狀
荔枝湖流域面積253.3hm2,湖面總面積為10.91萬m2,蓄水量為10萬m3。不僅具有景觀、休閑娛樂的功能,在汛期荔枝湖同時還具有調洪滯洪的作用。近年來,荔枝湖水污染日趨嚴重,水質監(jiān)測數(shù)據(jù)表明,荔枝湖水質達不到地表娛樂景觀水質標準要求,水體感官差,透明度低,湖水呈暗綠色,局部出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象,藻類散發(fā)腥臭味,監(jiān)測指標多數(shù)為劣Ⅳ類,藻類以藍藻和綠藻為主,屬重富營養(yǎng)水體,且呈惡化趨勢。1.2 污染原因分析
荔枝湖是具有調洪滯洪功能的景觀湖,現(xiàn)狀在湖的北、西、東共有3條雨水箱涵入湖,分別收集著深圳紅寶、松園、圓嶺、通心嶺、百花、上步等片區(qū)的雨水,由于這些片區(qū)內(nèi)的經(jīng)營單位(餐飲、洗車)和住宅樓(陽臺改廚房或放洗衣機、洗滌盆)生活污水錯排亂接,導致三條雨水涵中有不少污水,雖然在1990和1997年市政府先后兩次投資沿湖鋪設了2條DN700~DN1500的截污管,對3條箱涵旱季污水進行了完全截流,且截流倍數(shù)達到了5倍,但大雨時仍有混流污水和面源污染溢流入湖,污染物的日積月累,特別是氮、磷的累積,導致水體富營養(yǎng)化,再加上湖水不流動,補充交換量小,平日基本上是死水一潭,而深圳的氣溫又高,導致藻類大量生長繁殖,湖內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)失衡,湖水污染日趨嚴重,達不到景觀娛樂水體要求。雖在1989、1990、1997年先后歷經(jīng)三次整治,采用的措施主要是鋪設截污管、湖底清淤和增設補水管,3次的整治在一定程度上和一段時間內(nèi)使荔枝湖的水質得到較好改善,但截污后仍存在下大雨時有混流污水和面源污染溢流入湖問題,而入湖污染物又沒有得不到處理清除,日積月累,水質日趨變差;同時荔枝湖雖有補水,但補水量有限,僅夠補充湖面蒸發(fā)和滲漏損失量,湖水得不到定期更換,再加上湖水不能流動,只是一潭死水,不能達到“流水不腐”,導致湖內(nèi)生態(tài)失衡。2 荔枝湖綜合治理工程目標
依據(jù)荔枝湖水體的功能要求,荔枝湖綜合治理后湖水水質穩(wěn)定在《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)中的Ⅳ類標準,具體水質設計指標見表1。
表1水質設計指標
指標 治理前 治理目標(GB3838-2002)Ⅲ類(GB3838-2002)Ⅳ類 TN(mg/L)4 <1.5 <1.0 <1.5
NH3-N(mg/L)2.0 <1.5 <1.0 <1.5
TP(mg/L)0.35 <0.1 <0.1 <0.1
CODMn(mg/L)<10 <6 <10
BOD5(mg/L)8 <6 <4 <6
DO(mg/m3)<4 >5 >5 >3
Chl-a(mg/m3)150 <10
透明度(cm)<20 >60 荔枝湖綜合治理方案 3.1 治理思路
針對荔枝湖為富營養(yǎng)化水體的污染現(xiàn)狀和以前3次治理的經(jīng)驗及存在的問題,研究結果表明僅靠截污、清淤和少量補水是難以使湖水的水質改善保持長久的效果,因此需要采取標本兼治的綜合治理措施,除在原截污基礎上要進一步盡可能減少(由于完全消除入湖污染是基本做不到的,因為入湖雨水涵中的初雨水所帶的面源污染始終會存在的)雨季溢流時入湖的污染物總量外,重點對荔枝湖內(nèi)水質進行綜合治理,采用環(huán)境工程措施和生態(tài)措施,確保湖水水質在改善提高后保持長期穩(wěn)定效果。目前富營養(yǎng)化水處理的方法較多,但由于富營養(yǎng)化水源水中藻類及其他污染物的多樣性和復雜性,藻細胞特性復雜,任何單一工藝都不能達到理想的除藻效果。深圳市環(huán)境科學研究所垂直流人工濕地專有技術對N、P及藻類去除能力強,是比較理想的工藝。但考慮到荔枝公園內(nèi)用地緊張的實際情況,本方案在部分重點區(qū)域(如觀魚區(qū)等重要區(qū)域或死水區(qū))選用人工濕地處理,對于大區(qū)域的湖水采用機械過濾+生物法+臭氧滅藻的組合工藝,借鑒“流水不腐”的道理,使湖水實現(xiàn)水力推進循環(huán),保持湖水水質達標的重要手段;同時生態(tài)修復措施可建立荔枝湖生態(tài)系統(tǒng)良性生態(tài)平衡,也是荔枝湖湖水治理的最終目標,因此生態(tài)修復是荔枝湖富營養(yǎng)化控制必不可少的措施。
通過以上分析,為使荔枝湖的水體變“活”,湖水變“清”,建立荔枝湖生態(tài)系統(tǒng)良性生態(tài)平衡,采取五種措施對荔枝湖進行綜合治理。包括以下內(nèi)容:(1)截污與補水;
(2)湖水循環(huán)處理系統(tǒng)(水力自動化曝氣過濾→生態(tài)礫石床→臭氧滅藻);(3)人工濕地湖水凈化系統(tǒng);(4)湖水水力推流循環(huán)系統(tǒng);(5)生態(tài)修復工程。3.2 截污與補水
對錯排亂接到雨水管涵中的污水進行整改,盡可能減少雨季溢流進湖的污水量,本次設計中共對145個污染點進行了整改,擬可減少進入箱涵污水3.4萬t,而對于流域內(nèi)的住宅陽臺整改擬納入即將開展的小區(qū)正本清源中進行。關于湖水蒸發(fā)滲漏補充水問題,目前先還利用1997年鋪設的DN300原水(有些堵塞需清通)進行適當補充,將來擬利用濱河污水廠中水進行補充。3.3 人工濕地湖水凈化系統(tǒng) 垂直流人工濕地專有技術對N、P及藻類有很強的去除能力,是一種理想的工藝。但考慮到荔枝公園內(nèi)用地的實際情況,本工程將人工濕地采取沿湖岸分散布置,共分為3塊,分別建立在不同的死水區(qū)域,由提升泵提升湖水進入濕地,出水自流至湖區(qū),提升水量由提升泵控制??傉嫉孛娣e:824m,處理水量:824m/d。水生植物品種:風車草、蘆荻、再力花、紙莎草、美人蕉等,既達到凈化污水的目的,又產(chǎn)生美化環(huán)境的效果。3.4 湖水循環(huán)處理系統(tǒng)
通過對荔枝湖的污染調查和成因分析,及在國內(nèi)外的類似湖泊治理的基礎上,本設計采用水力自動化曝氣過濾→生態(tài)礫石床處理→臭氧滅藻的湖水大循環(huán)處理工藝,利用曝氣過濾快速濾除水中懸浮性污染物,生態(tài)礫石床去除溶解性污染物,臭氧殺滅水中藻類芽孢,抑制藻類生長。3.4.1 全塑水力自動化曝氣濾機
水處理技術發(fā)展到今天,過濾設備已開發(fā)出多種類型,如虹吸濾池、V型濾池和濾網(wǎng)式微濾機、纖維過濾機等,通常只具有單層濾料或多層濾料,單一的物理過濾功能,分離懸浮物的粒徑在10um以上,對大部分藻類去除效率不高,尤其是在有油污存在的運行工況下容易產(chǎn)生堵塞,不大適合于本工程采用。在多次調研考察的基礎上,選擇北京王清熙水處理技術發(fā)展有限公司生產(chǎn)的專利設備——全塑水力自動化曝氣濾機作為本工程的湖水循環(huán)前處理過濾設備。
全塑水力自動化曝氣濾機通過曝氣、氣浮、過濾等單元操作,凈化水質,同時不斷向水中加入溶解氧。濾料為級配的復合多層濾料,濾料可以去除0.5u以上的大腸桿菌(大小在(0.4~0.7)μm×(1~3)μm)和藻類(個體大小在2~200μm)。
設備反沖洗通過自動定時裝置,沖洗歷時3分鐘左右即可達到反沖洗效果。反沖洗強度可以達到32L/m2·S,在設備反沖洗時,只有一個濾體進行沖洗,其他三個繼續(xù)工作,設備的清水箱中可以儲存10 m3的水,同時其他三個濾體不斷補充水源,沖洗歷時180s左右,可以保證沖洗所需水量在30 m左右,流量在323169L/s,從而保證了反沖洗強度。本設備反沖洗為自動虹吸,設備沖洗的周期由水質決定。
在高強度的反沖洗條件下,濾層100%膨脹,濾料之間相互摩擦,將表面雜質脫離,隨著沖洗水流帶走。設備具有濾料防流失裝置,濾料在高強度的沖洗下不會流失。從而保證了濾料可以100%再生,不用更換。
該設備在深圳民俗文化村等全國各地已有成功運行的實例,運行時不需投加混凝劑、助凝劑,全系統(tǒng)水力自動化工作,不設專職人員,全部為國家專利產(chǎn)品,性能優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品。
根據(jù)調查資料,藻類的生長周期為5天左右,爆發(fā)生長期為3天。在高溫的雨季,大量的漂浮性和溶解性污染物從雨水排污箱涵流入湖內(nèi),需要對湖水進行快速處理才能保證湖水水質不會惡化。根據(jù)荔枝湖水環(huán)境功能的這一特點,本設計選擇過濾處理規(guī)模為雨季43200 m/d,旱季21600 m/d。湖水循環(huán)周期分別為2.4d和4.7d。選用兩臺型號為WQX-12A全塑水力自動化曝氣濾機,單臺處理能力900m3/h。3.4.2 生態(tài)礫石床
生態(tài)礫石床接觸氧化工藝是在水體中按設計放置一定量的礫石做填料層,上層覆土并種植生態(tài)草皮或做其它用途均可,使水流斷面上微生物附著在填料表面,前半段在鼓風曝氣的作用下,通過填料上生物膜分解有機物,去除氨氮、磷,后半段在去除有機物的同時沉淀去除懸浮物,達到水質凈化的目的。該工藝為人工生態(tài)系統(tǒng),特別適用于低污染河、湖水的治理,具有造價和運行費用低、水力負荷高的特點。
從荔枝湖水質特點來看,由于其COD指標較低,而總氮、總磷含量較高,因此,特別適合生態(tài)礫石床工藝的應用,著重去除湖水中的溶解性污染物。生態(tài)礫石床單元處理規(guī)模為21600 m3/d,生態(tài)礫石床水力有效停留時間2h,有效容積1800m3,有效深度2m,分成回旋廊道式。前半段鼓風曝氣,氣水比1.5:1,配套羅茨鼓風機兩臺,一用一備,單臺性能:Q=25m3/min,P=0.25kgf/cm2,N=15kW。
333.4.3 滅藻處理系統(tǒng)
對于富營養(yǎng)化的湖泊水污染治理來說,滅藻系統(tǒng)是很有直接效果的處理設施。目前主要的滅藻工藝有臭氧滅藻、紫外線滅藻、化學藥劑滅藻,主要在其它處理設施的出水進行滅活處理,殺死藻類芽孢,抑制藻類生長?;瘜W滅藻具有投資省、運行管理簡單,但存在運行費用較高,產(chǎn)生二次污染,影響水體生態(tài)系統(tǒng)。本工程由于其特殊的地理位置和其作為景觀休閑娛樂場所,其安全性和生態(tài)系統(tǒng)的平衡是最關鍵的,因此本工程采用滅藻效果好,無二次污染,有成功實例的臭氧方案。
為了提高臭氧滅藻效率和結合藻類繁殖規(guī)律確定滅活周期,本工程藻類滅活周期為4.7d,處理規(guī)模為21600 m/d。本臭氧發(fā)生器使用空氣氣源,設計臭氧投加量為2mg/L,采用軟管微孔曝氣投加,臭氧吸收率90%,臭氧接觸時間15min,接觸池有效容積225 m3。尾氣經(jīng)尾氣破壞器處理后排空,將臭氧對環(huán)境的影響減少到最低程度。
本設計采用兩套1.5kg/h的臭氧系統(tǒng),湖水可通過三種途徑進入臭氧接觸池。
3.5 水力推流循環(huán)系統(tǒng)
為了使整個湖區(qū)水參與循環(huán),而不形成短路,并保持整個湖區(qū)的良好生態(tài)功能,本設計將大湖西湖與大湖東部連接間3座橋封住,并在3座橋下設了活動閘門,定時開啟。
根據(jù)荔枝湖自然格局的特點可以利用水力推流循環(huán)的方式,實現(xiàn)荔枝湖的循環(huán)流動,提高氧氣向水中的傳輸速率,抑制底泥中氮、磷的釋放。本設計已在北湖、西湖通過提升泵形成了大循環(huán),局部死水區(qū)有人工濕地小循環(huán)。而湖區(qū)南面寬闊,容易形成大面積死水區(qū)。為了避免這一現(xiàn)象,在南部水域布置了6臺WY-1型微氧推流機使湖水循環(huán)流動加入湖水大循環(huán)處理。
采用的微氧推流機設備為美國原裝進口,效率高,浮于水面,便于安裝與移動。單臺功率2.2kW,過水量15000m3/d,充氧量70kg/d。在南部區(qū)域的湖水循環(huán)推流周期為約12h。
33.6 生態(tài)修復工藝技術
湖泊水體污染實為生態(tài)失衡,生態(tài)系統(tǒng)的修復是湖泊環(huán)境和富營養(yǎng)化水體綜合治理的一個重要環(huán)節(jié),是總體治理效果的最后實現(xiàn)過程,如果缺少這個環(huán)節(jié),總體治理效果將會受到很大的限制。3.6.1 阿科曼生態(tài)基系統(tǒng)
阿科曼生態(tài)基是利用人工材料和人工技術模擬水體自然生態(tài)環(huán)境的水體修復技術,該技術融合了水生生態(tài)學、材料學和微生物學的前沿理論,采用阿科曼生態(tài)基作為自然生態(tài)環(huán)境中水草的替代品,借助生態(tài)基的吸附能力和對浮游生物提供棲息場所和天然食物的優(yōu)勢,重建被破壞的湖內(nèi)生態(tài)體系,使湖水恢復較強的自凈功能,從而達到凈化水體的效果。
基于湖水的水體流態(tài)及污染的可能途徑和對湖水治理的要求,阿科曼生態(tài)基主要布置在荔枝湖西側部位和湖面南區(qū)部分區(qū)域,以避免對湖面游船的影響,阿科曼生態(tài)基全部采用水底放置型,對湖泊景觀基本不構成影響。
根據(jù)現(xiàn)有阿科曼生態(tài)基處理負荷的經(jīng)驗值,結合荔枝湖水體和其他參數(shù),荔枝湖采用阿科蔓2100 m2。并根據(jù)荔枝湖湖水深度確定阿科曼生物基規(guī)格采用2.0m×0.6 m和2.0×1.0m兩種。3.6.2 水生植物的應用
結合國內(nèi)外研究應用成果和多年的實踐經(jīng)驗、深圳氣候環(huán)境及荔枝湖原有的水生生物種類,從水生植物生物學特性、耐污性、對氮、磷去除能力、景觀效果等多方面進行分析,篩選出能適應荔枝湖水質現(xiàn)狀,同時具有景觀效果的物種進行栽種。
本設計植物配植:被截污管隔開的湖岸邊及非劃船區(qū)部分岸邊5m寬的種植帶。種植面積6000m2,水生植物品種有再力花、花葉蘆荻、香蒲、風車草、睡蓮、荷花、海芋、美人蕉、蜘蛛蘭。3.6.3 魚類放養(yǎng) 針對荔枝湖富營養(yǎng)化水體,應用生態(tài)學原理,通過調整水體食物鏈結構,控制草食性魚類,發(fā)展濾食性、雜食性魚類群體,進行多種魚類、多種規(guī)格的混養(yǎng)。
本設計投放鯽魚40000尾,羅非魚50000尾,鯪魚40000尾,鰱魚35000尾,鳙魚25000尾,鯉魚10000尾,規(guī)格為4~12cm,目的在于充分利用水體中的浮游生物,懸浮有機碎屑,同時有效地去除水底沉積物,減緩水體富營養(yǎng)化程度,避免藻類過量繁殖,實現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)修復。3.6.4 添加微生物菌
作為水生生態(tài)系統(tǒng)中的分解者,微生物占有極其重要的生態(tài)位,可將受污染水域中的有機物降解為無機物,這正是污染物質分解轉化過程中的第一個步驟,在生物修復中尤其重要。因而,本方案于生態(tài)修復措施中采取投加微生物菌作為一種輔助性措施。
本工程微生物菌采用深圳環(huán)科所專有產(chǎn)品,以光合菌、放線菌、乳酸菌、酵母菌等微生物為主的、經(jīng)特殊方法培養(yǎng)而制成的有益微生物制劑。
本工程菌種投加總量6.5t,其中固體微生物菌2.5t,液體微生物菌4t。4 荔枝湖工程調試水質監(jiān)測結果分析
本工程在2005年12月31日已完成湖區(qū)水下工程,景觀湖于2006年1月5日開始蓄水。經(jīng)過單機調試后進行了聯(lián)動試運行,7、8月份的水質監(jiān)測結果見表2。
表2 荔枝湖調試水質監(jiān)測結果
時間 測點編號 泵池進水 月 份 過濾出水 臭氧出水 pH
濁度 NTU
溶解氧 葉綠素a mg/L 6.02 6.28 4.96
μg/L
藻類密度 ×10個/L
6透明度 cm
52COD mg/L 39 22 23 24
NH3-N mg/L 0.02 0.07 0.03 0.07
TN mg/L 0.507 0.596
TP mg/L 0.1437 0.1141 7.30 13.83 7.20 27.9
345.8 40.3 43.3
27.2 24.0 25.8
礫石床出水 7.62 3.16 0.642 0.09291 0.717 0.09715 濕地出水 大湖北 大湖中 南湖 西湖 7.34 0 0.48 5.015 8.58 8.09 7.13
12.48 24.45 50.6 51.0 43.1 37.125 34.9 24.03 21.28 10.73 24.1 43.9 49.9 43.53
7.85 14.85 30.1 30.3 25.6 22.2 20.87 14.57 12.98 6.9 14.62 26.1 29.6 25.90
57 63 54 50
57.2 62 68 62.75
23.75 21.5 31 24 35 14.85 14.847 16 6.01 10.11 8.69 19.4 16.9 18.89
0.09 0.07 0.06
0.01 0.863 0.61.95 0.103 0.484 0.64 0.726 0.82
0.893 0.03082 0.736 0.08868 0.463 0.566 0.528
0.1098 0.1141 0.1098 7.21 9.375 8.23 11.07 8.09 7.98 7.52 14.23
泵池進水 7.265 12.0825 5.17 過濾出水 7.36 10.4
6.32 1.507 10.46 0.4 5.45 8.24 7.04 6.46
0.603 0.09714 0.97 1.175 1.21
0.076 0.029 0.0336 礫石床出水 7.48 0.70 臭氧出水 月 份
濕地出水 大湖北 大湖中 南湖 西湖 7.4 7.23 0 9.0 7.53 3.96
0.615 0.01459 1.061 0.05587 0.866 0.08233 1.047 1.105
0.0788 0.096 7.94 10.32 7.69 6.44 7.51 11.48
從調試結果看,湖水水質得到較大程度的改善,絕大部分水質指標達到地表Ⅳ水質標準,部分指標優(yōu)于Ⅳ類達到Ⅲ類標準;水質連續(xù)監(jiān)測結果表明,藻類密度較未污水處理系統(tǒng)未建前降低約一個數(shù)量級,但目前荔枝湖水最大問題仍是藻類密度較高,葉綠素a濃度大部分時間在30μg/L以上,屬富營養(yǎng)化,這也是湖水感官較差的原因,是荔湖治污的難點所在,因為荔湖調洪滯洪功能未變,在高溫的雨季,大量的營養(yǎng)物進入湖內(nèi),致使藻類瘋長,因在調試期臭氧滅藻未正常運行,隨著今后臭氧池滅藻工藝的正常運行,和水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡,水中藻密度會有改善;濕地出水效果很好,除出水溶解氧較低(因從底部厭氧出水),出水水質基本達到Ⅲ類水指標;7月份礫石床出水效果較差,原因為過濾機加次氯酸鈉滅藻,余氯殺死礫石床微生物,影響礫石床處理效果。5 結語
荔枝湖治理工程先截污后補水,同時采用強化型生態(tài)礫石床技術、水力自動化曝氣過濾與湖泊水力推流技術、臭氧滅藻、人工濕地凈化等水質凈化技術,標本兼治,使湖水水質得到根本改善,恢復了湖泊景觀與休閑娛樂功能,是城市受污染景觀水體修復的成功案例。下一步,將根據(jù)荔枝湖生態(tài)系統(tǒng)規(guī)劃劃分湖濱帶、浮游區(qū)、底棲區(qū),利用不同的生物群落,模擬自然生態(tài)環(huán)境修復湖泊生態(tài)系統(tǒng),強化生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能,恢復生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力,建立良性循環(huán),控制富營養(yǎng)化,還市民一個湖水清澈、鷺鳥成群、魚兒歡躍的優(yōu)美環(huán)境。
第四篇:城市治理小論文
城市治理的現(xiàn)代化變革
深度城市化帶來的不只是硬設施的更新,同樣還包括軟環(huán)境的提升。這對城市治理現(xiàn)代化構成倒逼態(tài)勢。目前我國大城市建設已全面從“增量型”轉向“存量型”,空間發(fā)展從“外延擴張”轉向“內(nèi)涵提升”。但與此同時,城市功能發(fā)育尚不充分,空間規(guī)劃、公眾參與等方面的制度配套尚不完善。
因此,以“深度城市化”為契機,系統(tǒng)構建與城市存量調整、內(nèi)涵提升相匹配的現(xiàn)代化治理體系尤為重要,下面提出城市治理的現(xiàn)代化變革的幾個方面。
一.城市“新空間”
“深度城市化”是對城市物理空間和虛擬空間進行深度整合、開發(fā)的過程,涉及到城市地下空間、私有空間、數(shù)字空間等新型空間的開發(fā)、建設、利用和管理。
當前,空間權屬劃分不明已成為我國各地有效開展新型空間開發(fā)、建設、利用、管理的重要掣肘。比如,道路地面以下空間產(chǎn)權缺乏界定,多部門均可對道路“開膛破肚”,地下空間利用混亂、無人管理;歷史風貌區(qū)空間權屬尚未細分,私搭亂建現(xiàn)象嚴重、清理恢復異常困難,等等。亟待從城市發(fā)展與規(guī)劃相統(tǒng)一的角度出發(fā),對城市空間制定細化規(guī)劃、明確產(chǎn)權界定、構建制度支撐。
到目前為止,包括北京、上海、南京、杭州在內(nèi)的20多個城市已編制了城市地下空間專項規(guī)劃,但實踐中普遍存在多頭管理等問題。這就需要在規(guī)劃階段引入智能科技,統(tǒng)籌地上地下,推進城市空間規(guī)劃的一體化、智能化、前瞻化。
比如,北京城市副中心設計就啟用City
Go系統(tǒng),在學習整個通州樣片的基礎上進行2018~2035年城市發(fā)展推演,完成了世界上第一個純粹人工智能推演的發(fā)展模型。
依托這樣的智能科技進行統(tǒng)籌,一方面保障城市地下空間實際探測效率與精度,對地上、地下空間建立更加科學、立體、全面的認識,便于進一步分清權屬、提升空間精細化管理水平;另一方面也可對城市發(fā)展進行三維推演,綜合統(tǒng)籌職、住、學、商、醫(yī)、休等關鍵要素,使決策更具前瞻性,各部門更具協(xié)調性。
在智能統(tǒng)籌的基礎上,為新型物理空間量身立法修法,設計空間權益的委托經(jīng)營和流通交流制度,也是重中之重。在具體操作上,可考慮出臺國土空間管理法等新型物理空間專屬立法,或在修訂土地管理法、城市房地產(chǎn)管理法、物權法時以專章、專節(jié)明確新型空間的不動產(chǎn)屬性,引入“空間產(chǎn)權”概念并進行精細化劃分。
二.讓公眾參與進來
公眾參與是推進“深度城市化”的重要基礎,沒有公眾參與,就無法真正建立起有效的協(xié)調機制,無法“動態(tài)修復”不同部門的管理與建設沖動,導致投資效果差甚至重復性、浪費性投資頻發(fā)。
設計公眾參與機制的第一步,需要創(chuàng)立以街道空間網(wǎng)絡為載體的全要素精細化規(guī)劃模式,使公眾參與城區(qū)改造建設這類基礎性工程時,有“數(shù)”可循,有法可依。將規(guī)劃指標與歷史風貌保護管控要素融合,建立起一個包含建筑容量、建設范圍、建筑密度、建筑高度、容積率、綠地率、公共設施配套、歷史建筑、歷史空間、歷史肌理、歷史人文場所等11個參數(shù)的“兩規(guī)合一”控規(guī)參數(shù)體系,和對空間信息進行精細化采集和實時動態(tài)監(jiān)測。
有了數(shù)據(jù)和模型,第二步是搭建起支撐公眾參與的界面和平臺。建立起這種“市-區(qū)-街道-社區(qū)”四級信息化支撐平臺后,能夠對城市建設規(guī)章制度、城市建設項目全生命周期管理等在統(tǒng)一平臺進行信息發(fā)布和意見征集,方便公眾通過授權界面了解情況、在線參與。
公眾參與機制的第三步是在模式和平臺的基礎上,配套政策供給,以空間權益市場化分配激發(fā)各方參與熱情。
當然,在城市治理與改造中,除了上述措施,制度設計層面還應積極開展適用于城市更新的政策體系研究,優(yōu)化鼓勵城市更新的政策配套,比如允許土地出讓金分期繳納等,吸引更多社會資本的參與,真正做到激發(fā)社會各方的參與熱情。
三.人的現(xiàn)代化
隨著城市化的不斷縱深推進,除了物質層面,文化精神層面的需求也越來越成為避不開的問題。上升到城市治理的現(xiàn)代化層面,不僅城市物質層面的現(xiàn)代化治理有待提升,文化和精神層面的現(xiàn)代化,也即人的現(xiàn)代化,正在成為城市治理的新挑戰(zhàn)。
首先是“設施文明”。
當前,我國不少城市區(qū)域建設重“宜業(yè)”“生產(chǎn)”,輕“宜居”“文化”,教育、醫(yī)療等城市設施和公共服務也尚未對所有居住者平等開放。這其實就是城市精細化建設與管理缺乏“人的尺度”,“設施文明”不到位,難以營造“可感知的、有溫度的”城市。要想改變這一局面,必須在城市規(guī)劃建設及改造中,從“交通視角”逐漸回歸“人的視角”:
一是要以提升城市生活品質為核心,打造步行道、自行車道、街邊生活設施、文化場所等更多滿足人的健康、宜居生活所需設施;
二是要聚焦更多精力于城市弱勢群體,完善城市主要道路、公共建筑及新建住宅的無障礙設施建設,加強維護管理,保證日常使用;
三是要改變大都市圈“一刀切”的簡單治理模式,將城市人口容量管理與服務擴大到整個都市圈,深挖都市圈的空間和制度潛力,按照實際服務人口配置公共資源和基礎設施。
其次是“制度文明”。
過去的城市政策與制度體系為城區(qū)的快速建設與擴張?zhí)峁┝伺涮妆U?,但城市化發(fā)展到今天,舊有的制度體系已不再適配于“深度城市化”所指向的城市存量調整與內(nèi)涵提升,重構城市政策與制度體系,以人為本建立現(xiàn)代化城市治理制度體系,迫在眉睫。
要建立與深度城市化匹配的“制度文明”,就要真正做到以人為本,解決各類人群在城市的各種權利,穩(wěn)定其發(fā)展預期。在發(fā)展城市產(chǎn)業(yè)、增加經(jīng)濟總量的同時,應引導各類社會資本進一步加大對廉租房、公租房的供給,增加對教育、醫(yī)療、文化及體育等公共設施及公共服務的供給能力,留住能夠切實為城市發(fā)展做貢獻的外來人才。
破除城市發(fā)育的不充分并非一朝一夕之事,但以“行為文明”“設施文明”“制度文明”為抓手,實現(xiàn)“人的現(xiàn)代化”與“城市的現(xiàn)代化”融合推進、互為支撐,不失為深度城市化進程中全面激發(fā)城市活力、優(yōu)化城市治理的一種可行方案。
第五篇:國外城市河道景觀與河道治理
國外城市河道景觀與河道治理
閱讀:6922013-03-11 15:05 標簽:阿普貝思河道景觀設計濱河景觀設計濱水景觀河道景觀設計城市河道景觀設計
近年來,中國不少地方相繼出現(xiàn)強降雨天氣,給不少城市造成極大的“城市內(nèi)澇”壓力。隨著城市化發(fā)展和人口聚集程度提高,提升城市排水能力和應對極端天氣事件能力的工作迫在眉睫。國外很多城市也遭遇過暴雨侵襲,但完善的城城市排水系統(tǒng)使之避免或減輕了雨水災害。現(xiàn)代意義上的排水設施是從什么時候開始的,世界上哪些城市的排水理念和系統(tǒng)設計更勝一籌,如果將城市河道的功能與景觀完美融合在一起,值得我們參考和借鑒?
美國模式城市河道治理——興建地表回灌系統(tǒng),加強立法防內(nèi)澇
風靡一時的《俠膽雄獅》,講述了一段人獅與美女之間美好感人的愛情故事,文森特就居住在美國紐約設施齊全的下水道里。美國是世界上最早建立國家強制性洪水保險體制的國家,聯(lián)邦緊急事務管理局還組織繪制了洪水保險圖,規(guī)定在行洪區(qū)內(nèi)不準建任何建筑,在非行洪區(qū)內(nèi)可以修建建筑物,但修建前必須購買洪水保險。美國把全國劃分為13個流域,每個流域均建立了洪水預警系統(tǒng),每天進行洪水預報,最長的洪水預報是 3個月。此外,美國還利用先進技術,對洪水可能造成的災害進行及時預測,發(fā)布警示信息。美國早已有強制性防城市內(nèi)澇的法律,其多個州都立法規(guī)定,城市新開發(fā)區(qū)域必須實行強制的“就地滯洪蓄水”,對城市內(nèi)澇防范、治理措施以及問責手段,也規(guī)定得相當詳盡。
近幾十年來,美國政府還致力于以雨水直接回收為重點的工程措施。如在美國加州富雷斯諾市興建了“滲漏區(qū)”地下回灌系統(tǒng),在芝加哥興建了地下隧道蓄水系統(tǒng)等。美國還在其他許多城市建造了由屋頂蓄水池、井、草地、透水地面等組成的地表回灌系統(tǒng),收集的雨水可直接或經(jīng)適當處理后用于沖廁所、洗車、澆綠地、消防和回灌地下等。
在這個城市河道規(guī)劃中,城市河道景觀設計與城市河道功能需要有機結合在一起。才能將經(jīng)濟效益與文化精神完美地結合在一起。河道景觀,景觀設計,濱水景觀設計,濱河景觀設計,河道景觀專家 巴黎模式——地下建龐大地下河道世界,細節(jié)河道景觀
設計令人傾心
“你看過電影《悲慘世界》嗎?主角冉·阿讓在巴黎下水道里做了一次長途旅行。巴黎現(xiàn)代化的系統(tǒng)地下排水工程的開建比倫敦早 6 年,比柏林早 20 年。它是最早一個開始現(xiàn)代意義排水建設的國際性大都市。據(jù)介紹,巴黎的排水系統(tǒng)于1853年正式開工,隨后,下水道就開始不斷延伸,直到現(xiàn)在長達2400公里。阿普貝思河道景觀設計專家認為,城市河道設計需要從細節(jié)著手,才能更有實用性和觀賞性。
巴黎城區(qū)下水道均建于地面以下 50米,管道設計采用多功能設計理念,中間是寬約3米的排水道,兩旁是寬約1米、供檢修人員通行的便道?;趯Φ孛嬗晁髁康某浞止烙?,巴黎城區(qū)主干道的井蓋孔密且直徑大,平均每50米就有一個下水口,住宅區(qū)內(nèi)的下水道進水口較大。城區(qū)總數(shù)達 2.6萬個下水道蓋、6000多個地下蓄水池均統(tǒng)一編號,由1300多名專業(yè)人員負責維護。
巴黎下水道干凈程度可與巴黎的街道相媲美。事實上,巴黎的下水道除了排水溝外,它還設有兩套供水系統(tǒng),一套供飲用水,一套供非飲用水,以及一條氣壓傳送管道。巴黎的地下排水系統(tǒng)基本是順著城市的道路修建的,也就是說每條道路下面都有一條與之平行的排水溝。
去過巴黎的人,對其城市排水的細節(jié)傾心不已。比如,巴黎的許多街道都是碎石鋪設的地面,很有味道,但下大雨就難免會有積水。于是,設計人員在一定的距離,設置了一個“槽”,起了導水溝的作用。這樣,行人就不會因為積水而濺濕鞋子和褲管了。河道景觀,景觀設計,濱水景觀設計,濱河景觀設計,河道景觀專家
荷蘭模式——開創(chuàng)“水廣場”,開發(fā)公用河道景觀設施變儲水空間
荷蘭鹿特丹市位于海平面以下,經(jīng)常面臨海水倒灌的威脅,同時城區(qū)洼地眾多,排澇壓力頗大。為有效應對這種情況,鹿特丹開創(chuàng)了其獨有的“水廣場”防澇及雨水利用系統(tǒng)。水廣場順地勢而建,由形狀、大小和高度各不相同的水池組成,水池間有渠相連。平時是市民娛樂體閑的廣場,暴雨來臨,就變成一個防澇系統(tǒng)。由于雨水流向地勢低洼的水廣場,街道上就不會有積水。所有水池布成一張循環(huán)網(wǎng)絡,雨量大時,從大水池中分流到溝渠,雨量小時,水又回流到大水池。雨水還能被抽取儲存為淡水資源。
荷蘭氣候環(huán)境保護署專家阿瑙德·莫倫納稱,為有效疏解劇增的地表水,鹿特丹結合都市空間開發(fā)大量空曠廣場、人行道與停車場空間,這些地方平時為公用設施,大雨到來時就變成儲水空間。這就是其獨特的“水廣場”概念的由來。
日本模式——廣泛利用公共場所河道景觀,降低空地高度蓄洪
日本政府規(guī)定:在城市中新開發(fā)土地,每公頃土地應附設500立方米的雨洪調蓄池。在城市中廣泛利用公共場所,甚至住宅院落、地下室、地下隧洞等一切可利用的空間調蓄雨洪,防止城市內(nèi)澇災害。比如降低操場、綠地、公園、花壇、樓間空地的地面高度,利用河道景觀設計理念,在遭遇較大降雨時可蓄滯雨洪;在停車場、廣場鋪設透水路面或碎石路面,并建設滲水井,加速雨水滲流等。此外,在東京、大阪等特大城市建設地下河,直徑10余米,長度數(shù)十公里,將低洼地區(qū)雨水導入地下河,排入海中。
東京擁有全世界最知名的排水系統(tǒng)。東京下水道系統(tǒng)以污水和雨水采用同一管道排放為主,用于管道清掃和維護管理的檢查井超過47萬個,平均每33米就有一個。
德國模式——居民區(qū)挖掘人工湖,透水磚鋪裝人行道
為提高城市排澇能力,德國城市居民區(qū)一般采用人工湖或構造河道景觀設計,或者通過綠地、花園或人工濕地增加雨水入滲。如采用透水磚鋪裝人行道,增加透水層,減少硬質鋪裝等。德國漢堡建有容量很大的地下調蓄庫,洪水期可以發(fā)揮很強的調度水量作用。在柏林,由于廣泛推行城市集雨措施,不僅提高了城市的防澇能力,而且實現(xiàn)了對雨水的最大收集利用。此外,德國還通過不斷提高城市綠化率來減少雨水徑流。在立法保障方面,德國立法規(guī)定在新建小區(qū)之前,無論是工業(yè)、商用還是居民區(qū),均要設計雨洪利用設施,否則政府將征收雨洪排放設施費和雨洪排放費。
1英國倫敦泰晤士河
(一)水環(huán)境問題分析
泰晤士河全長402公里,流經(jīng)倫敦市區(qū),是英國的母親河。19世紀以來,隨著工業(yè)革命的興起,河流兩岸人口激增,大量的工業(yè)廢水、生活污水未經(jīng)處理直排入河,沿岸垃圾隨意堆放。1858年,倫敦發(fā)生“大惡臭”事件,政府開始治理河流污染。
(二)治理思路及措施
一是通過立法嚴格控制污染物排放。20世紀60年代初,政府對入河排污做出了嚴格規(guī)定,企業(yè)廢水必須達標排放,或納入城市污水處理管網(wǎng)。企業(yè)必須申請排污許可,并定期進行審核,未經(jīng)許可不得排污。定期檢查,起訴、處罰違法違規(guī)排放等行為。
二是修建污水處理廠及配套管網(wǎng)。1859年,倫敦啟動污水管網(wǎng)建設,在南北兩岸共修建七條支線管網(wǎng)并接入排污干渠,減輕了主城區(qū)河流污染,但并未進行處理,只是將污水轉移到海洋。19世紀末以來,倫敦市建設了數(shù)百座小型污水處理廠,并最終合并為幾座大型污水處理廠。1955年到1980年,流域污染物排污總量減少約90%,河水溶解氧濃度提升約10%。
三是從分散管理到綜合管理。自1955年起,逐步實施流域水資源水環(huán)境綜合管理。1963頒布了《水資源法》,成立了河流管理局,實施取用水許可制度,統(tǒng)一水資源配置。1973年《水資源法》修訂后,全流域200多個涉水管理單位合并成泰晤士河水務管理局,統(tǒng)一管理水處理、水產(chǎn)養(yǎng)殖、灌溉、畜牧、航運、防洪等工作,形成流域綜合管理模式。1989年,隨著公共事業(yè)民營化改革,水務局轉變?yōu)樘┪钍亢铀畡展?,承擔供水、排水職能,不再承擔防洪、排澇和污染控制職?政府建立了專業(yè)化的監(jiān)管體系,負責財務、水質監(jiān)管等,實現(xiàn)了經(jīng)營者和監(jiān)管者的分離。
四是加大新技術的研究與利用。早期的污水處理廠主要采用沉淀、消毒工藝,處理效果不明顯。20世紀五六十年代,研發(fā)采用了活性污泥法處理工藝,并對尾水進行深度處理,出水生化需氧量為5-10毫克/升,處理效果顯著,成為水質改善的根本原因之一。泰晤士水務公司近20%的員工從事研究工作,為治理技術研發(fā)、水環(huán)境容量確定等提供了技術支持。
五是充分利用市場機制。泰晤士河水務公司經(jīng)濟獨立、自主權較大,其引入市場機制,向排污者收取排污費,并發(fā)展沿河旅游娛樂業(yè),多渠道籌措資金。僅1987—1988年,總收入就高達6億英鎊,其中日常支出4億英鎊,上交盈利2億英鎊,既解決了資金短缺難題,又促進了社會發(fā)展。
(三)治理效果
泰晤士河水質逐步改善,20世紀70年代,重新出現(xiàn)魚類并逐年增加;80年代后期,無脊椎動物達到350多種,魚類達到100多種,包括鮭魚、鱒魚、三文魚等名貴魚種。目前,泰晤士河水質完全恢復到了工業(yè)化前的狀態(tài)。
2韓國首爾清溪川
(一)水環(huán)境問題分析
清溪川全長11公里,自西向東流經(jīng)首爾市,流域面積51平方公里。20世紀40年代,隨著城市化和經(jīng)濟的快速發(fā)展,大量的生活污水和工業(yè)廢水排入河道,后來又實施河床硬化、砌石護坡、裁彎取直等工程,嚴重破壞了河流自然生態(tài)環(huán)境,導致流量變小、水質變差,生態(tài)功能基本喪失。50年代,政府用5.6公里長、16米寬的水泥板封蓋河道,使其長期處于封閉狀態(tài),幾乎成為城市下水道。70年代,河道封蓋上建設公路,并修建了4車道高架橋,一度視為“現(xiàn)代化”標志。
(二)治理思路及措施
本世紀初,政府下決心開展綜合整治和水質恢復,主要采取了三方面措施:一是疏浚清淤。2005年,總投資3900億韓元(約3.6億美元)的“清溪川復原工程”竣工,拆除了河道上的高架橋、清除了水泥封蓋、清理了河床淤泥、還原了自然面貌。二是全面截污。兩岸鋪設截污管道,將污水送入處理廠統(tǒng)一處理,并截流初期雨水。三是保持水量。從漢江日均取水9.8萬噸,通過泵站注入河道,加上凈化處理的2.2萬噸城市地下水,總注水量達12萬噸,讓河流保持40厘米水深。
(三)治理效果
從生態(tài)環(huán)境效益看,清溪川成為重要的生態(tài)景觀,除生化需氧量和總氮兩項指標外,各項水質指標均達到韓國地表水一級標準。從經(jīng)濟社會效益看,由于生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境的改善,周邊房地產(chǎn)價格飆升,旅游收入激增,帶來的直接效益是投資的59倍,附加值效益超過24萬億韓元,并解決了20多萬個就業(yè)崗位。
3德國埃姆舍河
(一)水環(huán)境問題
埃姆舍河全長約70公里,位于德國北萊茵—威斯特法倫州魯爾工業(yè)區(qū),是萊茵河的一條支流;其流域面積865平方公里,流域內(nèi)約有230萬人,是歐洲人口最密集的地區(qū)之一。該流域煤炭開采量大,導致地面沉降,致使河床遭到嚴重破壞,出現(xiàn)河流改道、堵塞甚至河水倒流的情況。19世紀下半葉起,魯爾工業(yè)區(qū)的大量工業(yè)廢水與生活污水直排入河,河水遭受嚴重污染,曾是歐洲最臟的河流之一。
(二)治理思路與措施
一是雨污分流改造和污水處理設施建設。流域內(nèi)城市歷史悠久,排水管網(wǎng)基本實行雨污合流。因此,一方面實施雨污分流改造,將城市污水和重度污染的河水輸送至兩家大型污水處理廠凈化處理,減少污染直排現(xiàn)象。另一方面建設雨水處理設施,單獨處理初期雨水。此外,還建設了大量分散式污水處理設施、人工濕地以及雨水凈化廠,全面削減入河污染物總量。
二是采取“污水電梯”、綠色堤岸、河道治理等措施修復河道?!拔鬯娞荨笔侵冈诘叵?5米深處建設提升泵站,把河床內(nèi)歷史積存的大量垃圾及濃稠污水送到地表,分別進行處理處置。綠色堤岸是指在河道兩邊種植大量綠植并設置防護帶,既改善河流水質又改善河道景觀。河道治理是指配合景觀與污水處理效果,拓寬、加固清理好的河床,并在兩岸設置雨水、洪水蓄滯池。
三是統(tǒng)籌管理水環(huán)境水資源。為加強河流治污工作,當?shù)卣?、煤礦和工業(yè)界代表,于1899年成立了德國第一個流域管理機構,即“埃姆舍河治理協(xié)會”,獨立調配水資源,統(tǒng)籌管理排水、污水處理及相關水質,專職負責干流及支流的污染治理。治理資金60%來源于各級政府收取的污水處理費,40%由煤礦和其他企業(yè)承擔。
(三)治理效果
河流治理工程預算為45億歐元,已實施了部分工程,預計還需幾十年時間才能完工。目前,流經(jīng)多特蒙德市的區(qū)域已恢復自然狀態(tài)。
4法國巴黎塞納河
(一)水環(huán)境問題
塞納河巴黎市區(qū)段長12.8公里、寬30-200米。巴黎是沿塞納河兩岸逐漸發(fā)展起來的,因此市區(qū)河段都是石砌碼頭和寬闊堤岸,三十多座橋梁橫跨河上,兩旁建成區(qū)高樓林立,河道改造十分困難。20世紀60年代初,嚴重污染導致河流生態(tài)系統(tǒng)崩潰,僅有兩三種魚勉強存活。污染主要來自四個方面,一是上游農(nóng)業(yè)過量施用化肥農(nóng)藥;二是工業(yè)企業(yè)向河道大量排污;三是生活污水與垃圾隨意排放,尤其是含磷洗滌劑使用導致河水富營養(yǎng)化問題嚴重;四是下游的河床淤積,既造成洪水隱患,也影響沿岸景觀。
(二)治理思路與措施
工程治理措施主要包括四方面:
一是截污治理。政府規(guī)定污水不得直排入河,要求搬遷廢水直排的工廠,難以搬遷要嚴格治理。1991-2001年,投資56億歐元新建污水處理設施,污水處理率提高了30%。
二是完善城市下水道。巴黎下水道總長2400公里,地下還有6000座蓄水池,每年從污水中回收的固體垃圾達1.5萬立方米。巴黎下水道共有1300多名維護工,負責清掃坑道、修理管道、監(jiān)管污水處理設施等工作,配備了清砂船及卡車、虹吸管、高壓水槍等專業(yè)設備,并使用地理信息系統(tǒng)等現(xiàn)代技術進行管理維護。
三是削減農(nóng)業(yè)污染。河流66%的營養(yǎng)物質來源于化肥施用,主要通過地下水滲透入河。巴黎一方面從源頭加強化肥農(nóng)藥等面源控制,另一方面對50%以上的污水處理廠實施脫氮除磷改造。但硝酸鹽污染仍是難以處理的痼疾。
四是河道蓄水補水。為調節(jié)河道水量,建設了4座大型蓄水湖,蓄水總量達8億立方米;同時修建了19個水閘船閘,使河道水位從不足1米升至3.4-5.7米,改善了航運條件與河岸帶景觀。此外還進行了河岸河堤整治,采用石砌河岸,避免沖刷造成泥沙流入;建設二級河堤,高層河堤抵御洪澇,低層河堤改造為景觀車道。
除了工程治理措施外,還進一步加強了管理。一是嚴格執(zhí)法。根據(jù)水生態(tài)環(huán)境保護需要,不斷修改完善法律制度,如2001年修訂《國家衛(wèi)生法》要求,工業(yè)廢水納管必須獲得批準,有毒廢水必須進行預處理并開展自我監(jiān)測,必須繳納水處理費。嚴厲查處違法違規(guī)現(xiàn)象。二是多渠道籌集資金。除預算撥款外,政府將部分土地劃撥給河流管理機構(巴黎港務局)使用,其經(jīng)濟效益用于河流保護。此外,政府還收取船舶停泊費、碼頭使用費等費用,作為河道管理資金。
(三)治理效果
經(jīng)過綜合治理,塞納河水生態(tài)狀況大幅改善,生物種類顯著增加。但是沉積物污染與上游農(nóng)業(yè)污染問題依然存在,說明城市水體整治僅針對河道本身是不夠的,需進行全流域綜合治理。
5奧地利維也納多瑙河
多瑙河全長2850公里,是歐洲第二長河,奧地利首都維也納市地處其中游。維也納多瑙河綜合治理開發(fā),形成了一套現(xiàn)代化的河流綜合治理和開發(fā)體系,即在傳統(tǒng)治理理念基礎上突出“生態(tài)治理”概念,并運用到防洪、治污、經(jīng)濟開發(fā)等各個領域。主要措施包括兩方面:
一是建設生態(tài)河堤?;謴秃影吨参锶郝浜蛢λ畮?,是維也納多瑙河治理和開發(fā)的主要任務之一?;凇坝H近自然河流”概念和“自然型護岸”技術,在考慮安全性和耐久性的同時,充分考慮生態(tài)效果,把河堤由過去的混凝土人工建筑,改造成適合動植物生長的模擬自然狀態(tài),建成無混凝土河堤或混凝土外覆蓋植被的生態(tài)河堤。
二是優(yōu)化水資源配置和使用。維也納周邊山地和森林水資源豐富,其城市用水99%為地下水和泉水,維持了多瑙河的自然生態(tài)流量。維也納嚴禁將工業(yè)廢水和居民生活污水直接排入多瑙河,廢污水由緊鄰多瑙河的兩座大型水處理中心負責處理,出水水質達標后,大部分排入多瑙河,少部分直接滲入地下補充地下水。此外,嚴格控制沿岸工業(yè)企業(yè)數(shù)量并嚴格監(jiān)管。