過(guò) 杰 郭 琦 何文浩

(無(wú)錫市水利設(shè)計(jì)研究院有限公司， 江蘇 無(wú)錫 214023)

城市景觀水生態(tài)修復(fù)方法研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)

過(guò) 杰 郭 琦 何文浩

(無(wú)錫市水利設(shè)計(jì)研究院有限公司， 江蘇 無(wú)錫 214023)

我國(guó)城市建設(shè)的快速發(fā)展導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)峻，其中水體作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要一環(huán)，發(fā)揮著不可低估的作用，日益惡化的水環(huán)境已經(jīng)引發(fā)大量問(wèn)題。本文對(duì)城市景觀水生態(tài)現(xiàn)狀進(jìn)行梳理，分析污染類型，并結(jié)合已有工程實(shí)例對(duì)各類污染源提出治理思路，希望對(duì)城市景觀水生態(tài)修復(fù)工作的推進(jìn)起到借鑒作用。

城市景觀水； 生態(tài)修復(fù)方法； 研究

1 引 言

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)生活環(huán)境的追求也越來(lái)越高，尤其是城市生活的人們都向往清新的空氣和舒適的環(huán)境。為了使城市環(huán)境更加的優(yōu)美，城市景觀水的綠化作用不可小覷。城市景觀水不僅能夠成為一處風(fēng)景，而且能夠更好地突出風(fēng)景，為城市生活的人們提供舒適的生活環(huán)境。城市景觀水由于是循環(huán)使用的，如果不進(jìn)行有效的水質(zhì)修復(fù)將會(huì)進(jìn)入惡性循環(huán)。因此，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代城市景觀水水質(zhì)情況進(jìn)行了解，研究探討水質(zhì)修復(fù)的方法。

2 當(dāng)今城市景觀的水生態(tài)分析

目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)在飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程的速度也在不斷加快，人民生活水平有了大幅度的提高，但是這是以過(guò)度的開(kāi)發(fā)、破壞和建設(shè)為代價(jià)的，導(dǎo)致了人們的生存環(huán)境有了較大的改變：天空開(kāi)始灰蒙蒙的；溪水不再清澈變成了臭氣熏天的水溝，魚(yú)蝦沒(méi)有屬于它們的棲息地；很多新建的居民區(qū)雖然內(nèi)部的水景建設(shè)得美觀大方，但是缺乏實(shí)用性，水質(zhì)也不穩(wěn)定，清理不及時(shí)，導(dǎo)致水池內(nèi)部經(jīng)常出現(xiàn)水藻，不時(shí)有惡臭飄出，蚊蟲(chóng)滋生，而且在水景的設(shè)計(jì)上，人工痕跡較為明顯，結(jié)構(gòu)的處理欠妥當(dāng)，導(dǎo)致水體自我凈化能力大大被削弱，水質(zhì)不斷地惡化。該現(xiàn)象普遍發(fā)生在原有的水體和新建的水體上，所以目前城市景觀修復(fù)和建設(shè)生態(tài)的水體景觀，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是我們當(dāng)務(wù)之急的工作。

3 城市景觀水生態(tài)修復(fù)的概述

3.1 生態(tài)設(shè)計(jì)的概念分析

所謂的生態(tài)設(shè)計(jì)主要是指為了滿足設(shè)想的需要或是欲望，有目的有意識(shí)地去塑造物質(zhì)、能量的過(guò)程，通過(guò)物質(zhì)能流和土地的使用，成功地成為自然和文化的橋梁。1996年西姆·范·德·萊思和斯圖亞特·考恩對(duì)生態(tài)設(shè)計(jì)做了一個(gè)較為詳細(xì)的定義：只要是和生態(tài)過(guò)程相一致，將其對(duì)自然環(huán)境的破壞力降低到最小值的設(shè)計(jì)形式，我們都可以將其定義為生態(tài)設(shè)計(jì)，這種協(xié)調(diào)也就是在一定程度上要能夠尊重生物多樣性這個(gè)現(xiàn)實(shí)，盡可能地節(jié)約資源，保證營(yíng)養(yǎng)和水循環(huán)，同時(shí)要保護(hù)植物和動(dòng)物的生存環(huán)境，人們的生活環(huán)境有了很大的提高，人們的身體健康也得到了較大的保障。俞孔堅(jiān)對(duì)原有的理論進(jìn)行了補(bǔ)充，認(rèn)為生態(tài)設(shè)計(jì)不再局限于某個(gè)學(xué)科和職業(yè)，他緊密地和自然相結(jié)合。生態(tài)設(shè)計(jì)給人們提供了一個(gè)詳細(xì)的框架結(jié)構(gòu)，人們可以以此從多個(gè)層面中對(duì)景觀、城市和日常的生活行為進(jìn)行觀察分析，在尊重自然的同時(shí)，要維護(hù)他的多樣性。這樣在城市水生態(tài)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅能夠最大限度地發(fā)揮和挖掘它原有的潛力，而且根據(jù)不同水質(zhì)和土壤之間的差異性，來(lái)構(gòu)建一個(gè)多樣化的生物棲息場(chǎng)所，保證城市水生態(tài)性和可持續(xù)性。

3.2 有效修復(fù)景觀水生態(tài)

天然的水體一定程度上被污染之后，我們可以通過(guò)物理、生物和化學(xué)等方式將兩者或者是多者進(jìn)行相互作用，實(shí)現(xiàn)污染水質(zhì)的凈化。這其中生物的凈化在所有凈化中的作用是非常突出的，自然水體在自我凈化的過(guò)程中，微型動(dòng)物、微生物和植物都是不可以少的。

生物生態(tài)修復(fù)的過(guò)程就是通過(guò)生物降解有機(jī)的污染物從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境的凈化，但是水體的凈化能力是有限的，他不能從根本上降低污染物的負(fù)載，一旦出現(xiàn)了污染物超出了它本應(yīng)具有的負(fù)載能力，相應(yīng)的自我凈化能力也就會(huì)被破壞，原有生態(tài)系統(tǒng)的平衡關(guān)系也就被打破，生態(tài)修復(fù)技術(shù)也就在這個(gè)背景下應(yīng)運(yùn)而生，尤其是在20世紀(jì)90年代獲得了飛速的發(fā)展，成為污染治理工程技術(shù)，該技術(shù)也在城市景觀的水生態(tài)中發(fā)揮了積極作用，并取得了顯著成效。

3.3 實(shí)現(xiàn)城市景觀水生態(tài)修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)分析

在生態(tài)修復(fù)的概念被提出之余，該修復(fù)技術(shù)的積極作用也被明確指出：其一，一些沉積在水底部的難以溶解的有機(jī)物能夠有效被降解；其二，通過(guò)分解水中的含氮有機(jī)物，大大減少了氨態(tài)氮和硝態(tài)氮的含量，水生生物的成活率也被大大提高；其三，水中的溶氧量也因?yàn)樗{(lán)藻和其他耗氧量大的菌類和藻類被有效地抑制而大大增加；其四，工程造價(jià)低，能耗較小，甚至沒(méi)有能耗；其五，因?yàn)闆](méi)有在水中投置藥劑，二次污染的現(xiàn)象也大大減少；其六，通過(guò)生態(tài)法去設(shè)計(jì)水景，不僅可以最大限度地降低整個(gè)建設(shè)和養(yǎng)護(hù)的成本，而且能夠營(yíng)造出人和自然和諧共處的環(huán)境。這種種優(yōu)勢(shì)也是推動(dòng)城市景觀水建設(shè)的發(fā)展目標(biāo)和方向。

4 城市水生態(tài)景觀的修復(fù)法

針對(duì)城市水生態(tài)的退化修復(fù)時(shí)，首先要明確水質(zhì)惡化是造成水體生態(tài)系統(tǒng)退化的重要原因，治理它的辦法多種多樣。治理污染水體的方法主要有凈化法，從原理上進(jìn)行分析，可以分為物理法、生物法和化學(xué)法三類，并且在具體的實(shí)踐中，這幾種方法都得以合理應(yīng)用。

4.1 城市景觀水生態(tài)修復(fù)采取的物理方法

4.1.1 物理修復(fù)

很多被嚴(yán)重污染的水體在底部會(huì)有大量的污染物沉積，受到一定外力的影響，污染物會(huì)從底部釋放出來(lái)，由此可見(jiàn)，天然水池的底部是一個(gè)重要的污染源，要從根本上清理污染物就要疏通水體的底泥。河湖疏浚作為物理修復(fù)的常規(guī)手段早已得到廣泛運(yùn)用，南京的玄武湖公園就采用了該方法。修復(fù)流程如下圖所示。

河湖疏浚物理修復(fù)流程圖

4.1.2 人工增氧

有機(jī)物污染較為嚴(yán)重的水體中，因?yàn)橛袡C(jī)物的分解需要消耗氧，所以水體在缺氧和無(wú)氧的情況下，會(huì)造成水質(zhì)的惡化，自我凈化能力被大大削弱。人為增氧的這種方式在上海、北京等地的水體治理中，都有較為廣泛的應(yīng)用。通過(guò)壓力溶氣將純氧溶入水體，形成微細(xì)氣泡后釋放進(jìn)入黑臭水體，再經(jīng)推流裝置將富氧氣泡推動(dòng)擴(kuò)散，能快速補(bǔ)充水體中的溶解氧含量，為微生物的生存提供有利條件，使其更加有效地分解水中的污染物，增加水體自凈能力，從而改善水質(zhì)。目前最新的水體高效增氧技術(shù)的氧利用率是原有普通增氧系統(tǒng)的3倍以上，效率提升，根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及治理實(shí)踐，每臺(tái)超飽和水體高效增氧器可有效作用水量為6000m3/d。上海及蘇州地區(qū)舊城區(qū)水環(huán)境綜合整治中使用了該工法，效果明顯。

4.1.3 清水稀釋

此外，引入外部水沖掉污水以及清潔的水源將污水稀釋也是一種較為常見(jiàn)的凈化園林水景的方法。很多污染比較嚴(yán)重、水流較緩的河流都可以采用該方法，能夠在較短的時(shí)間里輸出大量的污染物，總量和濃度上都有較大的削弱，水體的缺氧情況也得到了改善，自我凈化能力也得到了提升，不足之處就在于易導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)。

4.2 城市景觀水生態(tài)修復(fù)采取的化學(xué)方法

a.城市景觀水中由于不是不斷更新的水，有的景觀水還處于靜止的狀態(tài)，這種情況下特別容易產(chǎn)生水藻。水藻的產(chǎn)生不僅會(huì)影響景觀水的觀賞性,同時(shí)還影響了景觀水對(duì)環(huán)境的美化，阻礙了景觀水的再次使用。因此，除去水藻是修復(fù)景觀水的重要內(nèi)容。利用化學(xué)方法將景觀水中的水藻去除不失為一種好的辦法。去除景觀水中的水藻通常使用到的化學(xué)劑是西瑪三嗪和硫酸銅等。這類化學(xué)劑能夠很好地阻止水藻的繼續(xù)生長(zhǎng)，因此可以達(dá)到去除景觀水中水藻的目的。這種方法也適用于治理湖泊中水藻比較多的情況，當(dāng)水源中的水藻大量生長(zhǎng)時(shí)，使用這類化學(xué)劑將有效地達(dá)到治理目的。

b.由于景觀水不是一直處于流動(dòng)的狀態(tài)，水中有很多絮狀沉淀，嚴(yán)重影響了景觀水的水質(zhì)和觀賞性。因此，去除景觀水中的絮狀沉淀也是修復(fù)的重要內(nèi)容。景觀水中絮狀沉淀的去除主要通過(guò)投放藥劑實(shí)現(xiàn)，例如鋁鹽、鈣鹽等，將這類藥劑投放到景觀水中將使得水中的絮狀物成為不可溶解的固體沉淀到水底，從而達(dá)到修復(fù)目的。

c.城市景觀水水底的淤泥中有重金屬，這些重金屬在一定的條件下會(huì)以金屬離子的形式進(jìn)入到水體，這些重金屬一旦進(jìn)入到水生態(tài)環(huán)境中將會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。因此，需要抑制景觀水中的重金屬釋放金屬離子，達(dá)到保護(hù)生態(tài)的目的。

4.3 城市景觀水生態(tài)修復(fù)采取的生物方法

水體具有自我凈化的作用，主要得益于水體中的微生物。水體中的微生物足夠多的情況下，一些范圍內(nèi)的水質(zhì)污染物能夠被自行降解掉。當(dāng)水體中有大量的污染物但是又缺乏微生物，就會(huì)使得污染情況越發(fā)嚴(yán)重。因此，可以利用微生物投放的方法修復(fù)景觀水的生態(tài)。

其次，水體中的綠色植物也具有凈化水質(zhì)的作用。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以在景觀水的水面上種植一些綠色的植物，植物的生長(zhǎng)過(guò)程中需要一些營(yíng)養(yǎng)，這些營(yíng)養(yǎng)正好是景觀水中需要去除的物質(zhì)，這樣不僅可以美化環(huán)境還能夠達(dá)到修復(fù)水質(zhì)的目的，同時(shí)還有效地豐富了水面的風(fēng)景。

景觀水的修復(fù)還能通過(guò)生物過(guò)濾的方法實(shí)現(xiàn)，主要源于水生植物、沙石和水中沉淀物的表面有層生物膜，這層生物膜對(duì)于水質(zhì)的凈化具有很大的作用。因此，利用這個(gè)特點(diǎn)，可以在城市景觀水的水底鋪設(shè)一層沙石，不僅可以作為填料還可以用于觀賞，其表面的生物膜還可以起到凈化水質(zhì)的作用。這種方法這層沙石的鋪設(shè)還能夠起到物理吸收的作用，在很多國(guó)家都有采用。

還可以利用水生動(dòng)物來(lái)實(shí)現(xiàn)修復(fù)景觀水水質(zhì)的目的。在景觀水中放養(yǎng)一些食魚(yú)性的魚(yú)類，可以實(shí)現(xiàn)景觀水中浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)，還可以達(dá)到觀賞性，增添了很多的樂(lè)趣。景觀水中浮游動(dòng)物的增多可以有效地抑制水中藻類的生長(zhǎng)，從而達(dá)到修復(fù)水質(zhì)的目的。生態(tài)護(hù)岸的構(gòu)建也是一個(gè)好辦法。采用一些土工材料構(gòu)成生態(tài)結(jié)構(gòu)，這些材料適合綠色植物的生長(zhǎng)，有效地實(shí)現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)上述的研究探討我們了解到，城市景觀水生態(tài)修復(fù)方法的研究對(duì)促進(jìn)城市生態(tài)建設(shè)產(chǎn)生重要影響。人們生態(tài)意識(shí)的增強(qiáng)是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要前提。城市景觀水的修復(fù)就是生態(tài)保護(hù)的一種重要體現(xiàn)。城市景觀水的修復(fù)要本著安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的原則出發(fā)，切實(shí)做到為人民服務(wù)。相關(guān)部門(mén)應(yīng)該引起足夠的重視，將城市景觀水生態(tài)修復(fù)措施落實(shí)到位，為景觀水的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)上的保證，為人們提供安靜舒適的生活環(huán)境。

[1] 孫從軍.河道曝氣技術(shù)在河流污染治理中的應(yīng)用[J].環(huán)境保護(hù),2012(4):12-15.

[2] 俞孔堅(jiān).景觀、文化、生態(tài)與感知[M].北京:科學(xué)出版社,2013.

DOI:10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.03.014

Research progress and development trend of urban landscape water ecological restoration method

GUO Jie, GUO Qi, HE Wenhao

(WuxiWaterConservancyDesignInstituteCo.,Ltd.,Wuxi214023,China)

Rapid development of urban construction in China leads to more and more serious environmental problem. Wherein, water plays a role which cannot be underestimated as an important link of urban ecological system. Deteriorating water environment has caused a lot of problems. In the paper, current situation of urban landscape water ecology is sorted, pollution types are analyzed, and existing engineering examples are combined for proposing governance concept on various pollution sources. It is expected that the paper can play a reference role to implement urban landscape water ecological restoration work.

urban landscape water; ecological restoration method; research

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.03.013

TV213.4

A

2096-0131(2017)03- 0042- 03