..10/15人工濕地設(shè)計人工濕地介紹人工濕地工作原理人工濕地系統(tǒng)是在有肯定長寬比和底面坡度的凹地中,由土壤和填料〔如礫石等混合組合而成的填料床,并栽種經(jīng)過選擇的水生、濕生植物,組成類似于自然濕地狀態(tài)的方案化的濕地系統(tǒng)。水體在床體的填料縫隙中流淌,或在床體外表流淌,在基質(zhì)吸附、過濾,植物吸取、固定、轉(zhuǎn)化、代謝及濕地微生物的分解、利用、異化等過程的綜合作用下,水體中的污染物質(zhì)得以去除。濕地系統(tǒng)中的氮、磷不僅能通過植物和微生物作為養(yǎng)分吸取,而且還可以通過硝化、反硝化作用將其除去,最終濕地系統(tǒng)更換填料或收割栽種植物將污染物最終除去。人工濕地系統(tǒng)的主要優(yōu)勢表達在,、出水水質(zhì)好、運行維護便利、治理簡潔、投資小、運行費用低、符合自然界水質(zhì)凈化和水資源循環(huán)的生態(tài)學規(guī)律等。人工濕地的建立不但可以起到對湖泊水體的凈化效果 ,同時也可加強湖泊的景觀效應。人工濕地系統(tǒng)結(jié)果圖及效果圖見圖1-1、圖1-2。圖1-1人工濕地構(gòu)造示意圖圖1-2人工濕地效果圖人工濕地分類人工濕地按污水在其中的流淌方式可分為兩種類型：外表流人工濕地和潛流人工濕地。兩種人工濕地的工藝特性及優(yōu)缺點見表5-5。外表流濕地系統(tǒng)中水體在濕地的外表流淌水位較淺多在0.1-0.6m,它與自然濕地最為接近,具有投資少、便于治理等優(yōu)點。潛流式人工濕地系統(tǒng)中,水體在濕地床的內(nèi)部流淌,可以充分利用填料外表生長的生物膜、豐富的植物根系及填料和表層土的截留等作用,以提高其處理效果和處理力量。但當有機污染負荷較重的狀況下,易造成床體堵塞,且造價較高,一般為外表流濕地的4-8倍。表1-1兩種人工濕地比照類型類型外表流濕地潛流濕地介質(zhì)類型介質(zhì)為原始土壤或填料介質(zhì)為填料污水以較慢速度從濕地水流在地表下流淌,充分利用填料外表生長的生水流方式外表流過物膜和豐富的植物根系。處理效果一般相對較好具有投資少、操作簡投資投資大,需運行維護單、運行費用低濕地修復區(qū)設(shè)計在東西湖之間的連接處依據(jù)原規(guī)劃借助自然地理條件結(jié)合景觀布設(shè)人工濕地,加強對水體的修復,促進生態(tài)系統(tǒng)恢復。人工濕地的設(shè)計除了滿足水質(zhì)凈化的作用,還要兼顧人工湖對河涌的補水功能和景觀效果。2.2萬m2,濕地的布置考慮地形高差、東西湖水位差以及景觀棧道的修建。白云湖建成后,需要向滘心涌、環(huán)滘涌、XX涌、石井河四條河涌18.3m3/s,8小時計,52.7萬m3,需調(diào)蓄水深為0.5m。人工湖由東湖和西湖兩局部組成,東西湖連接處為此章節(jié)需要設(shè)計的濕地修復區(qū)。XX涌1.65m3/s2.50m3/s；西湖向石井河和環(huán)滘涌分別補水12.75m3/s和1.40m3/s。當西湖對環(huán)滘涌和石井河補水時,水體必將由東湖流經(jīng)濕地進入西湖區(qū),如此大流量的水體在流經(jīng)濕地時,相應地對濕地的過水力量必將提出很高的要求；且東西湖之間的濕地區(qū)面22023m2,52.7萬m3水量而言濕地面積太小,且水力停留時間很短,難以取得預期的處理效果。故在對兩湖間的濕地區(qū)進展布設(shè)時主要考慮其補水和景觀功能,在此根底上,盡可能兼顧其對污染物去除效果和生態(tài)修復作用。因此,在本方案中將東西湖之間的濕地區(qū)設(shè)計成更加接近自然景觀的外表流人工濕地系統(tǒng),在濕地床上鋪設(shè)碎石、礫石,并種植具有高效吸取污染物力量的植物,加強對水體的凈化處理。外表流人工濕地平面設(shè)計外表流濕地一般長寬比應小于10：1,依據(jù)人工湖兩鐵路間的地樣子況將人工濕地分成兩塊并聯(lián)使用,1面積As

=16514m2,1濕2 1 21-3所示。121-3濕地區(qū)平面布置圖其中濕地1為梯形構(gòu)造,上底、下底、高分別為56m、104m和206m；2為近似矩形構(gòu)造,長、93m68m?？紤]地形和維護等因素,在具體施工環(huán)節(jié)中可分別將濕地1和濕地2分成兩個或以上并行處理單元,以便間歇運行和維護。濕地進出水設(shè)計考慮處處理系統(tǒng)的水量很大,在濕地周邊開挖集水溝,水體經(jīng)收集后進入濕地系統(tǒng)。進水裝置是向人工濕地中輸送污水,布水時應盡量均勻,進水方式實行多點布水形式。在濕地維護或閑置期,進水可關(guān)閉。填料的使用外表流人工濕地一般水深0.3-0.5m,本方案取0.4m；濕地區(qū)設(shè)計常水位為0.8m,故濕地床基質(zhì)層厚度為0.4m。外表流濕地床由兩層組成,表層土層厚0.2m,礫石層鋪設(shè)厚度0.2m。人工濕地填料主要組成、1-4。1-4外表流人工濕地填料組成濕地中植物配置植物是外表流人工濕地凈化水質(zhì)的重要組分,是人工濕地系統(tǒng)得。選擇種植何種濕地植物也是人工濕地處理系統(tǒng)設(shè)計成敗的關(guān)鍵。一般人工濕地系統(tǒng)對植物有以下要求：①有興旺的根系；②有較大的生物量或莖葉密度；③有較大的外表積為微生物供給棲息場所；④有較強的輸送氧的力量。一般宜選用具有肯定經(jīng)濟價值和景觀效果的外鄉(xiāng)植物。種植方式視濕地和植物實際狀況承受穴植、溝植、面植等方法,種植密度一般為每平方米5-10株?！?根莖、球莖及種子植物這類植物包括睡蓮、馬蹄蓮、慈姑、荸薺、澤瀉、菱角、薏米、芡實等。它們或具有興旺的地下根莖,或能產(chǎn)生大量的種子果實,多為季節(jié)性休眠植物類型,一般為冬季枯萎春季萌發(fā),生長季節(jié)主要集中在4-9月。這類植物具有以下特點：①耐淤力量強,適宜生長在淤；②適宜生長環(huán)境的水深一般為0.4-1.0m左右；③具有興旺的地下塊根或塊莖,其根莖的形成對P元素的需求較多,因此對P的吸取量較大；④屬于種子果實類植物類型,其種子和果實的形成需要大量的P元素?！?挺水草本植物這類植物包括蘆葦、茭白、香蒲、旱草竹、皇竹草、水蔥、水莎草、再力花、美人蕉、千屈菜等,為人工濕地系統(tǒng)主要的植物選配品種。這類植物適應力量強,根系興旺；生長量大,對N和P的吸取量都很大。其中①皇竹草、蘆竹、旱傘竹、薏米、紙莎草等屬于深根叢生型植物,其根系的分布深度一般在30cm以上,分布較深而分布面積不廣,植株的地上局部叢生。由于這類植物的根系入土較深,根系接觸面廣,配置于潛流式人工濕地中能顯示出更好的處理效果；②香蒲、菖蒲、水蔥、水莎草等,屬于深根散生型植物,其根系一般分布于20-30cm之間,植株分散。這類植物的根系較深,適宜配置于潛流式人工濕地中；③美人蕉、蘆葦、千屈菜、荸薺、慈姑、再力花等屬于淺根散生型植物,其根系分布一般在5-20cm之間。由于這些植物根系分布較淺,且一般原生于土壤環(huán)境,因此適宜配置于外表流式人工濕地中；④燈心草、野芋等屬于淺根叢生型植物,根系分布較淺,一般適宜配置于外表流人工濕地系統(tǒng)中。本方案中濕地為外表流人工濕地系統(tǒng),因此宜選擇后兩種植物類型,淺根散生型植物美人蕉、蘆葦、千屈菜、荸薺、慈姑、再力花和淺根叢生型植物燈心草、野芋等都為本方案中的適宜挺水植物品種。20%、20%、20%、20%、10%、燈心草10%。在具體布設(shè)中綜合考慮水質(zhì)凈化作用和景觀作用雙重功能,合理配置栽種上述根莖植物和挺水植物,最大程度發(fā)揮人工濕地系統(tǒng)中植物的水質(zhì)凈化作用。生態(tài)護岸傳統(tǒng)的河道、湖泊護岸構(gòu)造往往只片面的強調(diào)河道、湖泊的防洪、引水、排澇、蓄水等功能,較少地考慮河道的生態(tài)或環(huán)境功能,因此護岸多承受漿砌塊石或混凝土等剛性硬質(zhì)材料,使河道、湖泊的環(huán)境條件模式化,并使生物種類單一化,由此帶來一系列的環(huán)境問題。本方案所承受的生態(tài)護岸有別于現(xiàn)行的生態(tài)護岸,本方案的生態(tài)護岸除有常規(guī)生態(tài)護岸的功能,還同時具有恢復河岸帶植被及原有自然洪泛平原和濕地景觀,充分發(fā)揮河岸植被的緩沖帶功能、修復近岸水質(zhì)的功能。生態(tài)護岸技術(shù)主要有興旺根系固土植物、土工材料復合種植基、植被型生態(tài)混凝土等。常規(guī)護岸工程技術(shù)主要考慮河道行洪速度、河道沖刷、岸坡穩(wěn)定等,環(huán)境因素考慮較少,主要有拋石、漿砌或干砌石塊,預制混凝土塊體、現(xiàn)澆混凝土、澆注瀝青以及土工模袋等型式。這些型式的護岸工程造價都相對較高,且不能滿足生態(tài)和景觀要求。生態(tài)護岸的特點：〔1修復水域生態(tài)系統(tǒng)。以再生多種生物為目的的生態(tài)護岸技術(shù)從整個水陸穿插帶的生態(tài)構(gòu)造入手,充分應用生態(tài)方案學的根本原理,力求修復受到破壞的水域生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)護岸的坡面大都種植護岸植物,經(jīng)過細心選擇的植物既能直接從水中吸取污染物質(zhì),其伸展而浩大的根系還能為微生物供給附著載體,有利于水質(zhì)凈化,同時也是水生動物、鳥類、昆蟲等覓食、繁衍、玩耍的場所。〔2增加湖泊景觀效果。與城市文化背景融為一體的坡岸景觀設(shè)計,可以成為城市一道亮麗的風景線,使白云湖成為良好的休閑消遣場所。生態(tài)護岸效果圖引水渠生態(tài)護岸依據(jù)《XX市北部水系建設(shè)引水干渠工程設(shè)計報告》,引水渠道長4.7km,引水渠生態(tài)護岸的設(shè)計以“親水“和“生態(tài)“為原則,結(jié)合水流特點,將引水渠橫斷面設(shè)計為復式斷面,設(shè)置兩級或多級平臺；在解決渠道防滲的根底上,承受生態(tài)型緩坡護岸,坡度節(jié)奏變化,護岸承受土石等自然材料或生態(tài)型材料,并與植物護坡相結(jié)合,為水生小動物供給棲息、繁衍場所。在水陸交接處保存或營造岸邊淺水濕地,其間種植蘆葦、菖蒲等高等水生植物和水柳等根系較為興旺的樹種等植物,在堤岸底部適當種植沉水植物,以凈化水質(zhì)和改善濱水生態(tài)環(huán)境的作用,并在沿岸營造生態(tài)防護綠帶。引水干渠水際植物選擇依據(jù)水位的變化及水深狀況,選擇鄉(xiāng)土植物形成水生-濕生-中生植物群落。隨著水際植物群落的形成,使很多野生動物和昆蟲也得以棲居、繁衍。隨著水際植物的不斷豐富和成熟,生物多樣性將不斷提高,生態(tài)效果將更為顯著。引水干渠水生植物選擇菖蒲、野芋、千屈菜、風車草、蘆葦、美人蕉、睡蓮、荷花等,這些植物既有較強的耐污力量,能夠吸取水體中的局部污染物質(zhì)和N、P等養(yǎng)分元素,又有肯定的景觀綠化作用。人工湖生態(tài)護岸人工湖生態(tài)護岸設(shè)計原則：〔1實行自然形態(tài)的水岸處理,除了人群集中的地方,盡量避開硬質(zhì)材料構(gòu)造砌筑的護岸,布置建筑物時考慮人們的親水設(shè)計；〔2護岸的設(shè)計充分考慮污染物攔截功能,削減入湖,確定水位變化范圍,結(jié)合植物調(diào)查結(jié)果,選擇適宜的植物；〔4應設(shè)置多孔性構(gòu)造,為生物供給生存繁衍的棲息場所；〔5盡量承受自然環(huán)保材料,避開二次環(huán)境污染；〔6護岸設(shè)計兼顧防洪、生態(tài)以及景觀三重功能。在進展城市湖泊岸堤的生態(tài)恢復時,需要依據(jù)不同狀況實行不同的技術(shù)。對于兼具水利補水功能和景觀功能的白云湖,應實行多種人工自然型駁岸,首先用植被型生態(tài)混凝土等生態(tài)材料護坡,然后在岸邊種植耐澇耐污且具有較好景觀效果的植物。白云湖岸線由環(huán)湖岸線和島嶼岸線組成 ,其中環(huán)湖岸線總長8668m,島嶼岸線總長6220m。白云湖設(shè)計水位為0.80m,設(shè)計高水位1.0m,設(shè)計低水位-0.20m,2.50m,4.0m寬人行交通道路。湖底高程為-1.50m,湖底分淺水區(qū)和深水區(qū)設(shè)計。白云湖岸坡建設(shè)以構(gòu)建湖濱帶安康良性生態(tài)系統(tǒng)為目的,實行自然形態(tài)的湖岸處理方式。依據(jù)白云湖規(guī)劃設(shè)計報告,將白云湖岸線規(guī)劃為植被生態(tài)型岸線、,湖岸斷面設(shè)計分為四種構(gòu)造形式。其中以植被生態(tài)型岸線為,約占78％；親水休閑型岸線主要分布在白云湖的核心景觀節(jié)點和東湖的東北區(qū),約占20％；還,主要分布在碼頭岸線,2％；島嶼岸線根本按,幾個大型的島嶼上各設(shè)一個碼。湖岸斷面設(shè)計在白云湖的工程設(shè)計中,堤岸已經(jīng)依據(jù)生態(tài)護岸的形式設(shè)計。依據(jù)《XX市北部水系西航道引水首期工程白云湖初步設(shè)計報告》,湖岸斷面設(shè)計主要分四種構(gòu)造形式：〔1斷面形式一：該方案用于景觀規(guī)劃的輕植被軟質(zhì)水岸和含濕地植被軟質(zhì)水岸,主要是應用于湖堤岸坡和兩鐵路之間的濕地區(qū)域。湖堤頂設(shè)4.0m寬度的環(huán)湖自行車道,頂高程為2.50m,以下迎水面?zhèn)仍O(shè)緩坡種植護坡地被,并承受1：6緩坡由岸至淺水區(qū)過渡至10.0m寬的過渡平臺,過渡平臺高程0.20m。由過渡平臺承受緩坡連接至深水區(qū),深水區(qū)底高程為-1.50m。背水坡按1：5放坡,坡腳線為征地紅線,坡腳處布置一條磚砌排水溝。該方案的生態(tài)性較好,淺水至深水漸漸過渡提高工程安全性。〔2斷面形式二：該方案用于景觀規(guī)劃的輕植被軟質(zhì)水岸和含濕地重植被軟質(zhì)水岸,主要應用于人工島嶼護岸及局部湖堤岸坡的區(qū)域。島頂高程為2.50m,島邊坡承受自然緩坡形式,坡度可自然變化。岸80mm、長度為4.0m、間距200mm的松木樁,樁間承受木板隔擋。松木樁以下依次為寬2.0m平臺、1：6緩坡過渡、-1.50m的深水區(qū)。該方案承受木樁和自然緩坡結(jié)合使島嶼更加生態(tài)和富于變化?！?斷面形式三：該方案用于景觀規(guī)劃的高硬質(zhì)水岸和木料鋪地硬質(zhì)水岸,主要適用于小型游艇碼頭區(qū)域。湖堤頂設(shè)2.50m高程的環(huán)湖自行車路,2.50m高程以下承受1：3～1：6的緩坡,緩坡下接高度2.50m的M7.5漿砌石擋墻連接。擋墻以下依次為-0.70m淺水區(qū)、過渡緩坡、-1.50m深水區(qū)。M7.5漿砌石擋墻頂高程為0.80m,根底承受80mm、4.0m的松木樁,0.5×0.5.0m梅花形布置。該方案便利水上游樂設(shè)施的停靠,并表達護岸景觀的變化。〔4斷面形式四：該方案用于景觀規(guī)劃的親水型水岸,主要適用于親水廣場區(qū)域。湖堤頂與緩坡承受與方案三一樣的布置形式。緩坡在1.20m高程處承受砼臺階與高度為1.80m高度的M7.5漿砌石擋墻連接,擋墻以下的布置形式與方案三一樣。漿砌石擋墻頂高程為0.0m,根底處理同方案三。該方案使用低擋墻+入水臺階使碼頭更加親水,滿足人們岸邊戲水需要。在生態(tài)護岸設(shè)計中,除考慮傳統(tǒng)的技術(shù)要求外,還要兼顧生物棲息地的加強和改善等要求,因此要引入一些的構(gòu)造型式,以利于植被的生長發(fā)育,如石籠、間插植被的堆石、空心混凝土塊、生態(tài)磚、魚巢磚等。如這些構(gòu)造直接作用于土坡上,在水流和波浪的沖刷作用下,下墊土層在植被完全發(fā)育之前將會受到嚴峻的侵蝕,從而使防護構(gòu)造失穩(wěn),影響棲息地構(gòu)造的相對穩(wěn)定性,不利于生態(tài)系統(tǒng)的修復。在土工合成材料作為反濾層的生態(tài)護岸工程中,除了對土工合成材料的保土性、透水性、防淤堵性及強度有所要求外,對土工合成材料的可栽種性也有要求?？稍苑N性指的是相對植物向上生長的可長穿性或植物向下扎根的可植根性。從可栽種性的角度動身,大孔徑或。在生態(tài)護岸工程中最好使用可被生物分解的土工合成材料層,其分解后可促進腐殖質(zhì)的形成,如黃麻、椰殼纖維、木棉、稻草、亞麻等自然纖維制成的材料。2.2.2生態(tài)護岸技術(shù)〔1植被生態(tài)型護岸在生態(tài)護岸工程中,主要措施之一是在湖岸岸坡上合理引入植被,包括草本植物和木本植物等。利用植被加固坡岸,是穩(wěn)定邊坡、掌握侵蝕和修復生境的重要工程手段。植被的作用主要表達在植物根系對坡岸的穩(wěn)定作用、對湖泊坡岸棲息地的改善、削減底棲動物對坡岸的破壞、降低坡岸造價等方面。白云湖護岸設(shè)計充分表達自然景觀和生態(tài)功能,以平緩的植被護岸形式為主。在湖濱帶的淺水區(qū)和岸坡分層次選擇適當?shù)耐λ参?、親水植物以及具有肯定耐污力量的水生植物,一方面可以利用植物自身的生物凈化功能起到肯定的凈化水質(zhì)作用,另外也可增加湖濱帶景觀效果。植被生態(tài)型岸線包括輕植被軟質(zhì)駁岸和濕地重植被軟質(zhì)駁岸。湖岸構(gòu)建基質(zhì)承受植被型生態(tài)混凝土,植被型生態(tài)混凝土主要由多孔混凝土、保水材料、難溶性肥料和表層土組成。保水材料常用無機人工土壤、吸水性高分子材料、苔泥炭及其混合物；表層土鋪設(shè)多孔混凝土外表,形成植被發(fā)芽空間,同時供給植被發(fā)芽初期的養(yǎng)分?！?自然石護岸選用自然山石和卵石,不經(jīng)人為加工,石塊與石塊之間的縫隙用碎石和土填充,山石和卵石縫隙栽植植物。山石和卵石的縫隙為水生動物供給了棲息場所,凸現(xiàn)生態(tài)感；并且山石、卵石和栽植的植物具有凈化水質(zhì)作用。在對湖岸進展處理時,由內(nèi)及外布設(shè)粒徑漸漸放大的自然石塊護岸介質(zhì)。臨湖面由粗顆粒組成,孔隙率低,但孔徑大；內(nèi)側(cè)由細顆粒組成,孔隙率高,但孔徑小。一