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五水共治景观设计理念探讨

摘要:文章阐述了水环境管理的政策变化及“五水共治”提出的时代背景;基于水与景观设计的密切关系,详细探讨了“五水共治”背景下景观设计理念的变化。文章指出:增加曝气复氧措施,可以避免景观水体黑臭现象;针对水体富营养化,生物生态处理技术是较为理想的措施;合理配置园林植物,中水回用和灌溉技术可起到节水的作用;建立湿地公园能够增加景观水体生物多样性,促进水生态系统的良性循环。

关键词:五水共治;景观设计;水质净化;节水;水生态

随着经济的发展,人们改善居住环境的意愿增强,室外环境设计大量增加了园林景观水体的设计,用于提高小区的观赏和游憩功能。但是,许多水体设计成静态的,且多用钢筋混凝土修建,与地表土壤隔绝,导致雨水渗透性能下降、地表持水能力降低,水体自净能力基本丧失,水生态系统极其脆弱。“五水共治”决策的推出,既反映了当前水治理的严峻形势,也体现了水治理必须依赖各行业、多领域的统筹协调。在此背景下,环境设计理念也随之发生改变,室内外环境设计在注重美观、实用的同时,也要提倡节水、保持水土、净化水质、减少污染排放等。

1“五水共治”政策提出的背景

五水共治是指治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水。浙江是著名水乡,水资源总量为955.4亿m3,居全国前列,但人均水资源占有量低于全国平均水平[1]。改革开放以来国内经济飞速发展,浙江省经济发展更是居于全国前列,但总体呈现的仍旧是粗放型发展模式,资源和环境负荷过重,水环境、水生态承载的压力巨大。此外,近二十多年来城镇化高速发展,各种类型建设用地导致水域面积减少。据统计,与2000年相比,2013年浙江省水域面积减少了大约17%[2]。在水域面积减少的同时,完整的河流水网体系被分割为单独的封闭水体,致使水循环受阻,水生态系统稳定性降低。而大量的自然河道被人工河道取代,导致水体与土壤、土壤中的微生物、岸边植物等的物质交换中断,水体自净能力降低。经济高速发展和水环境持续恶化的强烈反差,逼迫政府反思环境管理过程中的漏洞,研究出台行之有效的环境管理政策,于是先后推行了“河长制”和“五水共治”。在水环境管理中,浙江省是最先开始施行“河长制”的省份之一。早在2008年,湖州市长兴县开始试点“河长制”,随后在全省多地市陆续推行,并在后续的施行过程中,将河长制推广到村一级基层单位,形成省、市、县、镇(乡)、村五级联动的“河长制”体系。“河长制”着重于水环境、水生态治理。基于当前水安全、水资源、水生态所呈现的复合式问题,浙江省委十三届四次全会提出了“五水共治”全面综合治理措施,倒逼企业转型升级。这是解决经济发展与水资源短缺、水环境恶化、水生态脆弱等矛盾的新型管理模式。“五水共治”的提出,标志着治水已经深入到社会各个环节。城市景观是城市建设、市民生活中的重要组成部分,理性、先进的景观设计理念,可以解决城市水环境的困局,为“五水共治”目标的实现提供重要保障。

2水与景观设计

在中国古代,水始终被认为与万物生命有很大关系。在这种文化背景下,水能够营造空间氛围,可以赋予建筑以精神上的象征意义,给建筑增添灵性。中国传统园林,追求水的自然韵味,既满足生产和生活的需要,又促进生态、人文的有机结合。安徽黟县宏村的水系是成功利用水体的典范,传递着从功能到形式,从历史到文化的意义[3]。现代景观设计也通常包括景观水体,在设计过程中充分运用水的空间美学及人的亲水天性,增强生境营造。因此景观水体是景观设计的核心内容之一。然而,目前城市景观水体多为静止或流动性弱的封闭缓流水体。由于自然复氧量少,因而水环境容量低,水体自净能力不足。同时由于水域面积小,水体生物群落单一,水生态系统较为脆弱。随着城市空气污染加剧,大气干湿沉降等外源性污染也影响景观水体的水质;地表径流污染,尤其是初期雨水,对景观水体水质的影响同样严重。景观建设中不透水铺装材料的使用,造成地表径流增大,雨水入渗降低。园林植物在美化环境的同时,日常维护也需要消耗大量水资源。随着水污染加剧,景观水体也面临黑臭、富营养化等环境问题。

3“五水共治”背景下的景观设计理念

3.1净化水质理念。在“五水共治”中治污水是重点。水体是景观设计中的重要单元,景观水体既可能是污染源,也可能是污染物脱除的净化单元。近年来,我国城市的景观水体受到自身及周围环境的影响,水体发黑、发臭、富营养化等频繁发生,严重影响了城市生态环境和居民生活质量。相关研究表明,大约有93%的公园景观水体出现不同程度的污染[4]。景观水体污染处理技术主要分为物理法、化学法和生物法,以及不同方法的组合技术。物理方法主要有稀释冲刷、机械清除淤泥、曝气充氧和超声除藻等;化学方法主要是应用化学药剂除藻,混凝剂除磷,以及强氧化剂降解底泥和有机物等。生物法类型多样,包括微生物法,如投加微生物制剂修复、生物挂膜处理等;植物修复净化,可去除水体中营养盐、富集重金属等[5];或者养殖水生动物[6],构建完整生物链,达到去除水体中污染物的目的。景观水体污染类型主要包括有机污染和营养盐污染。有机污染为主的水体会产生黑臭现象,营养盐污染为主的水体会导致藻类的大量繁殖。在景观设计过程中,通过融合水体修复技术,充分利用地形地势、水体的自净能力及水体生物系统的自然物质循环,构建类型多样的水体修复技术,可达到预防污染、净化水质和美化景观的多重功效。具有一定深度的、缓流的水体,自然复氧过程减缓会导致溶解氧不足;在一些雨、污排水口,也会由于有机物浓度高而使得溶解氧快速消耗,产生黑臭现象。此时,应预设充氧措施。可采用水力学方法对景观水体进行复氧修复,如采用不同形式的水工建筑物、水土建筑物进行溢流坝面加糙,以及接触氧化透水堤、跌水曝气充氧等[7]。当前应用较多的是人工曝气,主要有鼓风曝气和机械曝气。鼓风曝气是在河岸上设置一个固定的鼓风机房,通过管道将空气或氧气引入设置在河道底部的曝气扩散系统,达到增加水中溶解氧的目的。机械曝气方法,是将机械曝气设备直接固定安装在河道中对水体进行曝气,以增加水体中的溶解氧,包括吸气推流式曝气器、水下射流曝气器、扬水曝气等多种形式。除此之外,在景观水体中增设喷泉等雾化设备,也可达到复氧的目的。对于富营养化水体,可采用生物生态方法修复治理。通过种植水生植物,或在景观水体中构建生物浮床、生态浮岛等措施,构建微型生态系统,降解水体中有机物,吸收氮磷等营养盐。植物分泌的化学物质能够抑制藻类的生产;同时植物根系巨大的比表面积为水中颗粒物沉淀提供场所,可降低浊度,使得水体变清。应用于景观水体修复的植物主要有挺水植物、浮叶植物、漂浮植物、沉水植物和湿生植物。通过合理选择植物类型,可以构建景观效果佳、经济高效、稳定性强、生态效益高的人工植物浮岛,在去除污染物的同时,为水生动物、鸟类等提供觅食和栖息场所,并增加景观水体的观赏性,实现生态和景观功能的耦合。针对现有景观水体污染进行修复的成功案例很多,大多数利用复合技术。例如苏州拙政园水体修复系统[8],通过安装人工水循环系统,达到增加水体自然复氧量的作用;在景观水体边建立地下渗滤系统,处理水体中悬浮杂质;在水体中种植沉水植物和挺水植物,促进水体中有机物的降级和营养物的吸收;在水体中投放鱼类和底栖生物蚌、螺蛳等,进一步捕集浮游动植物富集的营养物。3.2节水理念。节水是五水共治中的重要环节。园林植物灌溉和景观水体用水是城市水资源消耗的重要组成部分,在景观规划设计中,通过合理配置园林植物,增加中水回用于景观水体或灌溉园林植物的设施,设置节水灌溉技术,可以达到减少水资源使用的目的。当前城市景观,一般建有大量草坪绿地,有研究表明,草坪的用水量要比耐旱地被植物和耐旱乔木大一倍以上,而与之相反的乔木虽在城市绿地中数量不占优势,但其绿量却占园林植物总量的80%[9]。因此,配置低耗水园林植物,可以减少园林植物的生态需水量。景观设计应与区域供排水规划统一协调,设立排水、雨污水处理后重复利用的中水系统,用于园林植物绿化灌溉、景观水体补充水、道路喷洒用水等。科学灌溉设计也是景观设计节水的重要途径。通过将高需水量植物与低需水量植物分区种植,按照不同需水量铺设灌溉设施和日常维护,有利于节约水资源。在节水灌溉中,滴灌和渗灌已在相关领域中得到应用。滴灌是节水灌溉技术,是将水滴或微小水流缓慢注入土壤的灌溉方法,能够准确地控制灌水量。滴灌系统已在花卉栽培、行道树灌溉中得到较多应用。渗灌是将灌溉水引入地面以下一定深度,通过土壤毛细管作用,浸润根区土壤,达到为植物供水的目的。通过建设多孔管将灌溉水输入灌溉区域,灌水效率高,蒸发量少,也是一种节水灌溉方式。河北唐山玉田县水系景观规划,就充分体现了景观设计中的节水理念[10]。玉田县城污水经二级处理后,回用于景观用水;在园林绿化植物选择中,优先选择乡土植物如油松、侧柏等,耐寒植物如金叶莸、紫花醉鱼木等;在新建滨水绿地中,采用先进的节水灌溉技术。这些技术的综合运用,达到了较好的节水效果。3.3水生态理念。水资源短缺、水污染加剧、暴雨径流增大、内涝严重等问题表明当前城市水生态面临严峻挑战,这也是“五水共治”提出的水生态背景。这些问题相互交错,相互依存,并且都与不恰当的城市建设存在密切关系。合理的景观设计可以缓解当前城市水生态面临的问题。暴雨径流增大最主要的原因是不透水层大面积覆盖城市地表,水的自然循环系统被破坏,雨水不能在地表蓄积和下渗,很快形成径流,造成城市洪涝灾害增加。通过景观设计建立一套完善的城市水循环体系,可统筹自然降水、地表散水和地下水,高效、合理地利用和保护水资源,促进城市水生态的良性循环。例如:借助雨水花园、透水铺装等工程措施,从源头实现雨水控制与利用;合理配置园林植物,降低暴雨冲刷,增加降雨入渗,减少地表径流;建设生态树池,利用雨水资源,防治内涝。水质型缺水是城市水资源利用面临的一个严峻问题。通过设计雨水植物缓冲地带,截留降雨初期雨水,可使降雨初期污染较重的水流经净化后进入自然水体。湿地公园及其水体景观可以蓄积雨水,吸纳暴雨径流,还可净化污染物,同时也是多种生物的天然栖息地,应纳入景观设计重点规划建设内容。增加景观水体的连通性,并与自然水体融合,提高水体生态系统稳定性。潍坊市在城区景观水体整治中,将城市水体视为一个相互关联的系统,在进行截污建设的同时,通过河道联网将河流与水库、湖泊、湿地等连为一体,并通过生态修复措施,形成了良好的城市景观水生态系统[11]。

作者:解爱华 刘勇 王蓓 单位:1.浙江万里学院 2.东南大学

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