水生植物范文10篇

时间:2023-03-15 01:49:58

水生植物

水生植物范文篇1

关键词:水生植物;人工湿地;选择与配置;应用

随着工业的不断发展,水污染的日益加剧,污水环境治理的问题成为了目前社会的焦点。人工湿地作为一种污水生物处理技术,因其具有独特的优势,而得到广泛的应用。其中,水生植物在这个过程中扮演了重要的角色。首先水生植物的应用达到了污水净化的目的,与此同时水生植物的景观营造也是人工湿地中的一道靓丽独特的风景线。因此科学的选择和配置水生植物对人工湿地系统和景观的营建具有极其重要的意义。

一、人工湿地概述

湿地,作为地球上具有多种功能的生态系统,可以沉淀、排除、吸收和降解有毒物质,使潜在的污染物转化为资源,因而被誉为“地球之肾”。

人工湿地是在天然湿地的净化功能基础上,参与人为因素的一种由人工将砾石、砂、土壤、煤渣等介质按一定比例构成的底部封闭并有选择性的植入水生植物的污水处理系统。利用系统中基质一水生植物一微生物的物理、化学、生物的三者协同作用,通过基质过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。

二、水生植物概述

水生植物是指生长在水体、沼泽地的植物,包括草本和木本植物。

目前国内通用的分类方法是把水生植物分为4类:

(1)挺水植物。挺水植物是指茎叶挺出水面的水生植物。常见的有荷花、千屈菜、菖蒲、香蒲、黄菖蒲、燕子花、慈姑、芦苇、灯心草、蒲苇等。

(2)浮叶植物。浮叶植物是指叶片浮在水面的水生植物。常见的有凤眼莲、王莲、睡莲、萍蓬草、芡实等。

(3)漂浮植物。漂浮植物的根不生于泥中,植株部分漂浮于水面之上,部分悬浮于水里。如满江红、水鳖、浮萍等。

(4)沉水植物。沉水植物的整个植株全部没于水中,或仅有少许叶尖或花露于水面。如金鱼藻、菹草、苦草、黑藻等。

三、水生植物在人工湿地中的作用

3.1水生植物的景观功能

水生植物能够给人一种清新、舒畅的感觉,它不仅可以观色、闻香、还能赏姿,并欣赏映照在水中的倒影,令人浮想联翩。荷叶青翠而洁净,叶型如伞,大而美观。荷花淡雅清香,气质高贵。菖蒲是常绿水生观叶植物,与碎石相配以增加景观效果。芦苇丛植于水边,微风轻拂,哗哗作响,体现了动和静集合。

3.2水生植物的生态功能

在人工湿地中水生植物的生态功能主要体现在对水质的净化功能上:

(1)直吸收利用污水中可利用态的营养物质,吸附和富集重金属和一些有毒有害物质;

(2)为根区好氧微生物输送氧气;

(3)增强和维持介质的水力传输。

水生植物除了可以改善水质外,还具有维护物种多样性,改善气候、净化空气、改善土壤等生态功能。

四、人工湿地对水生植物的选择

在对人工湿地水生植物选择时要根据不同的地区,不同的水质做出具体的分析后遵循一定的原则进行选择。

人工湿地中水生植物的选择原则:

(1)植物要具有良好的生态适应能力和生态营建功能;

(2)耐污能力和抗寒能力强,对不同的污染物采用相应的植物种类;

(3)抗病虫害能力强;

(4)选择在本地适应性好的植物,最好是本地植物;

(5)根系发达,生物量大;

(6)植物的年生长期长,最好是冬季半枯萎或常绿植物;

(7)所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁,具有生态安全性;

(8)具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。

五、水生植物在人工湿地中的配置

水生植物在人工湿地中的配置不仅仅要考虑到它的景观效果,同时还要考虑到它的生态效益,要形成生态良好的植物群落,才能真正的既达到污水处理的功效,又起到美化丰富水体景观,维护生物多样性的效果。

5.1从景观功能角度配置水生植物

(1)水域宽阔处的水生植物配置

此配置应以营造水生植物群落景观为主,主要考虑远观。植物配置注重整体大而连续的效果,主要以量取胜,给人一种壮观的视角感受。如荷花群落、睡莲群落、千屈菜群落或多种水生植物群落组合等。

(2)水域面积较小处的水生植物配置

此配置主要考虑近观,更注重植物单体的效果,对植物的姿态、色彩、高度有更高的要求,运用手法细腻,注重水面的镜面作用,故水生植物配置时不宜过于拥挤,以免影响水中倒影及景观透视线。配置时水面上的浮叶及漂浮植物与挺水植物的比例要保持恰当,一般水生植物占水体面积的比例不宜超过1/3,否则易产生水体面积缩小的不良视角效果,更无倒影可言。水缘植物应间断种植,留出大小不同的缺口,以供游人亲水及隔岸观景。

(3)人工溪流的水生植物配置

人工溪流的宽度、深浅一般都比自然河流小,一眼即可见底,此类水体的宽窄、深浅是植物配置重点考虑的因素,一般应选择株高较低的水生植物与之协调,且体量不宜过大,种类不宜过多,只起点缀作用。

5.2从生态功能角度配置水生植物

在人工湿地中配置水生植物,不能当作是在园林水景中配置,只把好看放在第一位,美观代替一切的设计是不正确的,否则结果往往会适得其反,导致蚊蝇滋生,水生植物生长失控,水体发黑发臭等负面效应出现。在设计时,一定要以人工湿地的水质处理作为设计依据,模拟自然湿地生物生态群落系统,形成由“挺水植物—浮叶植物—漂浮植物—沉水植物”优化组合的良好生态群落,防止单一种群的侵害,同时也抑制了低等藻类植物的水体富营养化。

可以采用人工湿地植物塘床系统,人工湿地塘床系统中的大型水生植物群落是人工湿地生态系统的骨架,起着支撑系统的作用,同时还发挥着净化、美化、绿化环境的作用。成都的活水公园便是一个成功的案例。

六、存在的问题和建议

(1)对水生植物的生态功能不能充分的发挥

许多植物种植设计过多地考虑园林美学的要求,忽视了生态系统的建立,一些污水净化效果好的漂浮植物和沉水植物应用较少。仅使用挺水植物和浮叶植物所建立的水体生态系统是非良性循环的。应在充分考虑景观的基础上,必须以建立稳定的生态系统平衡及物种的多样性为最终目标。

(2)在水生植物的选择上不顾立地条件和实际情况,随意使用

在人工湿地的植物选择上,应采用谨慎的态度,因地制宜,选择适应本地区域的既具较高观赏价值又能净化水质的水生植物,尽可能营造出景观价值与生态意义俱佳的水景。公务员之家:

(3)水生植物应用种类单调

我国水生观赏植物的种质资源极为丰富,但实际应用的植物种类还十分有限,许多具有较高观赏价值的水生植物没有得到应用.并且品种之间的搭配形式比较单调。

(4)季相变化单调,冬季景观差

对季相变化的考虑较少,冬季常出现枯败的景象,一方面要运用各种手法培育耐寒的新品种,一方面考虑岸边湿生植物和陆地常绿植物的相互搭配,以弥补不足。

七、小结

在目前我国的水污染状况已经到了不能不治理的阶段,人工湿地,这种低成本,耗能少,又具有良好的景观效果的有效手段,从1998年成都活水公园开辟了先河以来如雨后春笋般不断的兴起。而水生植物作为在人工湿地中具有强大的净化功能的重要组成部分,已经凸现出了其广阔的市场前景。

参考文献

[1]李志炎,唐宇力,杨在娟,等.人工湿地植物研究现状[J].浙江林业科技,2004,24(4):56一59.

水生植物范文篇2

水生植物是指生长在水中或潮湿土壤中的植物,包括草本植物和木本植物。我国水系众多,水生植物资源非常丰富,仅高等水生植物就有300多种。在园林中,按其生态习性可分为:①浮叶植物:睡莲、满江红、萍蓬莲、菱等;②挺水植物:荷花、千屈菜、水葱、泽泻、雨久花、香蒲、菖蒲等;③沉水植物:金鱼草、伊乐藻、轮叶黑藻等;④滨水植物:水杉、落羽衫、竹类、水松、木芙蓉等。目前,水生植物已被广泛应用于专类水景园、野趣园的营造。随着人工湿地污水处理系统应用研究的深入,人工湿地景观也应运而生,成为极富自然情趣的景观,而容器栽培的迷你水景花园的出现则使都市居民的阳台和平台平添生趣。

2水生植物应用的意义

2.1景观价值

对于水生植物,人们不但能观叶、赏花,还能欣赏映照在水中的倒影。西方园林中提倡的野趣园,野趣最宜以水生植物配置来体现,如种植芦苇、香蒲、慈姑等。由水生植物等要素组成的湿地丰富了水体景观,增加了景观的丰富度。在水环境的建设中人工湿地专家与景观设计师的合作将具有非常重要的现实意义,相信随着人工湿地技术研究的进一步深入和完善,湿地在塑造住宅区自然生态环境、维护景观水体等方面必将发挥更大的作用。

2.2生态价值

研究证明,水生植物可以吸附水中的营养物质及其他元素,增加水体中的氧气含量,抑制有害藻类大量繁殖,遏制底泥营养盐向水中再释放,以利于水体的生态平衡。近年来兴起的人工湿地系统,在净化城市水体方面表现突出,正是水生植物生态价值的最好体现。

3水生植物应用需注意的问题

3.1不同的水位深度要选择不同的植物类型及植物品种

不同生长类型的植物有不同适宜生长的水深范围,在确定植物选择时,应把握以下两个准则,即“栽种后的平均水深不能淹没植株的第1分枝或心叶”和“1片新叶或1个新稍的出水时间不能超过4d”。这里说的出水时间是新叶或新稍从显芽到叶片完全长出水面的时间,尤其是在透明度低、水质较肥的环境里更应该注意。

3.2不同土壤环境条件下选择不同的植物品种栽种

土壤养分含量高、保肥能力强的土壤栽种喜肥的植物类型,而土壤贫瘠、沙化严重的土壤环境则选择那些耐贫瘠的植物类型。静水环境选择浮叶、浮水植物,流水环境选择挺水类型植物。

3.3不同栽植季节选择不同的植物类型栽种

在设计时,设计者应该预料到各种配置植物的生长旺季以及越冬时的苗情,防止在栽种后出现因植株生长未恢复或植物太弱而不能正常越冬的情况。因此,在进行植物配置选择时,应该先确定设计栽种的时间范围,再根据此时间范围及植物的生长特性,进行植物的设计与选择。

3.4不同的地域环境选择不同的植物进行配置

在进行植物配置,尤其在人工湿地建设时,要坚持“以乡土植物品种进行配置为主”的原则。乡土的水生植物不仅适应当地的气候、土壤、温度、光照等环境条件,易于成活和管理,而且在成本方面也比较低廉。对于一些新奇的外来植物品种,在配置前,要参考其在本地区或附近地区的生长表现后再行确定,防止盲目配置而造成的施工困难。3.5熟悉水生植物生物学特性及栽培管理方法

不管是设计人员还是施工人员,都必须熟悉所栽培的水生植物特性,以合理配置所用的水生植物,避免可能出现的施工问题。

3.6发挥湿地的作用

充分利用湿地的作用,注意保护和利用现有的植被条件,建立一个由乔灌林、草滤带、挺水植物带、沉水植物带和漂浮植物带组成的与水体—湿地—滨水景观—陆地景观—人工环境的模式相适应的完整植物景观生态系统。

3.7重视对野生水生植物资源的保护和开发

一直以来,园艺学家都比较重视植物的栽培引种和驯化,但因水生植物受生活环境的限制,其生命力较陆生植物脆弱,易于受到破坏,因而加强野生水生植物的保护刻不容缓。另外,对野生植物资源,特别是野生水生植物的开发力度还不够。如果把这方面的工作做好,从中筛选出抗性较好、观赏价值高的种类,就会为水体景观的设计和营造提供更多的机会和选择余地,也利于景观多样性的实现。

水生植物范文篇3

论文摘要介绍了水生植物的概念及分类,并对水生植物在园林绿化中的应用价值及应用过程中需要注意的问题进行了分析,以期为水生植物在园林绿化中的应用提供参考。

水景一直是造园中不可欠缺的景观要素,而水景的表现,也无一例外地常常和植物联系在一起。充分利用水生植物,既可以创造舒适宜人的景观,又可增加景观的多样性,丰富园林空间。

1水生植物概述

水生植物是指生长在水中或潮湿土壤中的植物,包括草本植物和木本植物。我国水系众多,水生植物资源非常丰富,仅高等水生植物就有300多种。在园林中,按其生态习性可分为:①浮叶植物:睡莲、满江红、萍蓬莲、菱等;②挺水植物:荷花、千屈菜、水葱、泽泻、雨久花、香蒲、菖蒲等;③沉水植物:金鱼草、伊乐藻、轮叶黑藻等;④滨水植物:水杉、落羽衫、竹类、水松、木芙蓉等。目前,水生植物已被广泛应用于专类水景园、野趣园的营造。随着人工湿地污水处理系统应用研究的深入,人工湿地景观也应运而生,成为极富自然情趣的景观,而容器栽培的迷你水景花园的出现则使都市居民的阳台和平台平添生趣。

2水生植物应用的意义

2.1景观价值

对于水生植物,人们不但能观叶、赏花,还能欣赏映照在水中的倒影。西方园林中提倡的野趣园,野趣最宜以水生植物配置来体现,如种植芦苇、香蒲、慈姑等。由水生植物等要素组成的湿地丰富了水体景观,增加了景观的丰富度。在水环境的建设中人工湿地专家与景观设计师的合作将具有非常重要的现实意义,相信随着人工湿地技术研究的进一步深入和完善,湿地在塑造住宅区自然生态环境、维护景观水体等方面必将发挥更大的作用。

2.2生态价值

研究证明,水生植物可以吸附水中的营养物质及其他元素,增加水体中的氧气含量,抑制有害藻类大量繁殖,遏制底泥营养盐向水中再释放,以利于水体的生态平衡。近年来兴起的人工湿地系统,在净化城市水体方面表现突出,正是水生植物生态价值的最好体现。

3水生植物应用需注意的问题

3.1不同的水位深度要选择不同的植物类型及植物品种

不同生长类型的植物有不同适宜生长的水深范围,在确定植物选择时,应把握以下两个准则,即“栽种后的平均水深不能淹没植株的第1分枝或心叶”和“1片新叶或1个新稍的出水时间不能超过4d”。这里说的出水时间是新叶或新稍从显芽到叶片完全长出水面的时间,尤其是在透明度低、水质较肥的环境里更应该注意。

3.2不同土壤环境条件下选择不同的植物品种栽种

土壤养分含量高、保肥能力强的土壤栽种喜肥的植物类型,而土壤贫瘠、沙化严重的土壤环境则选择那些耐贫瘠的植物类型。静水环境选择浮叶、浮水植物,流水环境选择挺水类型植物。

3.3不同栽植季节选择不同的植物类型栽种

在设计时,设计者应该预料到各种配置植物的生长旺季以及越冬时的苗情,防止在栽种后出现因植株生长未恢复或植物太弱而不能正常越冬的情况。因此,在进行植物配置选择时,应该先确定设计栽种的时间范围,再根据此时间范围及植物的生长特性,进行植物的设计与选择。

3.4不同的地域环境选择不同的植物进行配置

在进行植物配置,尤其在人工湿地建设时,要坚持“以乡土植物品种进行配置为主”的原则。乡土的水生植物不仅适应当地的气候、土壤、温度、光照等环境条件,易于成活和管理,而且在成本方面也比较低廉。对于一些新奇的外来植物品种,在配置前,要参考其在本地区或附近地区的生长表现后再行确定,防止盲目配置而造成的施工困难。

3.5熟悉水生植物生物学特性及栽培管理方法

不管是设计人员还是施工人员,都必须熟悉所栽培的水生植物特性,以合理配置所用的水生植物,避免可能出现的施工问题。

3.6发挥湿地的作用

充分利用湿地的作用,注意保护和利用现有的植被条件,建立一个由乔灌林、草滤带、挺水植物带、沉水植物带和漂浮植物带组成的与水体—湿地—滨水景观—陆地景观—人工环境的模式相适应的完整植物景观生态系统。

水生植物范文篇4

关键词:水生植物造景设计

一、水景的功能及形态

水是生态环境中最有灵性、最活跃的因素,水景能以大见小,寓意深远。巧于因借的水景还能起到组织景观、协调空间变化的作用。在景观设计中,如何在有限的空间中营造出湖光山色、碧波荡漾的开阔水景;或垒壁引泉作瀑,筑池蓄水成景等。情趣各异的园林水景空间,观感不同景观效果的同时,也彰显出园林水景的无穷魅力。

水体的形态从平面形成看,一般分为规则形和自然形。通常规则形平面,如方形、圆形、多边形、椭圆形等,这在西方古典园林中很常见。中国古典园林中多采用不规则的自然形,水池依池而建,蜿蜒曲折,富有情趣。而在中国现代城市园林景观中,水体景观的营造更强调满足人们的审美意识和实际需要。如风格各异的滨江、滨湖景观;小桥流水,宛若西子恬静的溪流景观;或是悬崖飞瀑的壮丽水景等。

二、水生植物及其造景含义

我国幅员辽阔,大小水系众多,水生植物资源非常丰富。园林水生花卉特指生长于水体中、沼泽地、湿地上,观赏价值较高的花卉,包括一年生花卉、宿根花卉、球根花卉。在园林中,对水生植物的分类按其生活习性、生态环境,可分为浮水花卉(根生长于泥土中,叶片漂浮于水面上)、挺水花卉(根生长于泥土中,茎叶挺出于水面之上)、沉水植物(观赏水草)、海生植物(红树林)以及沿岸耐湿的乔灌木等滨水植物。在水景设计中应用较多的有浮水花卉如睡莲、芡实、萍蓬、荇菜、菱等;挺水花卉如荷花、菖蒲、小香蒲、水葱、千屈菜、芦苇、燕子花等;滨水乔灌木如落羽杉、水杉、竹类、木芙蓉、水松等。而水生植物造景,即是以适应当地生态环境条件、具有较高观赏价值的水生植物为材料,运用艺术的手法,科学合理地配置水体并营造景观,充分发挥水生植物的姿态、色彩等自然美,达到自然美与艺术美的协调统一。

三、水生植物的园林应用特点

是园林水体周围及水中植物造景的重要花卉,是花卉专类园—水景园的主要材料,常栽植于湖岸、各种水体中作为主景或配景。

四、水生植物的景观设计

4.1种植设计要求室外水生植物造景,以有自然水体或与附近的自然水体(湖、河)相沟通为好。流动的水体能使水质更新、减少藻类繁衍,“流水不腐”就是这个道理。按植物的生态习性设置深水、中水及浅水栽植区。通常深水区在中央,渐至岸边分别做中水、浅水和沼生、湿生植物区。无自然水体沟通的情况,可挖湖或造池,还可结合叠水、小溪、步石等丰富景观效果。考虑到一些水生植物不能露地越冬,多做盆栽处理。这种方便的栽植方法。不但可保持水质的于净,有利于对植物的控制,还便于替换植株,更新设计。各种水生植物原产地的生态环境不同,对水位要求也有很大差异,多数水生高等植物分布在100~150cm的水中,挺水及浮水植物常以30~100cm为适,而沼生、湿生植物种类只需20~30cm的浅水即可。所以可按水生植物对水深的不同要求,在水中安置高度不等的水泥墩,再将栽植盆放在墩上。

在种植设计上,除按水生植物的生态习性选择适宜的深度栽植外,专类园的竖向设计也可有—定起伏,在配置上应高低错落、疏密有致。从平面上看,应留出l/2~1/3水面,水生植物不宜过密,否则会影响水中倒影及景观透视线。为此,山下、桥下、临水亭榭附近,一般均不宜种植水生植物,即使种植,也常在水体中设池或设置金属网,以控制水生植物的生长范围。对一些受到严重污染和富营养化的水体,宜配植石菖蒲、水葱、凤眼莲等可以吸污净化水质的植物。

4.2景观生态学要求“生态园林”强调重视园林的生态效益、利用园林改善城市生态系统,造园要以植物为主要材料模拟再现自然植物群落,提倡自然景观的创造等。对水生植物景观的再认识,不能仅停留在“风景如画”上,应从更深、更广的层面去理解和把握,特别是要从景观生态学的角度去分析。要注重水生植物景观宏观的视觉效果、视觉的时空变化及生态效益。除了要满足人们游憩、观赏的需要外,还有维持生态平衡、保护生物多样性、再现自然、净化与提高城市景观的环境质量等功能。但是,在对水体景观营造的过程之中,也出现了一些问题。如个别地方政府官员大搞“形象工程”,一味的追求人工水系,不惜代价挖湖堆山,甚至开辟数十万亩的人工湖,更有甚者,为了模拟天然的江河水系风光花重金修筑数十公里的人工渠,凡此种种,不仅劳民伤财,而且破坏了原有的自然生态群落,其结果便和“围湖造田”没有什么区别了,整个自然环境都受到了极大的影响。所以,在整体的水体景观设计过程中,应从以下几方面考虑:

4.2.1“绩优股”原则景观是一系列生态系统组成的,具有一定结构与功能的整体,在水生植物景观设计时,应把构成水体景观的所有元素作为一个整体来考虑,发挥出最佳的生态与景观效应。除了水面种植水生植物外,还要注重水池、湖塘岸边耐湿乔灌木的配置。尤其要注意落叶树种的栽植,尽量减少水边植物的代谢产物,以达到整体最佳状态,实现优化利用。

4.2.2景观多样性原则景观多样性是描述生态镶嵌式结构的拼块的复杂性、多样性。自然环境的差异会促成植物种类的多样性而实现景观的多样性。景观的多样性还包括垂直空间环境差异而形成的景观镶嵌的复杂程度。这种多样性,往往通过不同生物学特性的植物配置来实现。还可通过多种风格的水景园、专类园的营造来实现。杭州西湖十景之一的“曲院风荷”就是立意成功的范例,它占地28.4hm2,是以夏季景观而著称的专类园。

4.2.3体现地域文化特色每个景观都具有与其他景观不同的个性特征,即不同的景观具有不同的结构与功能,在园林水景营造中,应充分考虑地域差异,根据不同的立地条件、不同的周边环境,选用适宜的水生植物,结合瀑布、叠水、喷泉以及游鱼、水鸟、家禽等动态景观,在园林水景中体现地域文化特色。杭州西湖十景之一的“曲院风荷”,从全园的布局上突出了“碧、红、香、凉”的意境美,即荷叶的碧,荷花的红,熏风的香,环境的凉。植物材料的选择上,又与西湖景区的自然特点和历史古迹紧密结合,大面积栽种西湖红莲和各色芙蓉,使夏日呈现出“接天莲叶无穷碧,映日荷花别样红”的景观。从欣赏植物景观形态美到意境美是欣赏水平的升华,不但含意深遂,而且达到了天人合一的境界。公务员之家

4.2.4创造园林意境中国园林中,水景常构成一种独特的、耐人寻味的意境。水面波光粼粼,利用水面的倒影作借景,能丰富景物的层次,扩大视觉空间,能增强空间的韵味,从而产生一种朦胧虚幻的美感。史书记载,汉武帝曾凿影蛾池以赏月色。在池旁建望鹄台,观月影于池中,并令宫中人乘舟以弄月影。

水生植物范文篇5

关键词:水生植物;园林景观;应用;江苏泰州

水生植物因其形态优美、色彩丰富、种类繁多,被广泛应用于城市园林水景布置中,它既能美化环境,又能净化水源,是现代园林造景中必不可少的材料[1,2]。随着园林建设科学性和文化内涵的提高,为适应建设园林城市、生态型园林城市的目标,城市景观绿化受到政府及公众的重视,水生植物的应用也越来越多。城市园林绿化日益发展,水生植物在城市绿化建设中将发挥越来越大的作用。水生植物的应用将不断扩大到公园景观、湿地保护、盆栽观赏、河道美化、水体净化、小区绿化等多方面。随着近几年来泰州市园林建设的发展,水生植物在泰州市园林景观中的应用呈现出蓬勃向上的良好发展态势,特别是新开发建设的凤城河景区和园博园工程,让泰州市民越来越多地享受到碧波荡漾、鸟语花香的自然美景。

1水生植物的类型

水生植物泛指生长在水体环境中的植物。我国水系众多,水生植物资源丰富,仅高等水生植物就有300余种。根据最常见的园林水生植物分类方法,按其生活方式与形态特征可以将其分为挺水型、浮叶型、漂浮型及沉水型4种类型。

挺水类植物的根扎在泥中,茎叶挺出水面,有些种类具肥厚的根状茎或在根系中具有发达的通气组织,对水深适应性一般而言与植株高度有关,植株高大的适水能力稍强。再力花、芦苇、芦竹、水葱等高大植物适应水深可达60cm;慈菇、海寿花、黄菖蒲、香蒲、千屈菜等植株中等的植物适应55cm左右水深;花叶芦苇、玉婵花、灯心草、泽泻等适应水深在10~30cm。浮水类植物的根在泥中,叶片漂浮于水面或略高出水面,花开时近水面。这些植物的叶柄或茎、叶片的海绵组织较为发达,贮存有大量的空气。浮叶植物对水深的适应性一般来说较挺水植物要好,并且因种类而异,如芡实的适水深度达1.5m,菱可达3m,当植株生长到一定程度时可断根成为浮水植物,不再受水深限制。漂浮类植物的根系漂在水中,叶完全浮于水面,可随水漂移,在水面的位置不易控制。多数以观叶为主,它们既能吸收水里的矿物质,又能抑制水藻的生长,如浮萍、水鳖、凤眼莲等。沉水类植物的根扎在泥中,茎叶沉于水中,它与湖底水生植被的存在可阻止上层水体动力扰乱湿地底部,有效遏制底泥营养盐向水体释放,是净化水质或布置水下景观的优良植物材料。它们能够在白天制造氧气,有利于平衡水中的化学成分和促进鱼类的生长,如虎尾藻、金鱼藻、苦草等。

2水生植物的景观价值和生态意义

2.1景观效果

水生植物不仅可以观叶、赏花、闻香,还能欣赏映照在水中的倒影。“浮香绕曲岸,圆影覆华池”、“波明荇叶颤,风热萍花香”等诗中描述的水生植物景致给人一种清新、舒畅之感。从空间角度来看,水体宽广时,易产生平淡的感觉。除了用亭、桥等构筑物分隔水面外,还可与水生植物和观赏植物相结合以丰富水面,并分隔不同质地的地面和围合空间。同时,在水环境中,采用在水体周围布植树林、草地,形成掩映、幽静的景观效果。

2.2生态价值

当前水资源不断减少,水生态环境遭受破坏日益严重,充分利用好水生植物对于改良水体、降低污染有显著作用。研究证明,水生植物可吸收、富集水中的营养物质及其他元素,可增加水体中的氧气含量或抑制有害藻类繁殖,遏止底泥营养盐向水中的再释放,利于水体的生物平衡等。水生高等植物能有效地净化富营养化湖水,提高水体的自净能力,也是人工湿地系统发挥净化作用必不可少的因素之一[3,4]。

3水生植物在泰州市园林景观中的应用现状

20世纪90年代初水生植物在泰州园林景观中的应用主要以荷花、睡莲为主。2005年,泰州市随着凤城河景区的开工建设,不断引进千屈菜、水葱、菖蒲、小香蒲、再力花、芦苇、芦荻、蒲苇等水生植物品种,翌年效果颇佳。目前凤城河风景区水生植物傍水而生,风姿秀逸,其与生俱来的天然恬静满足了人们渴望回归自然的愿望。2009年泰州市在省园博园建设中,从外地引进水生植物20余种,梭鱼草、西伯利亚鸢尾、灯芯草等被大量应用,挺水、沉水、浮叶、湿生植物交相错落、姿态万千,组成众多清新自然、景色怡人的水生植物景观。据初步统计,目前泰州市应用在园林中的水生植物达20余种。

4存在的问题

近几年,水生植物在城市园林上的应用得到了较快发展,形成较为成型的水生系统,但由于水生植物在泰州市园林应用研究方面的准备严重不足,应用上主要存在以下一些问题。

一是水生植物应用的物种多样性不够丰富。水生植物虽然种类达300余种,但在泰州市园林景观中应用的品种仅20余种,又以荷花、睡莲、再力花等少数品种居多。湿地景观千篇一律,缺乏层次感,使得水体景观无新意、缺乏地方特色,还有很多品种未被引种和驯化,大部分具有观赏价值的水生花卉如雨久花灯等还未被应用。常绿水生植物应用少,四季景观不匀,冬季水面景观单一。二是水生植物的景观配置过于单调。水生植物造景虽在近几年引起高度重视,发展较快,但从总体上来说,植物配置还比较机械和简单,不外乎块状、带状、组合状等几种形式的运用。水生植物的种类配置单调,从而缺乏层次感,使得水体景观无新意。水生植物种类单调会导致鸟类、鱼类缺少隐蔽栖息场所,造成整个水体生态缺乏生机,景观效果差。三是水生植物应用的配套支持不够。施工人员对水生植物的生长习性不甚熟悉,反季节施工损失较大。园林设计人员对水生植物了解不够,致其在设计中应用时比较保守,无法充分发挥出水生植物在水景工程中的作用。养护人员对水生植物的管理较为粗放,因缺乏经验,不能进行有效的修剪、施肥、病虫害防治等正常养护,从而导致水生植物生长不够健壮。目前还缺少专业的水生植物生产基地,基本依赖于从上海、杭州等外省市调入。四是对乡土水生植物的应用研究不够。目前缺乏对地方乡土水生植物资源的调查和开发应用研究。同时,对外来水生物种的危害性认识不足。如繁殖力极强的凤眼兰、大漂等,其净化水质功能尚未见效,确已疯长成灾。冬天,它们的躯体老化沉入水底,沉淀后成富营养化,造成二次污染。

5加快发展泰州市水生植物的建议

5.1水生植物品种的多样化

园林绿化部门应收集整理和开发利用好乡土水生植物。在筛选时应注意选择观赏价值高、管理粗放、适应性强的水生植物,充分利用好本土化、乡土化的水生野生群落资源。同时,加强新优水生植物的引种,对试种成功的品种加以推广和应用。园林部门应及时了解国内外新品种信息,按照适地的原则进行引进,重点引种驯化耐寒、耐水湿、管理粗放、观赏价值高、适应性强的园林水生植物。由此而建立平衡稳定的生态系统,考虑物种的多样性和水体景观的层次化,为鸟类、鱼类提供隐蔽、栖息的场所,共建和谐生态环境[5]。

5.2水体植物配置的艺术性

在水体植物配置上应通过艺术的构图原理,体现水生植物个体和群体的形式美。自然的水体配置的水生植物宜高低错落,沿水岸边缘或丛植或点植,植物的色彩、体量及线条可多变,忌裙边式种植,规则式的水体宜在水体中围合规则的种植槽,槽内水生植物不宜过多,以防植物蔓延破坏整体景观。曲折溪流的配置手法较为特别,对植物的品质、色彩、线条要求也高,种植时还需考虑卵石的摆放,通常定位在点植的植物之前,以减缓流动的水体对水生植物长期冲击产生的不利影响。在植物品种配置上,构成挺水、沉水相呼应,水生、陆生相协调的植物配置格局[6]。种类配置时还应注意与耐水湿的乔灌木及色叶树种的配置。如荷柳组合,荷竹组合,或水杉、落羽杉、水松等位背景。总之,水生植物的配置与环境达到和谐、自然、舒适为宜。

5.3水生植物适应性的研究

园林技术人员要了解水生植物的生长习性和水文条件,满足其与环境在生态适应上的统一。如果园林景观设计人员对水生植物的生长习性及水深适应性缺乏认识,职业敏感性较差,会使水生植物得不到预期效果。种植施工时应按照不同植物的生态习性,水深情况及水位变化等设置深水区、中水区、浅水区栽植。如睡莲等适应于1.2m左右深水区生长,香蒲、花叶芦荻等适应在20~30cm浅水区生长,鸢尾、千屈菜等可在水陆交界区生长。不同的植物对水位要求也存在差异,如睡莲栽植后,保持水深在50~60cm,当叶子浮出水面后,随着植物的生长需要逐渐提高水位,开花期保持水深70~80cm,结冰前一定要加升水位,水的深度稳定在90~100cm,这样睡莲才能安全越冬。通常水生植物面积应为水面总面积的1/3~2/5,不宜过于拥挤,水景形成后,随着水生植物的不断生长、分蘖,水面会越来越拥挤,这就需要人工修剪、抽稀,必要时还可在水底用砖石围堰,以防其地下茎蔓延。只有保持一定的空荡水面,才能重现水波涟漪的美景。

5.4加强冬季景观的营造

目前泰州市应用的水生植物春夏秋景观丰富,但冬季几乎见不到绿色的水生植物品种。冬季景观单一,湖面色调显灰暗、萧条,另由于冬季温度低,水生植物在冬季枯死后,腐烂分解速度缓慢,翌年春季随着气温的上升,植物残体的腐烂速度加快,释放出大量的有机物质和营养盐,又重新污染周围的环境。建议挖掘和培育具有冬季观赏性的水生植物新品种,丰富湖岸景观。

6参考文献

[1]柴素荣,赵小菊.水生植物在兰州园林景观中的应用与前景初探[J].甘肃林业科技,2008,33(2):37-41,45.

[2]郑益群.水生植物在校园水景中的应用[J].南方农业(园林花卉版),2008(3):14-16.

[3]吴昊,王宏伟,孔杨勇.水生植物在景观水体营造中的应用[J].现代园艺,2008(5):47-48.

[4]上房园艺.水湿生植物造景技术[J].园林,2006(9):24-26.

水生植物范文篇6

1我国水产养殖业的现状

水产养殖业在我国有着悠久的历史,近年来,随着经济的飞速发展和人民生活水平的提高,传统养殖业生产的水产品无论在价格、种类还是品质上都已渐渐无法满足市场和消费者的需求,只能通过加大养殖密度的方法来增加产量.这就为我国的水产品养殖业带来了诸如水产品种类的减少,质量的退化,养殖过程中化肥、农药等化学药品的大量滥用,对水环境造成了严重污染,造成了水产品中药物残留量超标,质量检测不过关等问题.而这样的水产品被人食用后,对人体健康的危害也极为严重.多年来,我国水产养殖业的发展一直受到这些问题严重的限制.近几十年来,通过对水产养殖业结构的调整,完善水产养殖业的质量检测体系,增强环保意识等方法,在确保了较好的经济效益的同时,也确保了我国水产养殖业的发展.随着我国水产养殖业的发展,养殖排水的排放已经成为了一个严重的环境问题,与其它的废水相比,水产养殖排放的废水具有浓度高,水力负荷高,处理难度大等特点,如果在排放到天然河道之前没有经过合理的处理,将会对当前水域的环境造成严重的污染破坏.

2排水水质改善处理技术

近年来,我国对城市生活污水和工业废水的处理技术已经较为成熟,然而因为水产养殖排水具有污染物种类少,污染物含量变化小,但排水量极大,污染负荷高等特点,加上其间歇性排放的形式,在一定程度上加大了水产养殖排水的处理难度.对水产养殖排水水质的处理既要满足排放标准,有要满足生态农业对物质循环利用的基本要求.目前,水产养殖排水水质改善技术主要包括以下三种:

2.1物理处理技术

2.1.1过滤技术

过滤技术主要包括膜过滤技术和机械技术.机械过滤主要采用过滤设备,通过吸附作用去除养殖排水中的参与饵料,养殖生物的排泄物,甚至重金属等溶解态的污染物.膜过滤技术是指通过采用不同孔径的膜滤除颗粒物,截留不同粒径颗粒物的过程.其中横流式微滤及超滤技术提供了为膜过滤技术提供了一种针对小粒径颗粒物的去除方法.这种方法可应用于养殖经济价值较高的水产品所产生的废水的处理.

2.1.2泡沫分离技术

该技术从20世纪70年代开始广泛应用与工业废水的处理当中.其原理是通过向污水中大量注入空气,使水中的表面活性物附着在微小气泡上,并被这些气泡带上水面形成泡沫,然后只需分离水面泡沫就可达到去除污水中溶解态、悬浮态污染物的目的.近年来,在处理养殖排水时也开始使用这一方法.其拥有为养殖水提供溶解氧,避免有毒物质在水中积累等优点,然而由于淡水养殖排水缺乏电解质,形成的泡沫有限,导致这一技术的应用效果较差.

2.1.3其他污水处理技术

除上述两种方法以外,在水产养殖中经常使用的物理处理方法还有排换水和机械增氧两种.除此之外还有反渗透技术、活性炭吸附以及高分子重金属吸附等处理方法.

2.2化学处理技术

2.2.1紫外辐射消毒技术

通过紫外辐射进行消毒,可以有效破坏水中残留的臭氧并杀死大量病菌,具有低成本、无毒等优点.目前,国外对这种技术的应用较为成熟,在国内也有许多生态农业园开始应用,这一技术主要还是应用于水产养殖排水的循环应用方面.

2.2.2混凝沉淀技术

所谓混凝沉淀即是指利用化学原理,在水中加入混凝剂,去除水中的污染物.目前常用的混凝剂主要有石灰、铁盐及有机絮凝剂等.由于化学药品大多含有有毒物质,所以这一方法不能直接应用与养殖用水,而是用来处理水产养殖排水.

2.2.3臭氧氧化处理技术

具有强氧化性的臭氧可在短时间内在水中自行分解,不会造成二次污染.其主要作用在于除臭、杀菌、去除有机物以及脱色,是理想的绿色氧化药剂.目前,在污水处理的许多方面,这一技术得到了广泛的应用.在海水工厂化养殖排水的处理中,这一类化学氧化剂的氧化作用,被广泛应用于分解难生物降解溶解态有机物的过程中.目前,在欧美等发达国家,这一技术已被应用于对海水养殖系统循环水的处理当中.

2.2.4其他化学处理技术

在水产养殖排水水质处理中,除上诉技术外还有电化学技术和离子交换技术.目前离子交换技术主要应用与科研与水族馆的水生生物养殖中,还不能实际应用到水产养殖排水水质的处理中;而电化学技术由于还处于试验阶段,应用于水质处理的案例不是很多.另外,由于化学技术所使用的化学药品大多含有一定毒素,考虑到生态农业园的实际需要,故不予推荐.

2.3生物生态处理技术

2.3.1生态浮床技术

这一技术又称作人工浮床技术,是通过对自然界规律进行模拟,通过高分子材料,混凝土等载体种植水生植物的方式,达到去除水体中的污染物的人工生态系统.这一技术以其改善景观,净化水质及创造生物生存空间等功能,近年来已被广泛应用与湖泊及观赏水体的生态修复当中.这一技术主要通过以下几种途径达到其净化水质的目的:

2.3.1.1水生植物的生长代谢作用.通过这一作用可以直接或间接的吸收水体中的氮磷等营养物质和水中的有机污染物,起到水体的净化作用;同时,在植物进行光合作用的过程中向水中释放大量氧气,可以有效提高水中溶解氧的含量,加快污染物的分解速度.

2.3.1.2大量的微生物.水生植物的根系上附着有大量的微生物,这些微生物中有很多真菌.细菌都具有一定的降解有机物及脱氮除磷的作用.这些微生物在净化水体中的污染物的过程中发挥了重要作用.

2.3.1.3水生植物的遮蔽性.水生植物能够分泌克制藻类生长的化学物质,同时具有一定的这笔作用,在抑制藻类的生长繁殖上有重要作用.由以上几点可知,人工浮床的主体是水生植物,因此,在实际操作中既要选择去污能力强的水生植物,同时也要注意所选植物的经济价值.而除了净化水质的作用之外,生态浮床还能为鸟类提供良好的栖息地,有利于附近环境的生物多样性发展,在一定程度上促进生态系统的完善.

2.3.2人工湿地净化技术

这一技术主要是指根据具体地理位置及水体条件,对天然湿地的结构功能进行模拟,人为的设计并建造一种能够对污水进行综合净化的系统.构成人工湿地的主要元素有基质、水体、水生植物和微生物种群.其中,湿地最明显的生物特征是水生植物.这一技术能够有效去除氮、铵、硝酸盐、亚硝酸盐等化学物质.

2.3.3水生植物净化

这一技术的主要特点在于成本低,操作简单,有一定的观赏价值和经济价值.这里所说的水生植物主要包括浮叶植物、沉水植物、以及漂浮植物.其中,由于沉水植物对藻类的生长具有很强的化感抑制作用,用于生态修复的案例较多.浮叶植物如睡莲等,多具有一定的观赏价值.在净化水体之外也具有一定的经济价值.在众多水生植物中,多年生漂浮植物水葫芦,以其生命力旺盛,繁殖速度快等特点,而成为一种廉价高效的改善水质的水生植物.被广泛应用到富营养化水体与工业废水的处理过程中.这种植物的生长过程中需要大量的汲取水中的氮、磷等物质,可以说其生长过程就是对水体的一种高效的净化过程;于此同时,水葫芦发达的根系也为大量的微生物提供了理想的生存场所.然而水葫芦本身也存在着一定的副作用,由于其生长力过于旺盛,如果不能定期进行收割,将会加重水体的富营养化.因此,在种植水葫芦时,必须经常进行后期清理.

2.3.4水生动物净化

在水产养殖过程中放养水生动物,在净化水质的同时,又能产生一定的经济效益,可谓一举两得.因此,近年来国内外的许多研究人员都致力于研究如何利用水生动物来进行水质改善的项目.

水生植物范文篇7

关键词:池塘养殖;养殖污染;生态沟渠;生物操纵

中国是渔业生产大国,其水产养殖品的总产量长期处于世界领先地位。淡水池塘养殖是我国渔业发展不可或缺的中坚力量,据2016年渔业统计年鉴显示[1],2015年我国有淡水池塘养殖面积2701.22千公顷,占淡水养殖总面积的43.94%,占全国水产养殖面积的31.91%;池塘养殖产量2195.69万吨,占淡水殖产量的71.70%,占全国水产品总产量的44.47%。但传统池塘养殖模式中存在的一些问题也越来越明显,生产过程中的水资源消耗和水域环境问题尤为突出。随着水产养殖业的迅速发展,盲目扩大规模和投入的负面效应日益严重。为了提高产量,向养殖水体过量投放苗种和饲料,造成了水环境的急剧恶化,从而使水产养殖自身的污染与水域环境的矛盾也日益突出,并伴随着养殖生物病害的频繁发生。水环境污染不仅制约了我国水产养殖业的健康发展,也对养殖区及其毗邻水域的生态环境产生了重要影响[2]。目前我国多数淡水池塘养殖场的用水来自周边的各河流、湖泊。淡水养殖池塘、水库、河流由于养殖条件的需要,水中剩余的氮、磷、有机物有一定的积累[3]。面对池塘养殖发展对水域环境不断恶化的严峻形势,急需采取各种有效措施来最大限度地抑制水产养殖废水排放对生态环境的影响。

1水产养殖废水治理的意义

水产养殖是我国渔业发展的主要增长点,其不仅丰富了市民的蛋白质来源,且对有效改善农村经济结构,解决农民就业等社会问题起到了积极的向上作用。随着经济的快速发展以及养殖业者对养殖产品的高效益追求,在高投入高产出的模式下,养殖密度远远超过了水体可承载量,养殖规程中大量的饲料残饵、生物代谢产物和肥料等其它投入品的累积,导致水体自净能力急剧下降,水体富养化显著,养殖水体的自身污染日益严重[4-5]。韩志泉等[6]研究显示,与浮游植物数量显著相关的水质指标是总氮、总磷,水中总磷浓度每上升0.01mg/L,浮游植物便增加3.53×10个/L;Brown等[7]发现,离养殖区越近,水质DO饱和度(溶解氧实际含量/饱和含量)越低。养殖区附近3m和15m处的水质DO的饱和度分别为35%~70%和50%~85%。我国在2007年颁布了相关的行业标准《淡水池塘养殖水排放要求》(SC/T9101-2007),但由于我国水产养殖区域分布广、养殖用水又属于无组织排放,故对水产养殖排放水进行管控效果不佳。水产养殖业属环境依赖型产业,其环境状况决定了养殖的成败及产品的质量。但养殖生产的同时也会产生自身污染,对周边水域环境和生态系统构成威胁,进而制约其可持续发展。从水产养殖整个产业链来看,生态环境质量是关键所在[8]。因此,保护渔业环境成为实现水产养殖业可持续发展的关键因素。

2淡水池塘养殖的自身污染及其影响

水产养殖自身污染是指由于水产养殖活动的自身因素导致养殖水体环境及周边邻近水体中的污染物含量超过正常水平,导致水体的生态功能受到影响的水体状况。水产养殖自身污染主要来源于养殖场地周边的陆源污染、养殖过程中的过量投入品(人工饲料、水产苗种、渔用药物、肥料及其它非药品类等)以及由此所产出的固液态废弃物(残饵、代谢物以及固态物质的溶出成分等)。除此之外,养殖过程中所形成的底部沉积物也是自身污染来源的一部分。在当前中国淡水池塘养殖的高投入、高产出生产模式下,养殖密度超过了水体容量,大量的残剩饵料、肥料和生物代谢产物累积,使得水体自净能力下降,水体富养化显著,养殖水体的自身污染日益严重[9]。同时,养殖环境的恶化会使病毒、细菌等致病微生物在水中大量滋生,对养殖生产的安全防控和水产品质量安全风险造成严重影响。水产品质量安全风险如果带入最终加工成品中,将对消费者的身体健康产生严重威胁。另外,在生产中大量排入外界河道的养殖废水,可能导致水域环境的急剧富营养化,使得藻类等大量繁殖并产生多种毒素,污染外界的水体、土壤和空气,最终形成“养殖水体-土壤-养殖生物-大气”的立体连锁污染[10]。

3水产养殖废水排放调控技术

养殖排放水对周围水域环境的负面影响日益加重,养殖产生的废水如果不积极进行治理,极易导致周围水环境的污染,破坏水域生态平衡和限制农村经济可持续发展[11]。我国淡水池塘养殖场的废水基本上是不经处理直接排放的,加之很多主产区的养殖场数量多、距离近,场与场之间的进水口、排水口往往近在咫尺,很难保证生产用水的质量[12]。沟渠是农业生产排放水的汇聚地,无论农田还是养殖池塘,一般都是通过相对应的排水沟渠流入外界的江河湖泊中。把排水沟渠构建成具有自身独特结构并发挥相应生态功能的沟渠系统,即为生态沟渠。目前常用的水体修复技术主要有:(1)物理方法。主要有沉淀、曝气、搅动以及放置水质改良机等养殖机械设备;(2)化学方法。主要是在水体中投入生石灰、絮凝剂以及其他消毒制剂等;(3)生物方法。包括人工湿地、生物浮阀、生态沟渠、微生物制剂等[13-14]。其中的生物方法以成本低、无次生污染而受到欢迎。我国大部分传统养殖场修建时间较长,没有预留可直接构建人工湿地的场地,因此将现有排水沟渠改造为具有水质净化作用的生态沟渠是一种操作性较强的水体修复技术[15]。生态沟渠主要运用生态学和生物操纵原理[16],将各具特点的生态单元(水生植物-微生物-水生动物)按照一定的比例和方式组合成具有污水净化和资源化双重功能的处理技术。吴湘等[17]运行生态沟渠对中华鳖温室养殖排放水体净化效果,表明通过构建生态沟渠技术体系处理中华鳖温室养殖排放水体是一种治理淡水养殖排放水体的高效新技术,同时也是一种控制农业面源污染的有效新途径,在此后的研究中可将该种净化模式逐步推广应用至其他淡水养殖行业排放污水的净化处理中。陶玲[18]等研究生态沟渠可以增加水中溶氧,使N、P等物质得到进一步去除,达到改善养殖生态环境,减少养殖废水任意排放的目的,可作为一项新的池塘生态工程技术在传统池塘养殖设施升级改造中推广应用。

4国内、外研究现状

关于农业面源污染物的生态控制,主要有生态农业建设、植物缓冲带、沟渠生态拦截等方面[19]。其中,生态沟渠是由排水沟渠及其内部种植的植物组成,通过沟渠拦截径流和泥沙,植物滞留和吸收水中营养盐,实现生态拦截氮、磷的功能[20]。水生植物在水体中的生态功能在农业面源污染控制中起着十分重要的作用[21],姜翠玲等[22]研究表明,沟渠湿地可通过底泥截留吸附、植物吸收和微生物降解净化排水汇集的非点源污染物,杨林章等[23]研究也表明,生态沟渠对农业非点源污染氮磷削减率达40%以上。因此,将沟渠改建为生态沟渠,对去除农业面源污染中的N、P具有重要意义[24]。生态沟渠不仅对水体的净化效果显著,而且不另占用土地,具有应用推广价值[25]。在国外,农业面源污染已经对水体质量和生态系统产生严重威胁,在美国,非点源污染源是造成当地水环境恶化的主要源头,而农业排放水产生的非点源污染占了3/4左右。其常用的技术手段是人工湿地[26]为主,通过利用本地优势水生植物直接吸收底泥和水层的营养盐,同时其根系还可为有益微生物提供良好的环境,改变了基质的通透性,增加了对水体中有害物质的吸收和沉淀[27-28]。在沟渠运用方面,美国和加拿大有65%的农田利用沟渠网排水[29-31];有些国家通过沙子作为过滤基质来构建沟渠,依靠其储存雨水收获降水[32]。过去许多国家或地区在农业生产中主要通过沟渠来排水,现在可通过沟渠生态化构建技术来恢复湿地或改善幸存湿地的湿度[33-34]。综合国内外对生态沟渠技术的研究调查来看:第一,对沟渠的生态化构建主要应用在农田农业面源污染治理和环境保护方面,针对水产养殖池塘方面的研究较为罕见;第二,运用的手段主要是以水生植物调控的生物技术方法为主,较为单一;第三,对生态沟渠的研究是作为一个系统内的配套单位,鲜见作为独立单位研究生态沟渠构建的,缺乏应用推广性。

5池塘养殖废水排放沟渠生态化构建技术

水生植物范文篇8

太浦河泵站位于江苏省吴江市太浦闸南侧,西距东太湖约2km,其修建目的主要是在枯水年份4~10月太湖水位较低时,通过太浦河泵站抽引太湖水,经由太浦河补充黄浦江上游水量,满足上海市的供水要求,改善水质。工程规模为I等大(1)型,设计流量300m3/s。

太浦河泵站的进、出水渠为新开河道,由西向东布置于太浦河的南侧,其直线段与太浦河中心线平行,两者中心线相距200m。进、出水渠全长890.13m,为梯形明渠,渠道边坡1∶3,渠底高程分别为-2.50和-1.80m,渠顶高程分别为7.00和6.00m。进水渠堤在高程3.5m处设置宽5m的马道。出水渠马道宽3m,高程为3.20m。

为了体现环境水利的理念,美化泵站环境,由太浦河泵站建设指挥部牵头,水利部上海勘测设计研究院(下简称上海院)与日本冲谷实业(深圳)有限公司就有关生态护坡的方案进行了讨论和研究,并于2001年10月在工地现场进行了现场试验。

2生态护坡应用现状

2.1生态护坡的发展趋势

从20世纪80年代后期开始,地球环境及保护问题在各个方面为人们所重视,同时对关系到自然环境变化的生物多样性下降问题也开始引起人们的担心。尤其是人口密集的城市,人们越来越关注与己休戚相关的环境问题,因此,人们开始建造公园、公共绿地等来改善环境,同时在充分发挥公园、公共绿地原有功能的基础上,也开始把它们作为保护生物多样性及直接与生物相连的场地,而这些场地作为地球生态系的重要构成因素所发挥的作用也开始越来越受到人们的重视。

多自然型河流建设方法是目前国际上比较流行的一种河道环境综和整治的新方法,它把水边作为多种生物生息空间的核心,并把河流建设成尽量接近于自然的状态。在建设多自然型河流中,重点是努力创造出具有丰富自然的并具有魅力水边环境。在河道整治的各种方法中,应从生态学的观点出发,应优先采用生物材料法,其次采用混合方法,即采用植物与木材或石料合用,最后才考虑刚性材料方法,即采用木材、石料和混凝土。

日本是生态设计用于水利工程较好的国家,其对河道生态设计的原则主要有以下五个方面:

(1)治水:主要通过修建护岸来实现;

(2)自然环境、生态系统的设置:主要通过水边绿化、设置生物的生长区域和水质保护等实现;

(3)水边景观的设计:通过设置建筑物来保证与周围环境的和谐以及保证水边景观的连续性、自然性;

(4)亲水空间的设计:通过水边的台阶、缆绳、绿地等设施来实现;

(5)循环型空间的设计,:用木材、石头、砂子等天然材料的多孔性构造,控制废料的产生,尽量避免未来发生的处理问题及二次性环境污染问题。

2.2国内河道护坡现状

传统的河道护坡结构往往只片面强调河道的防洪、引水、排涝、蓄水和航运等功能,较少地考虑河道的生态或环境功能,因此河道的护坡结构多数采用浆砌块石或混凝土等刚性硬质材料,甚至有的地方追求所谓的“高标准”河道,对河道采用全断面刚性材料衬砌,使河道的环境条件模式化,并使生物种类单一化,由此带来的环境问题是很严重的。

随着国家综合国力的增强和人民生活水平的提高,我国也开始越来越重视环境保护问题。我国国民经济和社会发展第十个五年计划中提出,必须重视生态建设和环境保护,加强自然保护区和生态示范区建设,保护陆地和海洋生物的多样性。人们在越来越注重城市环境和保护生物多样性的同时,也开始注重水利工程的环境问题,在有些堤防和护岸的结构设计中开始注入环境水利的设计理念,如有些堤防护坡采用草皮,依靠草皮良好的根系而使护坡具有一定的固土和抗冲能力,另外在水土保持工程、防止坡地雨水冲蚀等方面也有一些应用。但总体来说,生态护坡在水利工程中的应用尚处于试验和研究阶段。

3生态护坡方案的可行性

生态护坡能依靠植物良好的根系而使护坡具有一定的固土和抗冲能力,同时生态护坡具有造价低、能美化环境的独特效果,在国外已得到了广泛的应用,在国内也有一些应用。

茂渔川工程位于日本北海道惠庭市,是由日本冲谷实业有限公司1990年设计的,该工程的护坡结构同太浦河泵站进、出水渠(水生植物种植区域),种植的植物为千屈菜、黄昌蒲、千岁梅花藻和豆牟菜。该工程河流的正常流速为0.4m/s~1m/s,洪水时河流的流速达3m/s。工程运行至今已有近12年,固土和抗冲能力效果良好,且美化了环境。由于利用石头、砂子等天然材料的多孔性构造,通过水边绿化、设置生物的生长区域,保护了生物多样性,避免了材料的二次性环境污染问题,同时利用水生植物对水体自净能力,使水质得以改善。

卫运河生态护坡试验段工程位于卫运河祝屯闸下险工段内,长170m,是海河水利委员会利用土工织物与生物工程措施相结合的护岸工程试验研究段。试验段滩顶高程28.30m,河底高程18.63m,在高程24.00m处设宽1m的马道。马道以上的设计边坡为1:2.5,采用深栽柳护坡,柳树纵横株距均为1.5m,柳间栽爬根草;马道以下的设计边坡为1:2,采用土工织物排体护坡、护基,排体上面用混凝土预制块组成框格压载,在框格内填土、深栽柳,柳树纵横株距均为1.5m,柳间栽爬根草,其生态护坡剖面图见图1。该工程于1987年5月完工,经过两个汛期400m3/s流量的考验,目前框格内的草皮茂盛,且生长茂盛,柳树的成活率95%以上,护坡效果良好。

从以上国内外两个成功的工程实例可以看出,只要太浦河泵站的生态护坡结构设计和植物选择得当,生态护坡方案在太浦河泵站工程中是可行的。

图1卫运河生态护坡剖面图

4生态护坡试验与研究

4.1设计要点

太浦河泵站进、出水渠道除具有一般河道所具有的防洪、引排水和航运等功能外,它还具备与泵站有关的一些特点:太浦河泵站进出水渠为新开河道,进水渠为1级堤防,护坡应具备固土、抗冲能力,稳定要求较高;进、出水渠的地质条件不太理想,在堤底附近有一层较深厚的、呈流塑状的淤泥质粉质粘土,而堤顶与堤底高差最大达9.5m(进水渠);泵房的施工期较长(达18个月),地下水位又较高,给施工期的进、出水渠的稳定带来威胁(渠道中无水)。根据国内外生态护坡的成功经验,结合泵站进、出水渠的特点,生态护坡的设计原则如下:

(1)生态护坡应满足渠道功能和堤防的稳定要求,并降低工程造价;

(2)尽量减少刚性结构,增强护坡在视觉中“软效果”,美化工程环境;

(3)进行水文分析,确定水位变幅范围,结合植物调查结果,选择合适的植物;

(4)应设置多孔性构造,为生物提供一个安全的生长空间;

(5)尽量采用自然的材料,避免二次环境污染;

(6)布置时考虑人们的亲水要求。

4.2栽种植物的选择

在栽种植物以前,应首先进行工程区域的植被调查,然后根据植被调查结果,充分考虑到栽种植物与周边环境的协调、景观、安全性、地域适应性及生态平衡的问题,并按以下条件进行严格的选择:

(1)适合气候、气象条件的树种;

(2)土壤要求低;

(3)原有品种;

(4)抗病虫害能力强,对周围环境的危害性小;

(5)寿命或者效果发挥时间长;

(6)具有能够美化环景的效果;

(7)容易维护管理;

(8)具有市场性。

在现场选择完全满足上述条件的植物是困难的,但可选择适合于河畔生长的和具有适合工程实际和生长能力的植物。在充分调查太浦河两岸及苏州地区现有植被的基础上,经过认真论证,在水位变化区采用水生植物护坡,水生植物初选太浦河两岸常见的千屈菜、香蒲和黄昌蒲,马道以上喷植草坪护坡。

4.3生态护坡设计

根据渠道水位的变化范围,在渠道的不同坡段选用合适的植物,是生态护坡设计的一项重要内容。太浦河泵站工程的主要功能是在枯水年份向上海供水,其进出水渠生态护坡的设置高程应以不影响进出水渠的过水能力为前提,同时尽量确保硬性护坡的淹没时间最长,以提高工程的环境效益。

太浦河泵站进水池的设计运行水位为1.90m,此时进水渠入口水位为2.10m,考虑以高程1.90m作为分界,即进水渠高程-2.50m(渠底)至1.90m仍维持原浆砌块石护坡结构,高程1.90m以上至堤顶采用生态护坡。其中,高程1.90m至马道高程(包括马道)部分采用干砌块石加水生植物护坡,马道以上部分采用草皮护坡;泵站出水渠的最低运行水位为2.66m,设计水位为3.29m,最高运行水位为3.34m,根据有关文献介绍,国内3级堤防的临水侧均可采用草皮护坡,为确保边坡的抗冲稳定,考虑进、出水渠生态护坡景观的连续性,以高程2.60m作为分界,出水渠高程-1.80m(渠底)至2.60m仍采用原浆砌块石护坡结构,高程2.60m(包括马道)以上至堤顶采用生态护坡。其中,高程2.60m至马道高程(包括马道)部分采用干砌块石加水生植物护坡,马道以上部分采用草皮护坡。

生态护坡结构除满足泵站正常运行期的稳定要求和固土抗冲要求外,还应满足进、出水渠施工期的稳定要求,尤其是护坡的施工期渗透稳定。由于目前国内对生态护坡在工程中的应用尚处于试验与研究阶段,因此在生态护坡结构的设计中,参考了前述的日本茂渔川工程的护坡结构:在水生植物的种植区域护坡采用干砌块石加水生植物,具体做法是面层采用厚35cm的干砌块石,干砌块石下铺厚10cm的碎石垫层,在碎石与土坡的交接处铺设麻布一层,以形成反滤,确保施工期护坡的渗透稳定,;在面层干砌块石之间的缝隙内用土回灌后再种植水生植物(见图3)。草坪喷植的方法与国内常见的三维网垫法不同,它利用一种专用机械用一定的压力将草籽、粘结剂、养料和水的混合物喷洒在的护坡土表面,这种方法与三维网垫法相比,草坪更容易生长,且具有施工快、固土效果好、造价低等优点。

4.4生态护坡的稳定

进、出水渠护坡必须满足稳定的要求。稳定一般包括边坡的圆弧抗滑稳定、渗透稳定和抗冲刷稳定。

进、出水渠道的底宽是根据泵站设计流量的条件下,经技术经济比较并结合了水工模型试验的结果综合确定的,同时渠道应满足不冲、不淤流速的要求;进、出水渠马道的宽度和高程的设置以及边坡坡比,是根据堤防的抗滑稳定结合施工条件综合确定的。对泵站的进、出水渠护坡,原护坡采用浆砌块石结构,现部分改用生态护坡,经对边坡抗滑稳定计算分析,即在不改变原护坡的坡比和尺寸的前提下,生态护坡的边坡抗滑稳定仍能满足规范要求。

护坡的抗冲刷稳定也是护坡设计的一项重要内容。根据英国建筑工业研究与情报协会原型试验结果以及英国奈特龙公司的资料(图2),一般草皮的的抗冲刷的极限流速大于1m/s,而太浦河泵站的进、出水渠在设计水位情况下,最大流量300m3/s时渠道流速分别为0.82m/s、0.69m/s,均小于1m/s。又如前述的日本的茂渔川工程的实例,其护坡结构和选用的植物与太浦河泵站进、出水渠相似,洪水时河流的流速虽然高达3m/s,但生态护坡的固土抗冲效果良好。综上所述太浦河泵站生态护坡的抗冲刷稳定是能保证的。

4.5现场试验

为进一步验证生态护坡结构方案的可行性以及所选植物对太浦河泵站现场的适应性,在泵站工地进行了现场试验。试验段选择泵站下游亭子港堵坝临太浦河侧,边坡的坡比以及护坡的结构设计完全模拟出水渠,也就是说在水位变化区域采用干砌块石加水生植物,植物选用千屈菜和香蒲,水位变化区域以上采用草坪喷植(见图3),试验的面积为120m2。2001年10月14日进行水生植物种植和草皮喷植,10月16日、19日、24日和31日进行了四次人工洒水养护,10月31日拆除部分施工围堰以引入太浦河水,保持围堰内外水位的动态平衡。10月下旬,草坪喷植部分草籽开始发芽,11月上旬,水生植物部分长出新芽。随着气温的下降,从11月底起,水生植物逐渐枯萎,但草坪部分仍保持绿色。随着春天的来临,水生植物日渐发芽,成活率在95%以上。至2002年5月底6月初水生植物和草坪均基本长成,红花绿草,护坡工程很好地融入了周边的自然环境,试验段生态护坡的景观效应已初见成效。

从现场试验的情况看,水生植物选用千屈菜和香蒲(或黄昌蒲,两者习性相仿)以及喷植的草坪是能适应现场实际条件的,均能成活,生态护坡的结构是合适的,能满足护坡的稳定要求。由于千屈菜和香蒲/黄昌蒲是属于不耐寒的草本植物,因此在冬季基本枯萎,对工程的美观性有所降低,但天气转暖后,植物又会发芽。冬季水生植物虽然枯萎,但其良好的根系仍然起到固土和具有抗冲能力。

图3太浦河泵站生态护坡试验段护坡结构剖面图

4.6技术经济比较

对生态护坡部分进行生态护坡方案和浆砌块石护坡方案的投资比较,经投资估算,本工程进出水渠边坡采用生态护坡方案的工程投资约213万元,采用浆砌块石护坡方案投资约353万元,生态护坡方案可节约投资约140万元。

综上所述,生态护坡具有以下优点:

(1)克服了原浆砌块石护坡的呆板和生硬,使工程与自然统一;

(2)利用不同季节的植物的形状和颜色,可大大改善工程环境;

(3)避免采用非自然的材料,避免了二次环境污染;

(4)生态护坡满足了人们的亲水要求;

(5)因设置了多孔性构造,对生物的生长和水质起到了保护作用;

(6)工程造价相对较低。

从工程维护角度分析,浆砌块石护坡具有一次性投资、维护少等优点,但生态护坡一般在栽种后的一年内要进行一定补栽(一般为10%左右),在植物成活前要进行一定的养护,而后,植物主要是依靠自然的力量进行自然更新,通常情况下无需维护,所以维护工作量也不大。因此,尤其是人们越来越重视生态环境的今天,生态护坡在水利工程中具有广阔的应用前景。

5结语

太浦河泵站工程在护坡结构优化设计方面作了积极的尝试,引进了国外较为流行的生态护坡技术,有效地改善了泵站的环境效应。其以人为本、环境水利的设计理念和生态护坡的设计原则以及试验研究成果,可以作为今后类似工程的设计提供借鉴。

参考文献

[1]太浦河泵站初步设计修改报告·2000年6月(水利部上海勘测设计研究院)

[2]太浦河泵站工程进出水渠护坡结构优化设计报告·2002年1月(水利部上海勘测设计研究院上海市水利工程设计研究院)

[3]太浦河护岸咨询设计报告书·2001年6月(冲谷实业(深圳)有限公司)

[4]包承纲·堤防工程土工合成材料应用技术·中国水利水电出版社

水生植物范文篇9

关键词:高校生活污水;植物景观墙;水生植物;COD

自1986年法国著名植物学家帕特里克•布兰科(PatrickBLANC)首次提出“垂直花园”的概念后,各式各样的植物景观墙开始在城市绿化方面崭露头角[1]。植物景观墙指在城市建筑物的立面上模拟布置植物的生长环境,结合当地的气候条件种植合适的绿色植物,不仅具有极高的美学价值,还有净化空气、隔音降噪、调节空气湿度等诸多优点[2]。水生植物可以直接吸收污水中的氮、磷等营养物质,富集某些重金属污染物,且能促进微生物对一些有机污染物进行生物降解[3]。近年来,国内外的研究者已经成功筛选出了凤眼莲、芦苇等一批能高效去除污水中各类污染物的水生植物,并将它们应用到人工湿地、生态浮岛等技术中,取得了良好的污水处理效果[4-5]。本研究将植物景观墙与植物修复技术相结合,设计并制作了1种能有效净化污染水体的新型植物景观墙。高校生活污水水量大,但来源比较单一,排放集中,且水质一般优于普通居民用户生活污水。利用污水处理手段对校园生活污水进行处理并回用,是建设“节水型社会”的重要举措,也能为学校节约用水成本。校园生活污水可用于绿化用水、冲厕用水和景观用水等。本实验使用专利成果新型植物景观墙对桂林某大学校区的生活污水进行处理,研究其对生活污水中典型污染物的去除效果,以考察装置的适用性。

1实验部分

1.1装置和运行方式。实验装置见图1。装置长×宽×高为2.0m×1.5m×3.0m。装置由蠕动泵、进水桶、不锈钢架体、有机玻璃管、塑料导流管、水生植物、球阀和流量控制器等组成。其中有机玻璃管长1.5m、直径20cm,管壁上平均开设9个直径10cm的圆孔,圆孔内能够栽种植物。景观墙架体呈阶梯状,每层阶梯高度为50cm,阶梯平面宽度为30cm,共7层。有机玻璃管的数量与架体的阶梯数量一致,固定于阶梯上,多个有机玻璃管依次首尾相连。污水由进水管通过蠕动泵的作用流入架体最顶端的有机玻璃管中,然后依次向下,最底部的有机玻璃管中的水由出水管回流到进水桶中。为了适应不同高度的植物,架体各个阶梯的高度可调节。为了使有机玻璃管中的水能够顺利自行流动,有机玻璃管沿水流方向向下倾斜设置。为了控制流量,防止污水因流量过大从有机玻璃管中溢出,相邻的有机玻璃管之间加装球阀。另外,进水管上还设置流量控制器,方便控制流量。实验地点位于校区污水处理站内,实施时间为2017年3-5月。新型植物景观墙中所用水生植物为菖蒲(AcoruscalamusL.)、水葱(ScirpusvalidusVahl)和凤眼莲(Eichhorniacrassipes),采购于桂林某花鸟市场,选用生长健康且大小基本一致的植物在有机玻璃管上的圆孔中间隔种植,每个圆孔种2~3株植物,并保证每个圆孔中植物根系不至于过密导致水流堵塞。实验开始时,取污水处理站调节池污水,灌满进水桶(进水桶容积为50L),开启蠕动泵开始进水,控制进水体积流量为80~100L/h。每个运行周期为18~24h,整个实验过程持续60d,装置调试运行1天后每隔3d分别采集进出口水样,采样时间为每天中午12:00-13:00进行,各取3个平行样,取样后立即送到实验室保存在4℃的冰箱中,待测。1.2进水水质。实验装置采用连续进水方式。进水为校区的生活污水,呈浅灰色,微臭,COD为105~310mg/L,NH4+-N、TP、SS的质量浓度分别为35~69、5.0~9.8、65~118mg/L,色度45~136度,温度8~19℃,pH为6.8~8.0。1.3分析方法与数据处理。COD:重铬酸钾法;NH3-N含量:纳氏试剂分光光度法;TP含量:钼酸铵分光光度法;TSS含量:称量法;色度:铂钴比色法;pH:便携式酸度计。植物株高:在实验开始时和结束时分别用钢卷尺测定;植物生物量:在实验开始时和结束时分别采集植物,用自来水反复冲洗干净后在烘箱中70℃烘干至恒量,将根茎叶分别称量。使用MicrosoftExcel2013进行数据处理,使用Origin8.5绘制图表,用SPSS18.0进行显著性分析。

2结果与讨论

2.1COD的去除。污水中的有机污染物会在有氧的条件下被装置中的微生物分解为氨氮、二氧化碳等产物,进而水生植物在光照的条件下利用这些产物合成自身所需的营养物质并释放氧气,这个过程不断循环达到去除污水中有机污染物的效果[6]。新型植物景观墙进、出水中COD及去除率随时间变化情况如图2所示。由图2可知,进水COD在105~310mg/L,随时间波动较大。这可能是校园生活污水与学生活动规律有关,不同时段差异很大,且期间桂林雨水较多,也会对进水水质带来一些影响。初期COD去除率仅60%左右,可能是实验植物仍在逐步适应生活污水环境。整个实验中出水COD维持在50mg/L以下,最低达到28mg/L。COD去除率为62.5%~90.3%,平均去除率为81.8%。与GB18918-2002一级A标准(50mg/L)相比,出水COD达标率达到95%[7]。郑志伟等采用红树生物塘处理农村生活污水,其COD的平均去除率为73.3%[8]。李旭东等用高效藻类塘处理太湖地区农村污水,其COD的平均去除率为70%[9]。新型植物景观墙对污水中COD去除效率较常见的植物稳定塘较高,且占地面积更小,可拆卸,运行维护简单方便。2.2NH4+-N去除特征。新型植物景观墙进、出水中NH4+-N含量及去除率随时间变化情况如图3所示。由图3可知,进水NH4+-N的质量浓度在35~69mg/L波动,出水NH4+-N质量浓度为10~21mg/L,与GB18918-2002的一级A标准(5mg/L)对比,达标率为0,若与二级标准(25mg/L)相比达标率则为100%。装置对氨氮的去除率平均为69.9%,最高达到83.3%。装置对NH4+-N的去除主要依靠水生植物的吸收、微生物的硝化和NH4+-N的挥发等,其去除效率受到pH、温度、DO含量等多种因素影响[10]。对NH4+-N的去除效果较不理想可能与实验期间桂林温度较低,实验装置内植物与微生物活性下降有关。前人的研究表明,冬季水生植物对于氨氮的去除效果显著弱于夏季[10-12];SONG等对1个占地80hm2的人工湿地系统对污水的净化效果进行了为期6年的监测,发现出水中NH4+-N含量在冬季(质量浓度(14.0±1.9)mg/L)和夏季((8.6±1.0)mg/L)有显著的差异[13]。另外,通过曝气等手段提高装置中的DO含量可能会提高装置对NH4+-N的去除效果[14]。2.3TP的去除特征。新型植物景观墙进、出水中TP含量及去除率随时间变化情况如图4所示。由图4可知,进、出水中TP的质量浓度分别为5.0~9.8、1.7~3.6mg/L,TP去除率为45.5%~75.9%,平均去除率为63.7%。出水TP含量与GB18918-2002的一级A标准(0.5mg/L)比较达标率为0,若与二级标准(3.0mg/L)相比达标率则为90%。人工湿地是利用水生植物净化污水的装置中应用最广泛的,然而大多数人工湿地系统在去除污水中TP方面表现不佳。DONG等比较多种不同类型的人工湿地后认为,人工湿地系统对于TP的去除率接近50%,其中综合除磷效果最好的水平潜流式人工湿地TP去除率平均也仅为69.8%[11]。另外有研究表明,植物对磷的吸收量与其生物量成显著正相关[15]。增加景观墙尺寸或者选用生物量更大的水生植物可能会提高装置对TP的去除效果。2.4TSS和色度的去除效果。新型植物景观墙对于校园生活污水的TSS和色度都有较良好的去除效果,出水中TSS和色度的平均分别为7mg/L和27度,均达到GB18918-2002的一级A要求。装置进、出水平均水质见表1。COD、NH4+-N、TP、SS的去除率分别为81.8%、79.6%、64.7%、71.3%,色度降低71.3%。由于没有前置格栅和初沉池,且校园污水中含有大量雨水SS较高,因此导致装置在连续运行7d后在下部有机玻璃管连接处发生堵塞现象,人工清除泥沙后装置继续正常运行。2.5植物株高和生物量的变化。植物株高和生物量可以直观地反应植物的生长状况,见表2和表3。由表2可知,实验结束后,水生植物菖蒲和水葱的株高均显著高于实验前(p<0.05);凤眼莲的株高也高于实验前,但是标准偏差较大,株高增长不显著。实验周期内凤眼莲、菖蒲和水葱的总生物量比实验前分别增加了29.9%、39.0%和33.6%。3种实验植物都对校园生活污水表现出良好的耐受性,且能吸收污水中的营养物质并快速地生长。

3结论

水生植物范文篇10

1.1调节校园气候环境。水对微气候有一定的调节作用,由于水体的辐射性质,能够改变水面与大气间的热交换和水分交换,使水域附近气温变化和缓,湿度增加,这样会使周围局部小环境变得宜人,较适宜植物的生长。夏天来临时,有水的环境将是师生驻足、休憩的良好场所。

1.2使校园景观更加丰富。水是景观设计元素中最具有吸引力的一种,其形式多变使水景散发出更加独特的魅力。水景更容易成为校园景观的焦点,吸引更多的人群融入到校园景观空间中,在此举办活动,增强使用率。

2校园水体景观空间设计原则

2.1生态性原则

水体、植被、驳岸、道路、建筑这几个元素构成了水体环境,这几个要素之间既相互独立,又互相制约并影响,协调好水体景观环境系统,才会实现水体的最优化。虽然水体有一定的自净能力,但是如不加以保护,过度的破坏会造成严重的水体污染,不仅影响美观,对周围环境也造成了破坏。在设计校园水景空间时一定要遵守生态原则,否则水景空间不但不能美化校园环境,还会影响到校园环境。

2.2突出校园文化和学科特点原则

每所大学都有属于其独有的文化,校园中会有代表校园文化的元素,如指示标志、雕塑、水景、建筑等。在水体景观设计时可以将校园文化融入其中,既增强了校园文化内涵,又能对水景赋予文化的灵魂,师生在此休憩、学习时能够感受到深厚的校园文化。同时也要考虑到学科特点,不同院校有着不同的学科特点,如师范院校、艺术类院校、航海类院校、军事类院校学科特点的差异性较大,根据不同学科特点进行合理设计。

2.3同时满足观赏性和功能性原则

有的校园水景空间聚集较多人群,而有的空间则有较少人,校园水景空间得不到充分的利用造成了资源的一种浪费,其主要原因是由于设计时对于使用者的需求没有过多考虑,导致空间功能不能被很好的使用。水景空间是一个灵动的空间,设计中要平衡观赏性和功能性。

3校园水体景观空间设计的影响因素

3.1自然因素

3.1.1水文因素。水文条件对水景效果起到很重要的影响。

(1)水深条件。水深主要是指在多数时间内水位高于地面的区域中水的深度,水深影响着水生植物的生长情况、组成、结构以及动态分布和演替。随着水深的增加,植被群落形成陆生植物—挺水植物—浮水植物—沉水植物的生态梯度。根据相关研究,挺水植物的适宜水深通常小于0.6m,浮水植物则主要为1m左右,沉水植物的分布较广,从0.5~2m的水深中都能够生长。

(2)水质条件。水质主要受水源影响,水质情况不仅反映了水底基质与周边土壤的水分条件,还有土壤的养分、盐分以及其他理化性质和微生物活性等具有一定的影响。

3.1.2土壤因素。水体周边的土壤具有维持生物多样性、分配和协调地表水分、过滤、缓冲、分解固定和降解有机物和无机物等功能。土壤的质地、密度、湿度、肥度、盐度以及渗透度通过影响根部的容量、水分和营养物质从而影响了植物的生长。适宜植被生长的土壤应是以黏土为土壤底层,其上有壤土、以及少量的沙土,这类结构保水性、透气性均好、宜于植被的生长。

3.1.3植物因素。水生植物是人工湖的重要组成部分,水生植物可以吸收水体中的氮、磷、等营养物质,提高水质。水生植物群落带可以截拦净化地表径流夹带的泥沙和其他污染物,减轻了人工湖水的污染负荷。水中的水生动物可以通过食用水中植物,达到一种生态平衡。在植物的种植上要依照因地制宜的原则,适宜选择当地植物种植。在目前水资源短缺、生态系统遭破坏严重的情况下,充分利用好水生植物对改善水质是非常重要的。

3.2人文因素

3.2.1文化背景。每所大学都有其独有的校园文化和历史背景,这些对于水体景观的形式有着重要的影响,在设计时需将校园文化融入进去并要考虑到校园的学科特点。

3.2.2使用者需求。师生是校园水景空间的使用人群,在设计时要考虑到他们的使用需求。学生多是在教学楼、宿舍楼、图书馆活动,这已然不能满足他们的需求,他们更希望有一个多功能的空间,可以同时满足安全性、私密性、开放性、多样性等。在设计前可以进行问卷调查,对校园环境多加分析,了解学生需要一个怎样的水景空间环境,制定校园水景空间的规模和形式,综合考虑使用、管理等各项要求,使大学校园水景空间得到充分利用。

4校园水体景观的设计方法

4.1水面空间设计

水面设计是校园水体景观的主体元素,水面的形式随岸线的变化而改变,它可以表现出宁静、舒缓、流畅等,因此,可以通过塑造不同的水面形态营造出不同氛围来满足水景的功能性和观赏性。

4.2驳岸空间设计

不同的水体岸边环境,采取的驳岸空间处理方式也有所不同,可以分为以下几种形式:

4.2.1抛石驳岸。抛石是一种松散的岩石护面层,在指定区域堆砌,形成符合要求的铺砌体。抛石驳岸最大的好处是变形性大,因此破坏是缓慢发生的。抛石驳岸分为干砌石驳岸和浆砌石驳岸。干砌石驳岸适用于冲刷程度低,岸坡角度不大的地段;浆砌石驳岸强度较大,适用于岸坡角度大的地段,但不适合进行较好的园林绿化;人工抛石适用于冲刷程度严重的地段,结合缝隙和种植池可以进行较好的园林绿化。

4.2.2自然式缓坡驳岸。自然式缓坡驳岸适用于坡面较缓、空间足够大的场地,可以种植阳光草坪吸引师生到此休憩娱乐。

4.2.3混凝土驳岸。简单的预制混凝土块适用于流水冲刷程度低、岸坡角度较小的区域、要和预制混凝土块适用于流水冲刷程度低和中等的地段。由于绿化难度较大,可以考虑通过营造水上浮岛的方法增加驳岸的观赏性和生态性。

4.3亲水空间设计

亲水空间可以为师生提供欣赏景观的场所,让使用者能够近距离接触到水,满足人们的亲水心情。亲水空间可以分为2个类型:一类是方便在水边游憩时停留的空间,即水边散步道;另一类是可以穿行的空间,即水上通道。

4.3.1水边散步道。在设计游憩亲水空间时既不能让散步道全部沿水而设,也不能让散步道全部偏离水面。需要注意线性的流畅及尺度的把握,给师生们提供一处观景、休息、驻足的空间。

4.3.2水上穿行通道。水上穿行的通道主要有架空的栈道、汀步和桥等形式。架空的栈道一方面可以不阻断水流的自然运动状态,保持生态系统的连续性,对水中生物的活动不造成干扰,另一方面在布局形式上比较灵活,不会给人生硬的感觉。在水深较浅的地方设置栈道,在较深的水域木栈道要设置较高的护栏,保证使用者的安全。汀步是道路在水中的延续,分为自然式和规则式2种。自然式的汀步设计时要与场地氛围相一致,左右穿插、疏密相间。规则式汀步是利用形状大小一致的混凝土木板按照道路曲线等距离整齐排列,呈现出整齐一致的美。

4.4植物景观设计

广义上的水生植物,是指植株的部分或全部可以长期在水体或含水饱和的基质中生长的植物,包括淡水植物和海洋植物。淡水植物的主体是水生草本植物,乔木、灌木、藤本植物中也有少数适宜水生的品种。可以将水生植物分为挺水植物、湿生植物、浮叶植物、漂浮植物、沉水植物等5类。在设计时注意将几类植物合理地搭配,以营造层次丰富的水体景观。

4.4.1挺水植物。挺水植物根茎扎入泥土中生长,上部茎秆、叶片挺出水面。大部分的品种根系粗壮发达、植株直立挺拔、茎叶明显、花枝高伸。其主要生长在浅水或水陆过渡区域,茎叶气生,通常具有与陆生植物相似的生物特性。常用到的大型品种有荷花、芦苇、再力花、水葱等;中型品种有千屈菜、梭鱼草、水生鸢尾、慈菇、菖蒲等、小型品种有水芹、小泽泻等。在水体净化功能上,其根系的作用是最直接和最重要的;在水体景观上,它的水面立体造景功能是其主要特点。

4.4.2湿生植物。湿生植物是指生长在超湿地或在非经常性淹水的环境中的植物,根具有一定的耐涝能力。类型多样,草本、藤本、灌木和乔木都有,该类植物具有适应陆地和水体环境的双重习性。

4.4.3浮叶植物。根茎扎入泥土中生长,无地上茎或地上茎柔软不能直立,叶和花漂浮或半挺立于水面。叶片看是可沉水生长,后期浮出水面成漂浮叶,花朵通常伸出水面。常见的大型品种有王莲、芡实。中型品种有睡莲、萍蓬草等,小型品种有荇菜、菱、莼菜。浮叶植物通常做点缀配置,与挺水植物互补,可凸显水面效果。

4.4.4漂浮植物。根不扎入泥土,全株漂浮于水面生长,随风浪和水流四处漂浮。根系退化或成悬锤状,茎、叶海绵组织发达,有的还具有较大的空心气室,使其整株漂浮。大部分的漂浮植物也可在浅水和潮湿地扎根生长。常见的应用品种有凤眼莲、大薸等。

4.4.5沉水植物。沉水植物的根茎扎入泥土中生长,整个植株沉于水中。茎叶长度高于水深时,高出的部分平浮在水面,近在开花时有部分花蕾伸出水面。常用的品种有苦草、眼子菜类、黑藻、狐尾藻等。因沉水植物属于完全水生的植物,沉水而不露出水面,景观效果不明显。沉水植物的衰退和消失,是水体富营养化程度的重要参考指标。

4.5后期养护管理

水生植物具有净化水体的作用,但不是能够对水体一直进行污染治理,如果水体生态系统循环不佳的话,超出了水体的环境容量,就会造成水质富营养化,导致水体浑浊,受到污染,这便会影响水生植物的生长,严重时可能导致植物的腐烂死亡,不仅污染水体,也会造成严重的污染,影响景观效果及生态平衡。因此,为了避免生态平衡遭到破坏,要确保水质的清洁,在深秋前要将水生植物的枯枝进行清理,以免污染水质,平时水面的植物残体要定期清理,对于水中鱼类的繁殖也要给予控制,大量鱼类繁殖会造成水中溶解氧缺乏,氮磷含量增高,不能保证生态平衡。

5结论