探討再生水回用于水體的富營養化及其景觀修復措施
表面流濕地系統也稱水面濕地系統,與自然濕地最為接近,但它是受人工設計和監督管理的影響,其去污效果又要優于自然濕地系統。潛流式人工濕地技術已在國外得到廣泛運用,美國東部有400多個廢水排放點是通過人工濕地系統處理后再進入地下水、河口、河流和湖泊。同傳統的污水處理工藝不同,潛流式人工濕地的效率比基本不受規模影響,如果當地缺乏大片土地,潛流人工式濕地污水處理系統也可以化整為零,將小塊的荒地、綠化用地利用起來,效果同樣出色。在國外,許多別墅區居民都利用自己的花園綠地建立小型的潛流式人工濕地污水處理系統,日處理量僅為幾百升;運用潛流式人工濕地技術來處理河流湖泊沿岸分散的污染源,既簡便易行,又能避免破壞河岸景觀,如果能夠充分利用地形,其運行費用甚至可能接近于零。而且保溫效果好,處理效果受氣候、季節的影響較小,可以有效防止蚊蠅滋生和不良氣味彌散。雖然潛流濕地凈化水質能力強,但對流量大的水體凈化能力不如表流濕地,因而潛流濕地主要用于凈化城市景觀水體的水質,表流濕地常用于河道的水質凈化,小幅度改善水質。
4.2水體系統的優化設計
景觀水體的平面幾何造型、水體深度分布、水文特征、池壁材料、池底底質、駁岸形式都應該與水生生物生理特征、生活習性及其空間分布規律保持協調,同時利于水體的流動,增加流動復氧和水體交換水平,提高水體自凈和自我修復能力。
(1)岸線設計。景觀水體的岸線應盡量實現曲線柔和的不規則設計,以利于水體的流動,避免死角現象,否則容易滋生藻類。同時形成水流的急流段、緩流段等不同形態,增加水體的動感。輔以機械曝氣和微孔曝氣等技術,強化水體的復氧效果,提高景觀水體的自然凈化能力。
(2)水深設計。景觀水體考慮到游客安全問題,水深不宜太深;但是水體太淺,又易發生富營養化,因此綜合考慮,設計水景深度選擇為1.0m左右比較合適。可順著水勢營造淺灘和深潭,形成多樣水域環境,使曝氣、多種凹凸面的接觸氧化和吸附、向著深潭等處的沉淀、動植物及微生物的攝取和消化分解等河流的自凈作用大大增強。
(3)池壁材料及池底底質的選擇。考慮生態系統的修復,池壁可以采用天然材料的護面,如粘土、砂礫、卵石等,池底要保證有部分底泥,這樣既可以滿足與自然環境的協調性,同時也實現了水體生態系統的建立。要盡量避免池壁、池底使用水泥混凝土結構,阻礙水體與底泥物質的交換,破壞水體生態系統。
(4)生態護岸的設計。作為水陸交界地帶的濕地岸邊環境的營建也十分重要,生態護岸對于修復水體生態系統、凈化水質、美化環境等都有巨大作用。由于生態護岸沿著岸線有帶狀連續分布的特征,其上均可種植水生植物,而水生植物是再生水、底質和光的最大利用者,在維護水域生態系統結構的完整性和穩定性方面有決定性作用,通過吸收、降解、吸附、過濾、沉淀、對藻類的抑制作用凈化水質,并提供水生動物食物、繁殖、棲息場所等重要的生態功能。
(5)水系循環流動的設計。根據“流水不腐”的生態理念和水華產生的流速限制條件,以水體建設地形、自然流向和周邊水系連通為主導,通過設置泵站,解決湖體流動動力問題,促進水系循環流動,增加流動復氧和水體交換水平。對于局部死水區可安裝曝氣推流設施促進水體交換流動,稀釋局部污染物積累。
4.3水生生物調控技術
生物調控(Biomanipulation)是通過重建生物群落以減少藻類生物量,保持水質清澈并提高生物多樣性。生物調控法的優點是投資少,有利于建立合理的水生生態循環。目前主要有2種方法:①在淺水型富營養化湖泊中種植水生植物;②放養食魚性魚類以控制食浮游生物的魚類,以此壯大浮游動物種群,從而遏制藻類[13]。這樣既保持了水體的自然景觀特點,對再生水回用的水景也具有較強的截污、凈化功能。生物調控的核心在于建立平衡的生態系統,有效地控制藻類規模。平衡的湖區水體生態系統應具備由湖中挺水植物、浮水植物、沉水植物及水生動物的合理栽植與放養而構成的完整的生物鏈(圖3)[14]。
5、結語
再生水回用于景觀水體在目前水資源短缺的情況下具有積極的節水意義。保障景觀水體的水質達到相應的水體功能要求,抑止富營養化發生,需要結合再生水自身污染物本底值較高和緩流水體及淺水體等特點進行考慮,針對源頭補水處理—景觀水體系統合理設計—景觀水質、效果控制和維護,采取相應的水質凈化與保持技術。
在水體的景觀修復措施中,人工濕地技術能夠高效處理再生水水源,池體的優化設計通過恢復重建水體生態系統提高自然凈化能力,水生生物調控通過放養和種植水生動植物,加快有機污染物的同化吸收,進一步防治富營養化。景觀修復途徑具有生態可持續性的優點,同時比之水質凈化的純工程技術,能更加細膩地發現并表現水體與周圍環境的關系,恢復并延續文化景觀。通過最小的人工干預達到自然過程的巨大改進,創造更加接近自然條件的開放空間,保障公共健康,增加美學價值。
編輯:ljing