人工景觀湖生態水處理設計

General 更新 2024年04月29日
一、生態水處理的社會需求

  1、人的精神需求

  隨著社會的不斷髮展,人們的生活水平也在不斷提高,尤其是住房條件有了明顯的改善,住得寬敞,住得舒適,已經是人們對居住條件的最基本的要求。而更多的是期望生活在一個清晨推開窗,能呼吸清新的空氣,能聽到婉轉的鳥鳴,在夕陽夕下,沐浴在如夢如詩的風景中,拋開塵世的煩惱,與自然親密接觸的環境裡。

  僅有翠綠,缺少了鮮活的氣息,而精緻的水景,使之成為水榭樓臺,有了自然的靈氣,使自然對人類更加親近。平靜的水常給人以安靜、輕鬆、安逸的感覺;流動的水則令人興奮和激動;瀑布氣勢磅礴,令人遐想;涓涓的細水,讓人歡快活潑;噴泉的變化多端,給人以動感美……。水景不僅能增加周圍空氣的溼度,減少塵埃,提高負氧離子的含量,還能在小範圍內起到調節氣候的作用。

  2、綠色環保需求

  水是生命之源,不要讓人類的眼淚成為地球上最後一滴水。所以人人都應該從身邊的事做起,無論大小,都應考慮到我們的地球村。尤其是設計人員,在整體規劃上就應該站在環保的高度,周密考慮。應該在水景水質要求和低耗能綠色環保之間尋找一個最佳的平衡點。迴圈過濾要投入大量人力物力財力,高耗能、高費水的設計首先就不應予以考慮。而投加藥劑的方法雖然耗能不高,投資也不大,但是環境造成二次汙染,威脅到人類的生存,影響到我們下一代的設計,也力求不讓它成為現實。

  下面我們來看一個房地產界的公式:

  A+B=C

  A——建設房屋的處理廢水、能耗、維修的投入

  B——房子建成後,在使用年限期間的所投入

  C——全生命週期的投入

  傳統模式:A=336、B=340,總成本676

  新型模式:提高A到390,將大大降低B的投入,B降至23.

  即新技術、新材料、新的管理方式的使用,可使後期的投入成幾何倍的減少,整個生命週期的成本降到413.真正的開發高手,增加建築成本的5~10%,就能帶來後期生命週期成本50~90%的降低,節約60~90%的後期管理成本。

  採用何種設計能讓人類與自然成為朋友,息息相關,和平相處達到環保社會效益雙豐收呢?

  ——生態方式,最原始最自然也是最綠色的方法。

  二、人工水景目前的狀況

  目前大多數的小區在規劃設計中都考慮到了水景水質日常的維護,但大都是通過單一的手段來處理或物理或化學或生物,因而造成了前期投資大,後期執行費用多,成效卻不顯著的結果,水體的水質不穩定,或時而藻類氾濫,或時而水發黑發臭,蚊蠅滋生,並且整個水景常有人造的痕跡。

  下面把人工湖、景觀水的水處理方法進行一下簡單的介紹:

  1、物理方式:

  i.引水換水方式

  當水體中的懸浮物(如泥、沙)增多,水體的透明度下降,水質發渾。可以通過引水、換水的方式,稀釋水中的雜質濃度,以此來降低雜質的濃度但是需要更換大量的水,而水資源在我國是相當的匱乏,勢必要浪費寶貴的水資源。

  ii.迴圈過濾的方式。

  在水景設計的初期,根據水體的大小,設計配套的過濾沙缸和迴圈用的水泵,並且埋設迴圈用的管路,用於以後日常的水質保養。如果水體面積較大,必定延長迴圈過濾的週期,使水質不能達到預期的效果。和引水、換水相比較,雖然減少了用水量,但日常的電能耗費增加了,同時也增加了裝置的日常維護保養的費用。

  2、化學方法:投加殺菌滅藻劑

  敞開式的水體,在陽光的照射下,會使水中的藻類大量繁殖,佈滿整個水面,不僅影響了水體的美觀,而且擋住了陽光,致使許多水下的植物無法進行光合作用,釋放氧氣,使水中的汙染物質發生化學變化,導致水質惡化,發出難聞的惡臭,水也變成了黑色。

  所以投加化學滅藻劑,殺死藻類。久而久之,水中會出現耐藥的藻類,滅藻劑的效能會逐漸下降,投藥的間隔會越來越短,而投加的量會越來越多,滅藻劑的品種也要頻繁的更換,對環境的汙染也在不斷地增加,而這種汙染會影響我們的下一代。

  所以說用化學的方式處理水質,雖然是立竿見影的,但它的危害也是顯而易見的。

3、微生物方法:投加微生物

  微生物在自然界大量而廣泛的存在,是生態系統的重要組成之一。它們能將自然界中的動、植物的屍體及殘骸分解,將一些有害的汙染物質加以吸收和轉化,成為無毒害或毒害較小的物質。

  可以在景觀水水質惡化的時候,投加適當的適量的微生物(各類菌種),加速水中汙染物的分解,起到水質淨化的作用。微生物的繁殖速度驚人,呈幾何級增長,每一次繁殖都或多或少的會產生一些變異品種,導致微生物處理水質能力下降,而且很難控制其數量,其生長又受環境的影響很大,例如溫度、氣壓等等。同時微生物的分解物,會造成藻類的大量繁殖,再次導致水質變壞。

  因此用微生物處理水質,必須定期進行微生物的篩選培育、儲存、復壯等等一系列專業處理過程,而且不能保證水質狀況長期處於良好的狀態之中。

  三、EWT模式(EcologicalWaterTreatment)

  生態學是一門邊緣學科,它所涉及的領域相當廣泛,有氣象學、水文學、環境土壤學、環境地質學、環境毒理學、環境化學、環境經濟學、環境社會學、環境微生物學、環境最優化、植物學、動物學、生物生理學、環境概率統計學、環境藝術設計學等等。

  簡單地說,生態水處理就是在水域中人為地建立起一個生態系統,無需人類的外在干預,整個生態系統能適應外界環境對它的影響,處在原始的生態平衡狀態,和人類共生共存。

  這個看似簡單的過程卻需要在施實之前,進行縝密地規劃設計。

  (一)瞭解當地的氣候和水生物種情況

  不同的地域氣候不同,降水量不一,會顯著影響生物的分佈情況和生物的種類。根據當地的物種,選擇適合培養的生物,能適應當地的生存環境,或耐旱、或耐澇、亦或耐低溫、耐高溫、耐鹼、耐酸。在選擇物種的同時,還必須兼顧這些生物在水生生態系統中生態功能,不僅能使整個生態系統穩定執行,還必須對整個水體有著淨化功能。雖然水生植物都能吸收水中的無機鹽,將其在陽光的作用下,通過光合作用為生態系統中的其他生物直接或間接的提供食物,但是不同的水生植物對不同的無機鹽在吸收能力上不盡相同,必須依據當地的水源水的水質,科學合理地選擇水生植物。水生動物是生態系統中的消費者,離開它,整個生物鏈不能很好地迴圈。如果數量過多將導致生態系統中的生產者(水生植物)大大減少,生物鏈出現斷裂;如果數量過少,生產者(水生植物)大量繁殖氾濫,生態系統也不會穩定;這些都會影響生物鏈進行到底。水生動物的數量一定要經過科學地計算,並結合實踐經驗確定。水生動物包括魚類、貝類、各種原生動物等等。將它們引種到水體中,必須考慮到它們能否適應當地的環境,和水生植物的種類和數量進行配比;魚類的食性不同,例如草魚是植食性的,青魚是動物食性的,鯽魚是雜食性的。同一種魚在不同的生長期,它的食性也會有所改變,例如青魚的幼魚以浮游動物為食,當體長達到15cm左右,開始攝食螺螄、蜆,而成魚主要以軟體動物、底棲性的蝦、水生昆蟲的幼蟲為食。同一種魚,在不同季節的攝食量也不同。例如團頭舫,一年中攝食量4月~11月最大。相同食性的魚,攝食強度也不盡相同,例如草魚的食量較大,日食量可達體重的40~70%,而團頭舫的攝食強度則低於草魚。不僅如此,魚類的濾食特性,也會影響水質狀況,所有這些都要綜合考慮。

  (二)微生物菌種

  生物界菌種的種類繁多,都有著相當複雜的生理特性,例如有固氮菌、嗜鐵細菌、硫化細菌、發光菌等等,這些生物在生態系統中起著舉足輕重的作用,離開了它們自然界將堆積滿動、植物的屍體,到處都是垃圾。

  微生物的繁殖速度很快,數量呈幾何級增長,在不斷繁殖的過程中,極易受外界環境的影響產生許多變異的種類,這也是為什麼微生物的種類不全部為人類瞭解的原因。這種變異或者會有利於人類對微生物的利用,或者會出現退化的現象。

  在水生生態中,作為分解者的微生物,能將水中的汙染物(包括有機物,某些重金屬等等)加以分解、吸收,變成能夠為其他生物所利用的物質,同時還要讓它能夠降低或消除某些有毒物質的毒性,成為真正意義上的地球環境的美容師。

  首先根據人工湖的水源水質情況,利用現有的微生物,進行馴化,培養出適應當地情況的微生物,接著進一步對培養出來的微生物進行篩選,篩選出生理活性強的菌種,然後大量繁殖,投放水體。為了保證篩選出的微生物能保持良好的活性,一直處在高效的工作狀態,在日常的工作中,必須定期對微生物進行篩選、儲存、復壯,將變異帶來的對微生物的影響降至最低,保持微生物物種的穩定性,這也是生態水處理中水質穩定的關鍵因素之一。微生物菌種在水體中,不僅要完成它基本的分解有機物,降低或消除有害物質毒性的作用,還要能將水生植物的殘枝敗葉轉換成有機肥,增加土壤的有機質,並且對土壤進行改良,改善土壤的團粒結構和物理性狀,提高水體的環境容量,增強水體的自淨能力,同時也減少了水土流失,抑制了植物病原菌的生長。

  (三)人工湖的防滲漏過程

  對於不同水域面積的人工湖,可以根據當地地質勘測部門提供的地質資料,設計不同的防漏設計。

  人工湖的日常補水量的多少是降低日常維護開支的瓶頸,湖底防止湖水滲漏是人主觀上能控制的,所以在人工湖開挖時,防滲漏工作就應該做到位。而降雨量、蒸發量雖然不能為人所控制,但可以從當地氣象部門的資料上了解到相關資訊,對日後的補水量的多少和何時會出現補水高峰、低峰做到心中有數,避免出現人工湖水位出現大起大落,影響生態系統的維護和人工湖的景觀效果。

  (四)人工湖的環境設計

  人工湖投放了最佳的菌種,做成了最好的防滲層,配置了各種水生植物,放養了各類水生動物等等,才水質清澈,僅僅如此就能達到夢裡水鄉的效果嗎?

  環境設計是人工湖設計中畫龍點睛之筆。

  詩詞有韻律美,音樂要有節奏感,水生植物的造景必須和周圍的環境相協調,配合周圍的陸地植物、建築物、人工湖的土岸曲線,以及整個人工湖想體現的主題和氣候特點,恰如其分地設計。

  在配植構圖上,要考慮色彩的調和。清澈泛綠的水色是整個水景的底色,根據水生植物的生長特性和觀賞期,以及觀賞部位不同(如觀葉、觀花等),錯落有致,深深淺淺,綠色疊蕩,或紅或黃的花叢點綴,四季呈現色彩變化,充滿韻律感。

  (五)人工湖生態處理的優越性

  1)無需迴圈裝置的投資,無需額外的裝置執行費用和維修保養費。

  2)無需專人管理,也能達到水質要求。

  3)整個水體自身調節能力增加,對水質的波動可以通過自身的生態來進行調整。

  4)營造出一個更自然更優美的天然水景。

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