福州创建生态城市中人工湿地技术的应用

福州创建生态城市中人工湿地技术的应用ΑππλψΑρτιφιχιαλΩετλανδΤεχηνολογψτοΔεϖελοπινγΦυζηουιντοανΕχολογιχαλΧιτψ黄祖新∏ ∏2¬福建师范大学生物工程学院福州(ΧολλεγεοφβιολογψΕνγινεερινγ,ΦυϕιανΝορμαλΥνιϖερσιτψ,Φυζηου )摘要人工湿地是都市的自然之肾 要认识它!建设它!保护它!合理利用和开发它∀本文介绍人工湿地技术在城市生态景观!污水处理!调节气候和补充地下水!治理水体富营养化!教育科研基地方面的应用∀福州创建生态城市中应大力发展人工湿地 使都市具有水体和植被的生态网络 实现人与自然高度和谐相处∀关键词湿地人工湿地技术生态城市福州湿地国际是由 个成员国家!湿地科学专家组协调员和伙伴组织所组成的全球性非盈利组织 在 多个国家开展活动∀ 年 月 日在伊朗的拉姆萨尔各缔约国签订了5国际湿地公约6∀ 年我国加入国际湿地公约∀湿地公约对湿地的具体文字表述为 /湿地系自然或人工!长久或暂时之沼泽地!泥炭地或水域地带!带有或静止或流动 或为淡水!半咸水者 包括低潮时水深不超过 的水域∀0≈ 根据湿地的广义定义 除河流!湖泊!沼泽!珊瑚礁以外 还包括如水库!鱼虾塘!盐池!水稻田!城市内河水系!休闲和美化环境水域等人工湿地∀都市的人工湿地一般分为 ≠农作物水田 农用池塘和储水池塘 ≈淡水渔业养殖区 …人工湖泊 灌溉沟渠 废水处理场所 内河排污水系 休闲和美化环境的水域∀福州作为一个闽江环绕的滨海城市 是典型的多湿地区域∀福州主要人工湿地有 ≠农作物水田 淡水鱼塘 ≈人工湖泊 …灌溉沟渠及储水池塘 内河排污水系∀近年来由于城市化扩展 不少水田和池塘被作为基建用地 每年以 位数的速度在递减 实在令人担忧∀湿地与城市的整个生态平衡!经济生活!社会发展休戚相关∀而都市人工湿地一般地说是处在城市的腹地或周边 更有其重要的作用∀特别是对日益发展的大都市具有不可缺少的社会!经济!生态的应用效益∀人工湿地的城市生态景观城市生态设计工艺是指根据自然生态最优化原理设计和改造城市生产!生活系统的设计和工艺流程∀城市生态设计中值得推荐的一个生态设计方法是人工社区湖≈ ∀即在城市社区内设一个能作为水量存储的池 重要的是它采用人工湿地的生态技术 处理和净化社区的废水 并用太阳能来保持池水的温度 经过净化的水可以循环使用∀在人工社区湖的水中可以养鱼 并筛选种植可满足调节!净化作用的多种水生植物 形成水中有岛 岛上有花 水面繁花点点 用鲜花绿叶装饰环境 把清水活鱼还给自然的人类与水生生物协调交融的生态景观∀自然临水的住宅是人们所推崇的一种居住方式∀人们越来越关注那些依水而建的水岸住宅和水景住宅∀人们追求住宅面积和地段外 更多开始关注绿化面积和小区水景的大小∀房地产开发商利用人们的亲水情结 兴建住宅区的人工湿地如人工池 人工湖等来增加住宅的水景 提高住宅档次品位 美化社区环境∀人工湿地处理系统还可以作为都市的一个旅游景观∀人工湿地引入园林式设计概念 种植的植物选择具有去除污染效果好!水质适应性强的第 卷第 期福建地理∂ 年 月ƒ ∞ ° ≠⁄ 1特点 此外 进一步注重植物色彩的搭配和层次感 并在其间建立凉亭 其出水口设计成瀑布假山的园林形式 成为人们游玩观赏休闲的景观公园∀ 年建成的成都市活水公园就是由人工湿地打造出来的生态公园≈ 在府南河边的公园内建有若干块人工湿地 种植有芦苇!水葫芦!睡莲等 府南河的劣五类河水 经过人工湿地逐级净化后 变得清澈见底 流入了儿童嬉水乐园∀活水公园成为成都市民休闲游玩的好地方∀北京中关村环保科技示范园将人工湿地引入园内景观设计 园区内建人工湖 其湖水补给就是将园区内的生活污水和雨水经人工湿地处理系统处理后作为景观用水∀人工湿地为园内打造了一片绿洲 替代建造园区绿地 美化了园区的环境∀未来的城市应当充分体现生物圈与技术圈的协调以及人与自然和谐相处∀现代化的生态城市应该具有城市人性化 而人性化要求的不是单一混凝土和玻璃幕墙的高楼大厦 而是需要绿色空间和大自然水系景观∀福州建设生态城市过程中 城市规划应运用生态学原理改造人居环境∀特别是水域景观的生态设计应突出人工湿地的建设∀首先从建筑风格上体现城市水域景观特色 其次保护和恢复福州内河水系 构筑城市水体景观框架 建造人工湿地 完善城市水体空间布局 创造宜人的亲水景观∀人工湿地生态技术处理城市污水用人工湿地来处理城市污水是发达国家近十年才兴起的生态处理法∀都市应用人工湿地技术处理城市污水可以有 种类型 ≠是属于加强性处理 即在污水处理厂附近建造人工湿地 将污水处理厂处理过的污水引入 在经过人工湿地的加强处理 提高其水质 然后排入自然水系作为补给水源 是人工湿地预处理类型 在目前还不具备建造污水处理厂的城乡结合部建造人工湿地 将生活污水排入 利用所种植的植物对其预处理 然后再排入自然水系 ≈是消化型处理 利用人工湿地直接处理社区的生活污水 以经过处理后的净水作为社区的灌溉绿化和景观水体∀人工湿地污水处理依污水流动方式可分为垂直流!地漫流!潜流的人工湿地生态处理系统∀其主要有 部分组成 ≠是具有各种透水性的基质如土壤!砂!砾石 是适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物如芦苇等 ≈是在基质上或下流动的水体 …是好氧或厌氧微生物种群 是无脊椎动物和脊椎动物∀人工湿地处理污水的机理是由人工湿地建造和监督控制 充分利用湿地系统净化污水能力的特点 利用生态系统中的物理!化学!生物的 重协同作用 通过过滤!吸附!沉淀!离子交换!植物吸收转化和微生物分解来实现对污水的高度净化∀福州市区每年排放的生活污水达到 亿 工业污水达 亿 ∀两者合计近 亿 ∀近年来福州市政府投资建设祥坂污水处理厂!洋里污水处理厂!金山污水处理厂∀但城市污水处理率仅为 还有近 左右工业污水未达标排放 其余污水通过内河或直接排入闽江∀继续投资建大型污水处理厂 基建资金缺口大∀因此 用人工湿地技术来处理城市污水不失为一种良策∀建造人工湿地用自然生态法治理污水的益处也颇多 ≠是污水处理率高 基建投资低 处理每 污水的工程造价相当于同样规模二级污水处理厂的 而且运行成本低廉 一般处理污水每 元左右 是传统的二级污水处理厂的 是处理污水不会产生污垢 同时能有效地除去污水中的磷和氮 使排入自然水系的水无富营养化问题 ≈是为处理污水所栽植的去污植物如芦苇!香蒲!美人蕉等 构成一片绿洲生态景观∀调节城市小气候 补充地下水湿地可以影响气候∀湿地的水分通过蒸发成为水蒸气 然后又以降雨的形式降到周围地区 保持当地的湿度和降雨量 使区域气候条件稳定 具有调节区域气候的作用 影响当地人民的生活和工农业生产∀人工湿地是多水的自然体 由于湿地蒸发是水面蒸发的 ∗ 倍 导致湿地地区气温降低 对提高区域空气湿度 缓解热岛效应 消除暑热 除去空气尘埃 改善空气质量都会发挥很好作用 都市的人工湿地可以有效调节局部地区的小气候∀湿地可以为地下蓄水层补充水源 从湿地到蓄水层的水可以成为地下水系统的一部分 又可以为周围地区的工农业提供水源∀并且湿地是一个巨大的蓄水库 可以在暴雨期储存过量的降水 起调节自然水量的作用∀保护湿地就是保护天然储水系统∀都市人工湿地也可以为城市地下蓄水福建地理第 卷层补充水源 从湿地渗入到蓄水层的水成为浅层地下水系统的水 支持浅层地下水系统可为周围地区供水 维持其水位或最终渗入深层地下水系统∀如果都市人工湿地受到破坏或消失 就无法为地下水蓄水层供水 地下水资源就会减少∀治理城市水体的富营养化水资源是人类社会赖以生存的自然资源∀然而水资源短缺与水体污染日趋严重是我国目前现状∀社会发展!人民生活水平提高 对废水排放和饮用水质提出更严格的标准∀目前我国城市水体富营养化日趋严重 福建省由于水污染造成闽东南经济发达地区的功能性缺水 包括福州在内的相当多城市不得不开辟第二水源∀城市水体富营养化的主要来源是生活污水中的氮!磷∀传统的城市二级污水处理厂对氮!磷的去除率低 解决不了富营养化污染的问题∀城市污水处理若不进行污水的深度处理 即不采用脱氮!脱磷的技术措施 则城市的水体富营养化也根治不了∀而污水的深度处理又增加较大的运行费用∀人工湿地对污水中的氮!磷去除率高 湿地植物的发达根系吸附力强 特别是能吸附污水中的各种物质尤其是氮和磷 并将这些物质转化成植物体部分或被植物根系微生物所分解∀美国佛罗里达州大沼泽地的湿地除氮!磷生态工程 有效地除去地表水中过高含量的氮和磷 经过测定发现 大约有 氮和 磷被净化排除了 使湿地重新为居民生活和生产提供清洁水源≈ ∀对于福州来讲 城市的水体富营养化日趋严重!内河水系的水体富营养化污染!西湖的藻类暴发 水质恶化引起人们的关注∀近年来 政府投入大量治理资金 但城市水体富营养化问题远没有解决∀引入人工湿地进行生态处理是治理福州城市水体富营养化可行的措施∀可以用人工湿地生态处理方法来治理福州内河水系 用人工绿色浮岛来治理湖泊水体富营养化 有助于解决福州西湖水体的氮!磷含量高的问题∀教育和科研基地不能让生活在城市的儿童远离大自然 不能让居住高楼大厦的城市儿童过着听不到蛙鸣!看不见蜻蜓 与自然界千姿百态的动植物隔离开的生活∀让儿童从小就接触自然 感受自然 培养对自然的感情 才能爱护自然 建立与自然环境的亲和关系∀福州市地跨中亚热带与南亚热带 属亚热带海洋性气候 是亚太地区候鸟迁徙的一个站点 每年有成千上万只候鸟到这里栖息∀曾发现世界濒危鸟类黑脸琵鹭!朱等 大量栖息保护的鸟类是苍鹭!白鹭以及雁鸭类∀因此 福州建立城市的自然生物栖息地有其得天独厚的环境∀人工湿地生态系统是自然生物的良好栖息地 有植物!动物!微生物等生物资源 体现出自然界生物的多样性 是进行自然教学的天然教室∀都市建造人工湿地 让各种自然生物要素伸入和穿过城市 使城市景观充满自然之趣 来满足人们视觉上和心理上的需要∀人工湿地生态系统所具有丰富的动植物资源 可以为教育!科研提供对象!材料和试验基地∀对策湿地是地球的自然之肾 人工湿地是都市的自然之肾∀要充分认识它!建设它!保护它!合理利用和开发它∀生态城市是指按生态学原理建立起社会!经济!自然协调发展 物质!能量!信息高效利用 生态良性循环的人类聚居地∀它是技术和自然的充分融合 创造力和生产力得到最大限度的发挥 居民的身心健康和环境质量得到最大限度的保护∀福州创建生态城市的形象要求在保护闽江区域的自然湿地的同时 大力保护和建造都市人工湿地∀其对策是在创建生态城市的规划中 重点突出人工湿地的建造和保护好现有的人工湿地 不能再被城市建设扩展所侵蚀人工湿地福州西湖的富营养化水体的治理应采用生物防治及生态调控的综合治理措施 以提高水体自净能力 使福州西湖这颗生态城市的明珠焕发亮丽的光辉内河水系在引水冲污的基础上 加强城市污水管网建设 力争城市生活污水不排入内河水系∀在内河的支河及盲河的河段 提倡采用人工生态浮岛或人工湿地技术治理结合建设生态住宅小区 推广人工社区湖生态景观建设 以人工湿地技术处理社区生活污水 增加生态住宅小区的亲水景观 提高人居环境品位对不具备建设污水处理厂的城乡结合部和郊县区的污水处理 可以采用人工湿地技术生态第 期黄祖新 福州创建生态城市中人工湿地技术的应用系统加以治理福州旅游景区的污水处理可以建人工湿地生态景观公园 既达到污水处理回用资源化 又美化旅游景区∀福州创建生态城市应运用生态学原理规划城市建设 以内河水系为生态城市水体的景观构架 建造和发展人工湿地为镶嵌 充分展现人工水系交融 绿色辉映 使都市具有水体和植被的生态网络 确保自然生物与城市共生 让更多的都市居民接近自然 享受自然 实现人与自然高度和谐相处∀参考文献≈ 杨永兴 国际湿地科学研究的主要特点!进展与展望≈ 地理科学进展 ∗≈ 俞孔坚 李迪华 吉庆萍 景观与城市的生态设计 概念与原理≈ 中国园林 ∗≈ 黄石达 王安庆 从成都市活水公园看人工湿地系统处理工艺≈ 四川环境 ∗≈ 白晓慧 王宝贞 人工湿地污水处理技术及其发展应用≈ 哈尔滨建筑大学学报 ∗上接第 页主要是由不合理人为经济活动所造成的∀现在建设生态省要靠人 要靠一大批具有很强生态意识的人来进行创造性劳动∀在建设生态省的过程和建成生态省后 更需要全民来完善和维护这一劳动成果∀这就要求通过各种途径提高全民素质 增强生态意识 养成遵纪守法精神 这是能否把福建省建成为生态省的关键∀近年来 许多城镇搞了不少公共设施 如电话亭!报栏!雕塑!公益广告!花坛!草坪!休息室等 但都经常遭到破坏 这说明提高人民的素质该是何等的迫切!重要∀建设生态省是全省最大的公益事业 更需要全省人民的关心和呵护∀参考文献≈ 高兆蔚 闽江流域森林资源现状动态监测与生态环境保护对策研究≈ 福建水土保持 ∗ ≈赵昭 闽江洪涝灾害发生原因和防治对策≈ 林业经济问题 增刊≈ 谢锦升 杨玉盛 陈光水 等 闽江上游洪涝灾害频繁发生的原因探讨≈ 福建水土保持 ∗ ≈ 陈剑 水口水电站库岸地质灾害情况与治理措施≈ 福建水土保持 ∗≈ /闽江下游河道综合整治0项目小组 闽江下游河道综合整治研究报告≈≈赵昭 闽江生态环境问题及其整治 福建环境 ∗≈ 赵昭 调整全省工业布局 加快污染治理步伐≈≤ 新世纪福建环保论坛论文集 ∗福建地理第 卷。