[新技术]人工浮岛处理

一种水体修复设施———拼接组合式水生植物浮岛
赵广胜　李清清　崔建平
(11 廊坊农林科学院　河北　廊坊　065000 ; 21 廊坊市莲韵苑水生花卉研究所)
摘要] 　为了有效控制城市景观水的污染,避免蓝藻水华的发生,目前在景观水治理行业广泛采用生物治理措施,利用生物间相互作用、相互依存的生物生态功能来维护与修复景观水体,水生植物浮岛是运用最为广泛的一种生物生态治理设施。鉴于目前国内外的浮岛种类繁杂,在其工艺、材料、安装、造价和使用寿命等方面各有其不足之处,不适合现在大范围应用的市场要求,因此,我们最新研制出了一种强度高、浮力大、坚固耐用、便于加工、结构合理、无毒无害、可循环利用的“齿合插接型”水生植物景观浮岛。通过工程现场试验证明,已达到低造价、节能源、维护水体生态平衡和靓丽的水体景观效果。
[关键词] 　拼接组合　水生植物浮岛　人工浮岛　水体修复　设施　拼接组合
蓝天、碧水、绿草如茵、阳光和煦,是现代都市人们最为理想的自然生态环境。构成这种环境的各要素中要属碧水最难实现,尤其是在我国北方的大中城市就更加困难,因为近年来我国北方大部分地区干旱少雨缺少自然水资源的补给,加上工农业生产的快速发展对水需要量的增加,以及生产和生活污水超标排放对地表水源的严重污染等诸多因素,使我们北方的大多城市成为了缺水城市。然而,由于水在自然生态功能和环境景观功能的重要性,使人们在越是缺水的情况下,亲水观念就越加强烈。因此,水景观设施成为了城市人居环境建设风行的热门,水景住宅成为房地产商的热销卖点。
最近几年全国许多城市都大规模投资兴建亲水住宅、人工湖泊、社区水景以及穿城或环城水系工程,有的还利用现有的低水位河道拦坝造景,这些水景工程为了节水,大多采用了工程防渗漏技术,正是由于工程防渗,造成了水体与湖底泥土自然生态功能被阻断,致使某些没有源头活水补给的人工水景观成了“一潭死水”,其生态功能极其脆弱,很容易出现富营养状态,发生蓝藻水华泛滥,水体快变黑变臭,非但不能起到景观功能,还会危害周围的生态环境甚至危害人们的身体健康。
1 　水体修复的方法与设施
保护水资源和自然生态环境,是目前摆在各级政府和城建环保部门的一项重要任务。如何有效的利用现有的水资源来美化人们的生活环境,采取什么措施保证水体质量,使其长治久安呢? 经过我们多年来的研究探索证明,利用生物的生态功能来维护和修复水体,是一种行之有效方法,其中水生植物浮岛是一种简便易行的生态设施。
1．1 　传统水生态建设的局限性
由于水生植物同时具有景观和生态双重功能,国内外对景观水的
生物生态建设方法很多,可利用的水生植物品种也非常丰富,就其生态功能而言大体相同,但景观效果相差悬殊。传统的水体绿化一般采用湿地植物、挺水植物、浮叶植物以及沉水植物在湖泊、河道中进行片植或者混植,此种方法由于施工建设工艺较为复杂,在实际构建过程中,经常出现设计与施工环节的脱节和误差,往往造成景观效果不理想。主要因为,现在许多景观设计人员对水生植物的生态功能和景观功能知识缺乏了解,不能正确的根据不同水生植物种类的生物习性设计种植区域的水位深浅、种植区域的分割,组合原则; 不了解荷花、芦苇、香蒲这些水生植物的弥散蔓延的生长特性,对其中之区域进行控制隔离,造成短时间内多种植物混生一起的杂乱无章现象,不能达到建设者的初衷意图,在水体绿化中各种水生植物一旦蔓延混交到一起就很难恢复过来。
112 　国内外对水生植物浮岛设施研究应用的概况
最早的浮岛是墨西哥农民用芦苇编成筏子,铺上泥土种植玉米、蕹菜等;日本采用纤维强化塑料、不锈钢加发泡聚苯乙烯、发泡聚苯乙烯加合成树脂、盐化乙烯合成树脂、混凝土等; 美国研制出由若干生物箱(箱内装改性聚丙烯球形填料) 连接成生物坝。
20 世纪80 年代,中国科学院南京湖泊与地理研究所、福建省农科院等单位,用聚苯乙烯发泡板作为浮体装上泥土; 用聚苯乙烯作浮体铺以竹条、丙纶袋、塑料薄膜等组装成栽培床;用火山灰、碳化硅等原料烧制成陶瓷浮岛; 石家庄市民心河管理处用废旧轮胎组装成生物浮岛。
2 　新型水生植物浮岛的研发
根据上述情况,借鉴国内外的经验,结合生产实践,我们研制出了一种成本低,简便易行,经久耐用,环保再生,并且景观效果良好的水上设施———水生植物浮岛(简称浮岛) 。这种浮岛是将预先设计好植物种植穴的漂浮载体固定在水面上,根据景观设计要求将各种植物种植在浮岛载体上,使植物的根系悬浮于水中来吸收水中的氨、氮等有机质,为一些微生物提供生存栖息和繁衍的空间,同时向水体中放养滤食性、食腐性水生动物例如:鲢鱼、螺类
等水生昆虫及动物。利用植物的吸收、吸附功能和动物、微生物的摄食、分解功能来达到水体的生态平衡目的。它既是一个净化水质的生态设施又是一道亮丽的水上花坛。我们的浮岛设计结构类型是“拼接组合式水生植物浮岛”,采用“齿合插接”技术,使得每个模块与模块之间镶嵌在一起,不但美观牢固而且拼接简便。该浮岛载体采用高密度聚苯乙烯(快餐盒原料) 材料制成,其材料密度高达20 g/ c h ,强度高、浮力大、坚固耐用、便于加工、无毒无害、可循环使用,使用年限可达4～5 a ,年久损坏的浮岛模块还可以回收作为建筑用橡塑保温材料的原料,其成本仅为28 元/ m2 。此外,种植槽采用倒圆锥形(节省种植土并防止植物、种植物下滑) ,环型底和等距排列,并在底部留有大孔径透水口,便于植物根系物迅速向水中伸展生长,使根部充分与水接触吸收水中的氮、磷、重金属等物质,起到净化水体作用;根据需要还可以组装成各种图形和文字形,能够使景观小为花坛、大至花园随意组合,并可循环使用。
3 　水生植物浮岛的应用试验和浮岛植物的筛选
为了寻找适宜京津冀地区生长的水生植物,特在廊坊市莲韵苑水生植物繁育基地作了引进,繁育和筛选研究,从荷花、睡莲、水葱、千屈菜、美人蕉、芦苇等22 种中筛选出净化水质功能较强,能自然越冬的适宜品种有千屈菜、水葱、水生鸢尾、香蒲、菖蒲、芦苇、蕹菜等品种。
2008 年5 月在北京稻香湖大酒店的人工湖中,设计了350 m2 的人工浮岛,并栽植水葱与千屈菜, 长势良好,尤其是千屈菜到6 月下旬时(种植后1 个月) ,已长到1 m 多高,花朵竞相开放。该水系的水是酒店废水经初步处理后,循环于水系中,浮岛植物是水体修复措施之一,已起到观赏与净化水体的作用;北京郡王府景观水池中,建立起100 m2 的浮岛模拟湿地,栽植千屈菜、花叶芦竹和蕹菜,以蕹菜表现最好,它的根系多而长,叶大而爬蔓,并且开花鲜艳,即观赏又能鲜食一举两得。由此既解决了人工“死水”湖面自净的问题,又减少了换水的次数,节约水电资源,又降低了管理成本。
总之,通过水生植物浮岛的建立,既能低成本、节能源、维护水质净化,水中根部又能为鱼、蟹、有益微生物提供繁殖栖息场所,增加生态效益和经济效益,还能体现显示景观设计者构思独特与耐人寻味的意境。呈现出“环城水碧波暖绿,彩鲫鲢鱼水中游。水面鲜花竞相绽,人在岸边柳下走”的诗情画意及人与自然的和谐。★

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