用塑料栽植格制作人工浮島在水污染治理中的研究與應(yīng)用

湯先彬

(沈陽(yáng)市水利科學(xué)研究所, 遼寧 沈陽(yáng) 110043)

1 研究的目的意義

水面綠化栽植是沈陽(yáng)環(huán)城水系景觀的重要組成部分，具有生態(tài)、水質(zhì)治理、景觀的綜合表現(xiàn)的浮體結(jié)構(gòu)，對(duì)渾河景觀生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

近年來(lái)，沈陽(yáng)在內(nèi)河河道嘗試了多種方式進(jìn)行水面景觀綠化，生態(tài)浮體綠化與濱河水生植物帶建設(shè)。由于技術(shù)不完善，一直沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的要求。經(jīng) 2010年課題驗(yàn)證，可以綜合達(dá)到以上目標(biāo)，能為沈陽(yáng)環(huán)城水系建設(shè)新增亮點(diǎn)。

2 技術(shù)路線和主要內(nèi)容

2.1 技術(shù)路線

項(xiàng)目主要對(duì)北方地區(qū)用于景觀、經(jīng)濟(jì)，不同使用方向的水生濕生植物進(jìn)行景觀浮體結(jié)構(gòu)栽培；對(duì)北方地區(qū)景觀浮體結(jié)構(gòu)栽培中涉及的栽植、儲(chǔ)運(yùn)、水下固定等技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)定型；對(duì)可以使用景觀浮體結(jié)構(gòu)栽培的植物進(jìn)行耐污染性觀測(cè)，進(jìn)而對(duì)不同景觀生態(tài)需求、不同成本要求、不同水質(zhì)與環(huán)境特征，確定不同的水生植物組合；對(duì)草坪格、土工網(wǎng)等材質(zhì)應(yīng)用于景觀浮體結(jié)構(gòu)栽培的適合性進(jìn)行實(shí)踐性評(píng)價(jià)。

后期，在景觀浮體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于景觀河道與水利設(shè)施內(nèi)，景觀及治污，取得良好生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益的前提下，進(jìn)一步發(fā)展大型景觀浮體結(jié)構(gòu)技術(shù)，即景觀浮體結(jié)構(gòu)適用于小面積水體的景觀型或選擇型治污或臨時(shí)治污設(shè)施；大面積水體的治污或長(zhǎng)期治污設(shè)施，采用單坪面積達(dá) 10 m2以上的，可組合大面積分布的，高強(qiáng)度材質(zhì)與輕型材料復(fù)合型浮島技術(shù)。

2.2 主要內(nèi)容

在景觀浮體結(jié)構(gòu)中，選種適宜的水生植物，利用水生植物的代謝氧分解水中有機(jī)物，利用水中飄曳的根系，過(guò)濾水中泥沙，吸收有害污染物。不同水生植物，吸收與分解的物質(zhì)不同，有機(jī)的結(jié)合，可以系統(tǒng)構(gòu)成污染治理工程。目前可以選用的北方地區(qū)適生水生植物品種較少，課題以濕生和陸生耐澇植物作為替代。

研究以塑料栽植格串聯(lián)成的水面浮筏，處理水利工程中污染物的模式，就課題設(shè)計(jì)的景觀浮體結(jié)構(gòu)，檢驗(yàn)其技術(shù)指標(biāo)是否符合北方水利工程的要求及水面景觀的要求。是否需要進(jìn)一步改進(jìn)。對(duì)植物栽植，浮筏固定、串連、運(yùn)輸、季節(jié)性儲(chǔ)運(yùn)等技術(shù)環(huán)節(jié)確立合理模式。

不同植物以景觀浮體結(jié)構(gòu)方式生長(zhǎng)時(shí)，對(duì)水體污染物的耐受程度；建立1處300 m2景觀浮體結(jié)構(gòu)。選擇適宜的景觀性、經(jīng)濟(jì)性、不同污染物治理的植物品種。

3 項(xiàng)目的技術(shù)現(xiàn)狀及項(xiàng)目可行性

3.1 項(xiàng)目的技術(shù)現(xiàn)狀

課題設(shè)計(jì)的景觀生態(tài)浮筏結(jié)構(gòu)不同于國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的設(shè)計(jì)。具有明顯的北方地域適用特征，與突出的技術(shù)創(chuàng)新性、優(yōu)越性。浮體組合結(jié)構(gòu)，便于植物根系如實(shí)驗(yàn)預(yù)期，穿過(guò)浮體結(jié)構(gòu)，飄曳在水體中。起到了良好的污染物分解濾過(guò)效果與水體生態(tài)群落附生效果。

在浮體結(jié)構(gòu)中部設(shè)計(jì)了魚(yú)箱，完善了整體生態(tài)性。浮體結(jié)構(gòu)隨污水水位變化，上下浮動(dòng)，河道位置相對(duì)穩(wěn)定。

大型景觀浮體結(jié)構(gòu)，在全國(guó)范圍內(nèi)，是體積最大，采用植物品種最多的結(jié)構(gòu)。

3.2 浮體結(jié)構(gòu)的可行性

目前的環(huán)保系統(tǒng)與城市景觀生態(tài)浮筏結(jié)構(gòu)普遍采取苯板加海綿，或苯板加塑料盆的一次性結(jié)構(gòu)，目前只適合于栽植美人蕉等少數(shù)幾種花卉，配合浮體圍欄式水葫蘆。其綜合長(zhǎng)勢(shì)與穩(wěn)定性較差。并且臨岸栽植的水生植物，由于水位原因，存留率較低。

與之相比較，該課題的景觀生態(tài)浮筏，適合栽植植物品種范圍廣?？芍貜?fù)使用，施工工藝簡(jiǎn)便，綜合成本低，景觀效果好(見(jiàn)圖1)；并且可用于水體污染治理。它的主要機(jī)能可以歸納為如下幾個(gè)方面。

（1）水質(zhì)凈化。

（2）創(chuàng)造生物(鳥(niǎo)類(lèi)、魚(yú)類(lèi)、兩棲類(lèi))的生息空間，恢復(fù)與重建河道生態(tài)系統(tǒng)。

（3）改善景觀。

（4）消波效果對(duì)岸邊構(gòu)成保護(hù)作用。

（5）同時(shí)對(duì)水草生長(zhǎng)的抑制作用，對(duì)污染水體藍(lán)藻的抑生作用。

圖1

利用塑料栽植格等材料，設(shè)計(jì)一種新型的、可儲(chǔ)運(yùn)裝配的景觀生態(tài)浮筏，在處理水中污染物的同時(shí)，可以栽植經(jīng)濟(jì)性植物，創(chuàng)造出一定經(jīng)濟(jì)效益；可以栽植景觀性植物，起到水面綠化的效果。

4 試驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表1～2）

表1 景觀生態(tài)浮筏的結(jié)構(gòu)定型

表2 植物生長(zhǎng)參數(shù)

綜合分析，肉質(zhì)塊莖類(lèi)根系比重較大，前期栽植浮體配重同時(shí)須考慮后期生長(zhǎng)產(chǎn)生的重量。濕生花卉類(lèi)的根系比重較小，后期生長(zhǎng)重量低。

以上參數(shù)配合材料重量，可以供景觀生態(tài)浮體定型設(shè)計(jì)提供參數(shù)。

5 結(jié) 語(yǔ)

項(xiàng)目完成了設(shè)計(jì)大型水面景觀（單體組合面積300m2）的施工。相關(guān)課題內(nèi)容包括：景觀生態(tài)浮筏的結(jié)構(gòu)定型；適合栽植的植物品種選擇；相關(guān)裝配、儲(chǔ)運(yùn)、養(yǎng)護(hù)技術(shù)工序的定型；結(jié)構(gòu)參數(shù)、植物生長(zhǎng)參數(shù)的觀測(cè)。都較好的實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)成果與目標(biāo)。

該課題為城市與村鎮(zhèn)，生態(tài)的處理水污染、抑藻、除味，綜合改善景觀與人居環(huán)境，提供了示范與引導(dǎo)作用。為水質(zhì)改善、水面生態(tài)的恢復(fù)與重建，提供了途徑與載體；為鳥(niǎo)類(lèi)、魚(yú)類(lèi)、兩棲動(dòng)物類(lèi)提供了棲息地與繁衍地，并且豐富了北方地區(qū)水體綠化栽植的結(jié)構(gòu)類(lèi)型與植物品種。