前言：亞里士多德說，“人們來到城市是為了生活，人們居住在城市是為了生活得更好?！睆某鞘姓Q生時起，塑造城市之美、創(chuàng)造美好生活就一直是人類追求的主要目標之一, “城市，讓生活更美好”也是上海世博會的主題。綜合國內(nèi)外研究成果和中國特色新型城鎮(zhèn)化發(fā)展實際，我們認為，中國特色“美麗城市”是指全面彰顯生態(tài)自然美、人文特色美、經(jīng)濟活力美、社會和諧美、政治清明美、生活幸福美，具有自身特色，能夠滿足人的全面發(fā)展需求的城市。
城市之美研究院即日起與戰(zhàn)略合作單位共同推出案例深度解析，分享實操經(jīng)驗，共同助力美麗城市建設(shè)。
近20年來，水體景觀在各種城市環(huán)境、園林及景區(qū)中普遍發(fā)展起來，然而如何尋找低價優(yōu)質(zhì)的補充水源以及如何保證水體水質(zhì)卻成為園林設(shè)計與管理中的一大難題。本文結(jié)合鎮(zhèn)江新區(qū)北湖公園對人工水體景觀的設(shè)計理念、生態(tài)學水處理原理、以及水源補充、水質(zhì)凈化進行了有效的實踐。
鎮(zhèn)江新區(qū)北湖公園位于鎮(zhèn)江大港片區(qū)未來城市CBD核心，大港北湖路以南，團結(jié)河以北，銀山路以西，趙聲路以東。公園有近800畝生態(tài)湖面，融合中心商貿(mào)區(qū)配套建筑，構(gòu)成了新區(qū)城市中心商貿(mào)區(qū)。
一、水源分析
1.1三處水源
公園中北湖生態(tài)水系是景觀的核心，水面約17公頃，水系最深6米。水體總保有水量約為80萬立方米，由于北湖為新開挖湖，年補水量約130萬立方米。北湖年補水量大，作為景觀用水，使用方對水源要求較高，尋找合適補水水源成為景觀湖設(shè)計的關(guān)鍵。根據(jù)工程現(xiàn)場條件，能夠為北湖補水的水源有三處：
（1）長江：北湖距離長江約4km，這是本工程最初優(yōu)先考慮的補充水源，長江水源供應(yīng)穩(wěn)定，水質(zhì)較好，引入時只需要在頭部設(shè)沉砂池沉沙后就可以作為水源，但是將長江水引至北湖亦有幾點問題：
1）需要動力將江水提升至北湖，管道長度4km，初期投資較大。
2）長江水需要交納水資源費。
3）江水泥沙較大，需要在頭部設(shè)置沉砂池。
（2）北湖附近的團結(jié)河，團結(jié)河為城市排洪河，平時水質(zhì)較差雨天時水量較大。團結(jié)河與北湖隔一條馬路，提升方便，無需繳納水資源費，動力費用也會比長江水大大減少，但是其水質(zhì)很差，平時河水會散發(fā)出臭味，若采用團結(jié)河水作為水源，需要在頭部建比較復(fù)雜的水處理設(shè)施。
（3）用過環(huán)湖附近市政雨水管網(wǎng)收集的雨水。北湖附近有完善的雨水收集管網(wǎng)，附近道路較高，市政雨水可以自留入湖。
1.2水源存在的問題
雨水作為水源優(yōu)點是天然的水源，無需水資源費及動力費用。但是雨水水源存在以下幾個問題:
1）補充水源不穩(wěn)定，雨水只在雨天才能匯流。
2）泥沙較多，水流不穩(wěn)，水流在較短時間內(nèi)匯入，容易將湖底泥沙沖起，造成降雨期湖水變濁。
3）水質(zhì)不穩(wěn)定，特別是匯流初期，水質(zhì)較差。
1.3改善現(xiàn)有水源
備選的三處水源各有優(yōu)缺點，經(jīng)過經(jīng)濟比較，綜合各種水質(zhì)處理技術(shù)，最終確定北湖采用雨水作為水源。采用雨水作為主要補充水源，在經(jīng)濟上初期投資最少，技術(shù)上可行，但是必須采用相應(yīng)的技術(shù)措施，量克服雨水水源的各種不利條件，才能夠使北湖變成一處”碧波蕩漾，魚鳥成群”的美湖美景。針對雨水水源的各種問題，在工程上采取各種措施，降低了雨水帶來的各種不利影響。
首先，針對雨水水源不穩(wěn)的問題，只需要引入備用水源即可，備用水源可以采用江水，也可以采用團結(jié)河河水。鑒于江水一次性投資太大，故經(jīng)過詳細比較后決定采用團結(jié)河河水作為備用水源。雖然團結(jié)河水質(zhì)較差，但作為備用水源，后續(xù)采取適當技術(shù)措施，處理后可以作為北湖補水水源。
為減少泥沙，防止雨天入湖雨水沖擊湖底淤泥，在雨水管網(wǎng)入湖的頭部，結(jié)合景觀設(shè)置較長喇叭口式的卵石灘緩沖帶，沿迎水面大量種植挺蘆葦、菖蒲等挺水植物，可以有效沉淀過濾雨水中的的雜質(zhì)。經(jīng)過挺水植物區(qū)的阻緩，大大減緩入湖的水流速，減少對湖底泥沙沖擊。
二、改善水質(zhì)
2.1影響水質(zhì)的因素
對北湖來說，水源的選擇主要是投資大小的影響，但是能否保證湖水水質(zhì)才是景觀湖成功與否的關(guān)鍵。不管是市政雨水管入湖作為水源還是團結(jié)河河水作為水源，對于景觀要求較高的北湖來說，水質(zhì)都達不到要求。
除了補充水源中含有較多的污染物另外，景觀湖自身特點也會使湖水水質(zhì)變壞，可能的途徑包括：
1）區(qū)內(nèi)的植被施肥和噴灑農(nóng)藥，會在植被和土壤中殘留污染物質(zhì)，最后隨地面徑流或地下滲流帶入景觀水體。
2）雨水（特別是初期雨水）在洗滌和溶解了空氣中和地表面上的污染物質(zhì)進入人工湖。
3）植物殘體（如樹葉等）進入景觀水體腐爛造成的污染。
4）在人工湖中養(yǎng)魚，投入過多的食料和魚類排泄物。補充水體中含有較多的污染物。
過度的有機污染超過水體的自凈能力將造成水體黑臭，N、P污染將導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，產(chǎn)出大量的藻類。根據(jù)本項目的實際情況，北湖位于鎮(zhèn)江新區(qū)，雨污水分流比較完善，水體受有機污染發(fā)生黑臭的可能性基本可以排除。主要是水質(zhì)富營養(yǎng)化問題，表現(xiàn)為在合適的條件下，出現(xiàn)藻類爆發(fā)性生長（俗稱水華），或在硬質(zhì)駁岸和池底上將附著生長大量的青苔。
針對富營養(yǎng)類型的水體進行凈化處理，重點應(yīng)該去除其中的藻類，并盡量降低水體中的氮、磷含量，才能確保景觀水水質(zhì)。目前國內(nèi)外大量的研究和工程實踐表明，要有效治理好這種富營養(yǎng)化類型水質(zhì)，應(yīng)該采取多管齊下的方法。通常采取的方法有:水體循環(huán)流動、生態(tài)系統(tǒng)建立和采取一定的人工凈化措施。通過這樣的方法，才能對湖水進行標本兼治，將短期治理和長期治理相結(jié)合，達到去除N、P和少量有機物，維持湖水的生態(tài)平衡的目的。
2.2 ANCS水處理方式
為了保證湖水水質(zhì)，對北湖的水質(zhì)處理決定采用人工干預(yù)式生態(tài)水處理的方式（簡稱ANCS）。“ANCS”的凈化思路，就是以構(gòu)建生態(tài)圈為主，使水體進行自然凈化，但是由于水體中生態(tài)圈比較脆弱，容易受到外界污染的破壞。當水體水質(zhì)無法達到生態(tài)圈自然凈化的要求時，使用綜合凈化裝置使水體中的污染物質(zhì)降低到生態(tài)圈能夠承受的地步，然后再依靠自然凈化（水生動植物），有效維持和改善水質(zhì)。
ANCS系統(tǒng)首先在水系中構(gòu)建生態(tài)凈化系統(tǒng)：
污染物進入水體后其中的有機物被細菌分解成無機物，無機物（包括N、P等營養(yǎng)物質(zhì)）又被水生植物通過光合作用轉(zhuǎn)化成植物細胞；水生植物又可成為魚蝦貝等浮游動物的食物；浮游動物又被一部分魚類捕食；魚、蝦的排泄物及死亡的水生生物的尸體又可被細菌分解成無機物，然后再繼續(xù)循環(huán)下去，構(gòu)成一條食物鏈。河水經(jīng)過生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)成份的循環(huán)后得到凈化，稱為水體的“生物自凈”。
建生態(tài)凈化系統(tǒng)，遵循了近自然原則、多樣性原則、景觀性原則、經(jīng)濟性原則，綜合考慮所有當?shù)刈匀灰蛩?，包括氣候、水文、植被、動物、土壤等，盡量采用適應(yīng)當?shù)刈匀粭l件的土著物種配置，充分利用周圍得天獨厚的自然條件，結(jié)合景觀的要求營造一個生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈復(fù)雜化，有助于使整個生態(tài)系統(tǒng)持久穩(wěn)定，從而增加水體自凈能力。
當湖水水質(zhì)產(chǎn)生變化，北湖自身的生態(tài)系統(tǒng)被擾亂，無法滿足水質(zhì)要求時，ANCS系統(tǒng)對水系下游取水，進入氣浮及過濾設(shè)備對湖水處理后進入水街后回流至北湖上游，完成水系的循環(huán)凈化處理，去除水中的藻類和過量的污染物質(zhì)，保證水質(zhì)清澈，輔助恢復(fù)植物的生態(tài)自凈系統(tǒng)。這樣既保持了優(yōu)良的水質(zhì)，又可以節(jié)省運行成本。當雨水不滿足湖水的補充水源時，ANCS系統(tǒng)利用高效的水處理設(shè)備抽取外河水凈化后作為補充水源。
ANCS系統(tǒng)中的高效水處理設(shè)備采用“氣浮-生化-過濾”三合一技術(shù)，有效去除藻類、有機物和泥沙。
“ANCS”系統(tǒng)中存在著三種對氮、磷和去除機理：
1）水生植物對氮、磷的吸收，并隨收割被從水中去除；
2）綜合凈化裝置中氣浮對藻類的有效去除，也可以大量去除水中氮和磷（因為藻類中富集了大量的氮和磷），相當于植物的收割。
3）生化系統(tǒng)對于溶解性有機污染物的去除。
通過各種工程措施及“ANCS”系統(tǒng)的實施，使北湖水質(zhì)有了一個可靠的保證，經(jīng)過建成后實測，平時湖水水質(zhì)能見度0.5米以上，岸邊清澈見底。雨天時入口處水流平緩，僅入口附近水質(zhì)較渾，主要湖面處水質(zhì)基本不受影響。
三、預(yù)計后期效益
北湖不僅取得低價有效的水源，而且取得了可觀的經(jīng)濟及社會效益，取得了良好的經(jīng)濟及社會價值：
1）降低雨水徑流量，建成后的北湖營建了一個低影響雨水排放系統(tǒng)。降雨時，雨水管網(wǎng)中雨水首先進入北湖進行儲存、延緩，然后溢流入下游排洪渠，可以起到類似湖泊的蓄水及錯峰排水的效果，有效減少下游的排洪量。
2）大大節(jié)省自來水，符合當今節(jié)能節(jié)水的社會潮流。作為澆灌的其他類非飲用水的水源，北湖周邊綠化及廣場面積22萬平方，干旱時每天澆灑用水需要880立方。北湖設(shè)置了完善的水質(zhì)保證措施，湖水水質(zhì)完全滿足廣場及綠化澆灑用水。故區(qū)內(nèi)所有綠化及廣場澆灑用水不采用自來水而是全部采用湖水，每年綠化澆灌就可以節(jié)省自來水量10.6萬立方。
3）良好的景觀效果，北湖及周邊景觀建成后，效果良好，風景優(yōu)美，水質(zhì)清澈，成為鎮(zhèn)江商貿(mào)新區(qū)的主要休閑公園，成為新區(qū)以及鎮(zhèn)江市健身休憩、攝影拍照、旅游休閑的美好去處。
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本文作者：鐵志收 杭州園林設(shè)計院股份有限公司建筑設(shè)計研究院副院長
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