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广东清远飞来峡海绵公园

2020-09-27 发布
首页 / 设计类 1254 0 0

GVL

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本帖最后由 GVL 于 2020-9-27 21:31 编辑

(1)项目概况
飞来峡是珠江水系北江三峡中最险要的河道,其水利枢纽也是广东省最大的综合性水利枢纽基地,在此建设的水利实验基地是最具有现代化水平的水利科学试验研究基地和工程研究中心,对解决防洪、灌溉、水力发电和航运等水利建设项目中的重大科技难题具有深远的意义。

本项目位于广东省清远市飞来峡水利枢纽管理区内,基地周边围绕着实验基地的行政楼及实验厅,使用者希望将这里建设成为广东省第一座水利科学与海绵技术结合的示范性海绵公园。

本项目由于受到地理位置和经费等因素的制约,目前基地的科研人员和管理人员的生活污水采用简单的二级化粪池处理后直接排入心湖,导致心湖水质逐年恶化,水生态系统遭受破坏,也对基地周边的环境产生不良影响。而且,基地的污染亟需开发适合基地污水处理的廉价、便捷技术,解决基地的日常废污水排放问题,并对心湖的生态环境进行修复,恢复心湖的水质和生态系统。

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▲改造前飞来峡水利基地现状

本项目场地原貌荒芜,场地内高差达8米,难以满足基地科研人员在园区内享受、休憩的需求,因此使用者对提升该处的人居环境和生态环境抱有极大的期待。兼顾景观功能和水处理的工程技术,打造宜人、宜居、宜水的多功能生态景观,实现低维护、低成本运营,是本案的设计目标。

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▲打造宜人、宜居、宜水的多功能生态景观

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▲从观景平台看园区景观效果

(2)设计思路
“多功能海绵景观”理念
项目提出了“多功能海绵景观”的概念,即雨水管理功能、污水处理功能、生态修复功能、景观功能以及示范功能。打破传统单一的海绵技术与水利学、生态学和景观学的屏障,融会贯通的解决基地的雨水、污水和生态问题,形成系统性的海绵城市建设,达到85%年径流总量控制率和60%的径流污染控制率。同时,设计师希望为奋战在这里的一线的科研工程师创造一个亲切宁静、自然生态的户外活动空间。

2大系统——雨水系统与污水系统的耦合
如何使用同一片场地同时解决污水问题和雨水问题?我们设计了两个系统——雨水管理系统和污水管理系统,这两个系统是相辅相成的耦合关系,雨水可以进入污水系统中参与水质的净化,污水处理后则可以作为补充水源进入雨水管理系统中,由二者共同作用,构建健康的生态系统。

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▲雨水管理系统

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▲污水处理系统

7大生态处理措施
园区内通过组合7大生态处理措施进行雨水传输、净化和存储:一部分雨水径流通过植被和碎石渠减缓流速,一部分雨水下渗至透水铺装中,一部分雨水经过潜流湿地和表流湿地净化,一部分排水管中的雨水通过跌水设计进行曝氧和净化,心湖则作为天然的雨水湿塘成为所有雨水的最终汇入点。
1、植被缓冲带
设计师提出利用植被缓冲带代替传统的水泥混凝土护坡,可以有效的滞留陡坡湍急的雨水径流,增加景观的可视性,种植的植物则选择了耐阴,再生力强,耐践踏,对土壤要求不高的大叶油草。

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▲植被缓冲带有效的滞留了雨水的流动速度

2、生态碎石渠
生态碎石渠全长108米,贯穿了心湖西南侧的植被护坡,该处原状是一条混凝土排水沟,只具有单一的排水功能,为了滞留净化来自护坡上的雨水径流和排水管的雨水,设计师将三层不同粒径的碎石铺设在排水沟底部,并在底部铺设了排水盲管,以此实现对雨水净化和增加雨水的滞留时间等生态功能。

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▲生态碎石渠内的碎石取自本地采石场,形成的景观效果与本地的水文风貌相互呼应

3、透水铺装
本项目的透水铺装设计使用了透水砖和石材碎拼,其中透水砖是利用建筑废弃材料制成的,花岗岩石材则是来自基地附近的一处采石场(基地内使用的所有花岗岩碎石皆采自这里),实现了设计师低成本和资源回用的环保理念。

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▲公园内的透水铺装补充吸纳两侧绿地产生的雨水径流

4、人工湿地
园区内的人工湿地主要分为潜流湿地和表流湿地,它们在这个场地具有多重的功能,其一是作为基地科研人员的实验场地,实现生活污水尾水的净化处理和监测,其二是拦截和净化来自道路的雨水径流,使雨水以适宜的速度缓慢流入中心湖区,其三是多层次的结构设计实现了景观空间的视觉效果。

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▲雨水在潜流湿地内的流动路线

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▲表流湿地承接来自潜流湿地的雨水和污水尾水进行二次净化

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▲湿地内净化的雨水经过低堰步道跌入湿塘中

5、雨水排口生态设计
设计师在原来裸露的直排雨水管处设计了跌水景观处理外部的雨水,两侧选择了耐淹耐冲击本土植物,减缓了雨水直接排放对心湖生态系统的冲击,净化滞留雨水的同时运用传统的造园手法提升该处的景观看点。

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▲外部雨水排水口的生态化设计

6、雨水湿塘—心湖
心湖作为园区的雨水和污水最终的受纳体,同时也是项目的中心,其水质的优劣是检验园区海绵设计效果的核心指标。设计师提出了一个由人、动物、植物共存的全新的生态系统,种植沉水植物以提升心湖的水质,投放水生动物以解决可能产生的富营养化问题,同时打造可供人亲水的核心景观区域,目前,心湖的水质已经达到地表三类水。

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▲心湖栈道的设计细节

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▲简洁的驳岸线条,清澈的湖水、置石和景观小品共同营造了静谧的滨水景观

7、低维护植物的组团化设计
全园种植了120余种低维护的乡土植物,考虑到对自然生态景观的意境表达,设计师在巧妙的利用了乡土植物的选型特征和生长习性,通过不同的植物组团设计成移步易景的景观花镜。在湿地景观营造方面,设计师则选用耐污能力强、根系发达、去污效果好,易管理的且具有景观效果的本土挺水植物,根据根系分布深浅及分布范围搭配种植美人蕉、芦苇、灯芯草、旱伞草、水葱、花叶芦竹、香蒲和菖蒲等。

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▲由多种乡土植物组合配置形成的景观花镜

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▲碎石渠与护坡交界处种植多种低维护草本植物,如七彩马尾铁、肾蕨、万年麻、狼尾草等、蓝羊茅、黄金菊等,柔化了硬质边缘,同时兼顾净化溢流的雨水

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▲部分乡土植物列表

示范型海绵公园的科普意义
园区内设置了人工湿地、湿塘、生态碎石渠、生态浮床、雨水花园、生态护坡、透水铺装等多种海绵设施,将其串联成一个海绵系统,并在园区的路口设置了海绵科普展示牌。设计师根据海绵系统规划园区内的动线,完整地向社会人士、校园学生、专业同行展示了从收集传输到储存净化的雨水管理全过程,具有极佳的教育意义。

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▲科普走廊

(3)设计难点与创新
创新污水处理技术应用
由于地理位置受限,项目内产生的生活污水无处排放,只能直接排入心湖中,因此从源头解决心湖的污染源是本项目的首要难题,设计师提出地埋式污水处理设备结合人工湿地综合治理的方式,考虑到实验基地内日均人数在40人/天左右,高峰期可达80人/天,污水处理工程应按满足高峰期需求设计,设计处理量13m3/天。生活污水经过化粪池后进入净化槽,净化槽出水主要指标达到一级A标准,再通过人工湿地强化处理后达到地表Ⅲ类水后流入心湖。

本项目使用了FK-JHC净化槽处理技术,该技术叠加了生物膜技术,减少过程中的污泥发生,壳体内部采用平推流和全混流模式,大大地抑制了过程的短路或不必要的返混。可以根据需要使槽内全部曝气或部分曝气,实现A/O/A/O工艺。FK-JHC净化槽包含三个反应区和一个沉淀区,在反应区内均设有活性填料,为高效复合生物菌提供生长场所,在气泵持续供气下形成生物滤床,通过生物膜的吸附以及生物作用对污水中的有机物进降解,同时通过气提式混合液内循环技术进行高效脱氮。

人工湿地创新应用
由于项目场地面积和高差的局限性,无法提供足够的面积建设潜流湿地以净化每日产生的污水尾水,因此设计师巧妙的利用了8米的高差设计了台地式的潜流湿地,通过竖向空间的拓展,实现雨污水的净化,同时营造了丰富的竖向景观。潜流湿地还采用了纵向布局填料的和水体流向的创新手段,达到水质净化的目的,表流湿地则设计成迂回的跌水湿地路线,增加了污水与水生植物反应的时间,营造水景观的同时提高污水处理效果。

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▲巧妙的利用场地高差构建台地式湿地景观

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▲亲水栈桥与湿地相互呼应,带来舒适的游览体验

生态修复技术
设计师采用蜂巢格室护坡技术、心湖驳岸岸线优化等方式对驳岸进行处理,增加多处亲水空间,岸线周边增加湿地植物种植,以及增设生态浮床,以增加植物净化水体功能,使心湖具有自我净化的能力,形成良好的生态环境。利用生物操纵技术修复水体,调节生态系统内营养级之间的关系,调整湖区内生物群落及生境,通过投放肉食性鱼类、投放微型浮游动物、水生植被管理等措施抑制水体富营养化及藻类生长,改善水质,丰富生物多样性。

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▲生态浮床

蜂巢格室由一种新型的高强度土工合成材料组成,是采用高分子纳米复合材料经超声波针式焊接而成的一种三维立体网状格室结构。基本原理的关键是“三维限制”,将变形集中在三维的空间内,由于蜂格的柔性结构特点可以承受外在荷载及所引起的变形,可以有效地加固护坡的土体强度,减少雨水冲刷带来的土壤流失,该种技术也为植被提供了优越的生长空间。

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▲蜂巢格室护坡更加有利于固土护坡,减少土壤裸露的隐患

雨水花园创新应用
本项目使用了一种新型的模块化雨水花园,雨水花园具有一体化的垫层结构,该结构由上到下依次为滤水层、保水层、排水层,该技术解决了雨水对土壤冲刷带来的植物存活率降低问题,且模块化垫层的批量生产和标准化建设可以带来可观的经济效益,节约维护成本,经济实用易推广。为此我们获得了一项专利。

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▲雨水花园

生物操纵技术应用
本项目使用了生物操纵技术来处理心湖(蓄水湿塘)可能带来的一系列富营养化问题,具体措施为增加凶猛性鱼类数量以控制浮游生物食性鱼的数量,从而减少浮游生物食性鱼类对浮游动物的捕食,以利于浮游动物种群(特别是枝角类)增长,浮游动物种群的增长加大了对浮游植物的摄食,这样就可抑制浮游植物的过量生长以致水华的发生。

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▲利用不同生物之间的食物链关系实现生物操纵技术

(4)综合效益
1、经济效益
本项目可处理13m³/天的生活污水,相当于可以解决高峰期基地80人/天产生的生活污水量,且处理后水质可达到地表三类水,可做为水资源进行循环使用,降低了建设单位处理生活污水成本费用,以及节省了园区的维护和清洁的用水费用。

2、社会效益
广东省水利试验基地是广东省水利建设中解决重大科技难题的基础设施,本项目也是广东省水利实验基地水生态文明建设示范园区,具有重大的示范展示功能和科普教育意义。本项目有效地解决了服务区域及下游水体的水污染问题,改善园区景观,服务科技工作人员,促进科技展示成果,提升人们的生态意识,具有显著的社会效益。

3、生态效益
本项目优化了基地的生态系统,使其恢复到开发前的水文状态,通过一系列的技术手段进行了水生态维护、水环境改善、水污染控制,同时实现了景观环境的优化,恢复场地的生物多样性,达到人与自然和谐共处的生态环境,具有显著的生态效益。



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