介紹日本的濕地凈化技術(shù)——人工浮島(afi)

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1、介紹日本的濕地凈化技術(shù)——人工浮島(AFI)摘要:由于人類大規(guī)模的開發(fā)建設(shè)活動(dòng),使原來(lái)的自然環(huán)境發(fā)生了很大的變化,特別是濕地面積不斷縮小、水質(zhì)的惡化,造成了河流、湖沼、池塘等的水生態(tài)的嚴(yán)重破壞。因此世界上一些國(guó)家特別是日本把生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的重點(diǎn)放在濕地上,目前正在為恢復(fù)生態(tài)環(huán)境、保護(hù)生物的生息空間,創(chuàng)造優(yōu)美的綠色景觀、凈化河川、湖沼水質(zhì)而努力。在此向大家介紹的人工浮島技術(shù),是日本的專門研究機(jī)構(gòu)近年來(lái)一直在進(jìn)行研究,并在實(shí)踐中取得一定成果的科研項(xiàng)目,值得借鑒。關(guān)鍵詞:濕地凈化技術(shù)人工浮島  “浮島”原本是指由于泥碳層向上浮起作用,使湖岸的植物一

2、部分被切斷,漂浮在水面的一種自然現(xiàn)象。在這里介紹的浮島是一種象筏子似的人工浮體,在這個(gè)人工浮體上栽培一些蘆葦之類的水生植物,放在水里。它的主要機(jī)能可以歸納為四個(gè)方面:1.水質(zhì)凈化;2.創(chuàng)造生物(鳥類、魚類)的生息空間;3.改善景觀;4.消波效果對(duì)岸邊構(gòu)成保護(hù)作用?! ∪斯じu的水質(zhì)凈化針對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的水質(zhì),利用生態(tài)工學(xué)原理,降解水中的COD、氮、磷的含量。在這里講的生態(tài)工學(xué)(Ecologicalengineering)或Ecotechnology的概念最早是由itsch和S.J.Jorgensen提出來(lái)的,他倆給生態(tài)工學(xué)下的定義是“itsch

3、,1988)。作為水邊的環(huán)境保護(hù)技術(shù)——人工浮島,20年前是由德國(guó)的BESTMAN公司想出來(lái)的。在日本的琵琶湖,作為魚類用的產(chǎn)卵床的人工浮島70年代末就開始在做。近年來(lái),隨著人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的越來(lái)越關(guān)心,周圍的自然環(huán)境特別是水邊的自然景觀狀況也越來(lái)越受到重視,在此背景下,不光是水的凈化,人們對(duì)創(chuàng)造多樣性生態(tài)系統(tǒng)的人工浮島技術(shù)也寄予了很大希望?,F(xiàn)在,人工浮島因具有凈化水質(zhì)、創(chuàng)造生物的生息空間、改善景觀、消波等綜合性功能,在水位波動(dòng)大的水庫(kù)或因波浪的原因難以恢復(fù)岸邊水生植物帶的湖沼或是在有景觀要求的池塘等閉鎖性水域得到廣泛的應(yīng)用。隨著人工浮島工程

4、事例的不斷增加,經(jīng)驗(yàn)也越來(lái)越多,在評(píng)價(jià)人工浮島的功能及效果方面已逐步從定性評(píng)價(jià)上升到定量評(píng)價(jià)的高度。1.浮島的構(gòu)造1、1構(gòu)造分類  從大的方面分,人工浮島可分為干式和濕式兩種。水和植物接觸的為濕式,不接觸的為干式。干式浮島因植物與水不接觸,可以栽培大型的木本、園藝植物,通過(guò)不同木本的組合,構(gòu)成良好的鳥類生息場(chǎng)所同時(shí)也美化了景觀。但這種浮島對(duì)水質(zhì)沒(méi)有凈化作用。一般這種大型的干式浮島是用混凝土或是用發(fā)泡聚苯乙烯做的。濕式浮島里又分有框架和無(wú)框架,有框架的濕式浮島,其框架一般可以用纖維強(qiáng)化塑料、不銹鋼加發(fā)泡聚苯乙烯、特殊發(fā)泡聚苯乙烯加特殊合成樹脂

5、、鹽化乙烯合成樹脂、混凝土等材料制作。據(jù)統(tǒng)計(jì)到目前為止?jié)袷接锌蚣苄偷娜斯じu的施工事例比較多,占了7成。無(wú)框架浮島一般是用椰子纖維編織而成,對(duì)景觀來(lái)說(shuō)較為柔和,又不怕相互間的撞擊,耐久性也較好。也有用合成纖維作植物的基盤,然后用合成樹脂包起來(lái)的做法。1、2植物栽培基盤  植物栽培基盤用椰子樹的纖維、魚網(wǎng)之類的材料和土壤混合在一起使用的比較多,由于裝入土壤會(huì)增加重量且促進(jìn)水質(zhì)惡化,目前使用的比較少,只有20%左右。1、3大小和形狀  一塊浮島的大小一般來(lái)說(shuō)邊長(zhǎng)1~5m不等,考慮到搬運(yùn)性、施工性和耐久性,邊長(zhǎng)2~3m的比較多。形狀上四邊形的居多

6、,也有三角形、六角形或各種不同形狀組合起來(lái)的。以往施工時(shí)單元之間不留間隙,現(xiàn)在趨向各單元之間留一定的間隔,相互間用繩索連接(連接形式因人工浮島的制造廠家的不同而各異)。這樣做的理由有四:①可防止由波浪引起的撞擊破壞;②可為大面積的景觀構(gòu)造降低造價(jià);③單元和單元之間會(huì)長(zhǎng)出浮葉植物、沉水植物,絲狀藻類等也生長(zhǎng)茂盛,成為魚類良好的產(chǎn)卵場(chǎng)所、生物的移動(dòng)路徑;④有水質(zhì)凈化作用。1、4人工浮島的水下固定設(shè)計(jì)  人工浮島的水下固定設(shè)計(jì)是一個(gè)較為重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容,既要保證浮島不被風(fēng)浪帶走,還要保證在水位劇烈變動(dòng)的情況下,能夠緩沖浮島和浮島之間的相互碰撞。以前

7、日本在研究海洋的浮防波堤的時(shí)候,曾對(duì)水下固定部分的安全性提出過(guò)懷疑。而人工浮島的設(shè)計(jì)是以湖沼為對(duì)象,象琵琶湖、霞浦這兩個(gè)湖泊屬最大規(guī)模的項(xiàng)目,和海洋比較起來(lái)設(shè)計(jì)外力僅為海洋的1/10,所以參考過(guò)去海洋建筑物及沿岸設(shè)計(jì)進(jìn)行琵琶湖、霞浦這兩個(gè)湖泊的人工浮島的水下固定計(jì)算,得到了安全可靠的計(jì)算結(jié)果。水下固定形式要視地基狀況而定,常用的有重量式、錨固式、杭式等。另外,為了緩解因水位變動(dòng)引起的浮島間的相互碰撞,一般在浮島本體和水下固定端之間設(shè)置一個(gè)小型的浮子的做法比較多。1、5布設(shè)規(guī)?! ∪斯じu的布設(shè)規(guī)模因目的的不同,規(guī)模也不同,到目前還沒(méi)有固定的

8、公式可套。研究結(jié)果表明提供鳥類生息環(huán)境至少需要1000m2的面積,若是以凈化水質(zhì)為目的除了小型水池以外,相對(duì)比較困難,專家認(rèn)為覆蓋水面的30%是很必要的,若是以景觀為主要目的的浮

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