【正文】 具有景觀功能的基本要求。世界衛(wèi)生組織在娛樂用水環(huán)境安全導(dǎo)則中指出 ，娛樂用水的美學(xué) 價值是指遠(yuǎn)離令人不 愉快 的沉積物、漂浮的碎片、油、泡沫等可覓物質(zhì)，以及令人不愉抉顏色、嗅、 濁度，還有產(chǎn)生不受歡迎的水生生物的物質(zhì)和條件。 但是對于這一主要功能的實現(xiàn)并沒有明確的量化指標(biāo)和評價體系，在輿論關(guān)注度和保護(hù)措施上的投入力度卻是很少的，這與建造景觀水體改善人居環(huán)境的初衷是背道而馳的。因此，景觀水體健康狀況需要我們共同的關(guān)注。 生態(tài) 修復(fù)研究發(fā)展現(xiàn)狀 華南理工大學(xué)“百步梯”攀登計劃學(xué)生項目 7 自 20世紀(jì) 90年代以來，人們興建大量的景觀水體工程以提高城市環(huán)境，帶動城市發(fā)展。英國倫敦泰晤士河的港口區(qū)再建、西班牙巴塞 羅那的海濱“ 1992奧運(yùn)村 Nova Icaria”計劃、日本富士的 21世紀(jì)水公園鐘通川計劃以及富巖運(yùn)河公園的興建、日本大阪的“中之島”改造、美國費(fèi)城的德拉瓦河的 Penn Sanding的開發(fā)、美國紐約曼哈頓下城哈得遜河畔的濱水游步道設(shè)計、新加坡的新加坡河的更新等等都是國際景觀水體建設(shè)的經(jīng)典之作。在國內(nèi)，近年來隨著城市化進(jìn)程的進(jìn)一步發(fā)展，景觀水體的整治和開發(fā)利用也正在起步，逐漸被列為城市規(guī)劃建設(shè)的重點(diǎn)，為城市居民爭取更多的生活空間，同時也推動了城市產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如天津海河延岸的整治、南京的秦淮河仿古建筑群、 合肥的環(huán)城公園建設(shè)、杭州西湖的改造、寧波的三江六岸規(guī)劃、長沙也擬投 5億資金來改造湘江沿岸。 歷史上，水資源被認(rèn)為是取之不盡，用之不竭的，但隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，全球淡水資源都受到了不同程度的污染，城市河湖的污染尤其嚴(yán)重，這不僅影響了人民的生活環(huán)境，還制約著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步。故而研究城市河湖的修復(fù)和保持就尤為重要。城市河湖水質(zhì)量控制就其水污染共性而言，可采用多種城市污水治理技術(shù)。隨著 社會的發(fā)展積累了大量的城市河湖治理的國際經(jīng)驗。 在工業(yè)發(fā) 展早期，淪為城市排污的臭水溝的泰晤士河，特拉華河，塞納河等，同過 100年努力，在河流流域建立完善的城市污水和廢水處理系統(tǒng)，通過政府干預(yù)頒布法規(guī)，使污水必須經(jīng)過污水處理廠凈化后才準(zhǔn)流入河流中。加強(qiáng)城市供水管網(wǎng)建設(shè)實現(xiàn)飲用水和非飲用水的分管管理，同時將回用處理后的水回灌城市河湖補(bǔ)給景觀水體水量的同時改善水質(zhì)。但是這些措施并不能從根本上解決景觀水體面臨的問題。早在 1938年，歐洲 的 Seifert先生首先提出近自然河溪治理的概念， 20世紀(jì) 50年代在德國正式創(chuàng)立了近自然河道治理工程，提出河道整治要植物化和生命化，從而 使植物首先作為一種工程材料被應(yīng)用到工程生物治理之中。 自然治理的目標(biāo)是，在滿足人類對河溪利用的要求的同時要維護(hù)河溪的生態(tài)多樣性。其實質(zhì)是人為活動對自然景觀或其一部分的干預(yù)，即通過生態(tài)治理應(yīng)該創(chuàng)造出一個具有各種各樣水流斷面、不同水深及不同流速的河溪，河岸植被應(yīng)該是具有多種小生境的多級結(jié)構(gòu)。這一思想注重工程治理與自然景觀的和諧性。 20世紀(jì) 70年代以后，在美國，與自然相協(xié)調(diào)的可持續(xù)河流管理理念得以確立，受這一理念的影響美國各州大力推行綜合性的流域保護(hù)方法 (watershed protection approach，WPA)，并建立和保護(hù)了大量的濕地，形成較為完整的濕地生態(tài)系統(tǒng)。在日本，政府于 1997年對 舊《河川法》進(jìn)行了大幅度的修改，在原來河川管理兩大目標(biāo)“治水“ “利水”的基礎(chǔ)上增加了新的管理目標(biāo) —— “環(huán)境 。在河道工程方面，對“多自然型河流治理法”進(jìn)行了大量的研究，強(qiáng)調(diào)用生態(tài)工程方法治理河流環(huán)境、恢復(fù)水質(zhì)、維護(hù)景觀多樣性和生物多樣性。 20世紀(jì) 90年代初日本實施了《創(chuàng)造多自然型河川計劃》 (Project for Creation of Rich 華南理工大學(xué)“百步梯”攀登計劃學(xué)生項目 8 in Nature)，僅在 1991年全國就有 600多處試驗工程興建?！敖?自然法”雖然是比較理想的改善景觀水體的健康狀況的方法，但是由于人工景觀水體大多是改造了地域內(nèi)原有的水系分布和自然地貌通過硬化底質(zhì)，渠化堤岸等園建措施以使其滿足景觀需求的，所以在應(yīng)用上人具有局限性。 我國的近自然治理研究可以追溯到幾千年前，古老的風(fēng)水理論就反映了親近自然的思想，風(fēng)水理論在我國園林的發(fā)展過程中充分體現(xiàn)了“人與自然和諧發(fā)展 的思想，追求人與自然的和諧與統(tǒng)一，以大自然為審美和審美表達(dá)的對象。盡管“人與自然和諧發(fā)展”的思想在我國已有千年歷史，但是真正的在生態(tài)學(xué)和工程設(shè) 計得以體現(xiàn)和運(yùn)用，是伴隨著 近幾年對于河流治理，濱河景觀設(shè)計和沿河土地利用等研究的展開 而發(fā)展的。如何將河道由過去排污水、倒垃圾的城市“后院”的觀念改變?yōu)楣┦忻窆娦菹ⅰ⒙糜?、觀光的城市“前院”，從生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會三個方面同步、協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展的角度來對城市河道進(jìn)行可持續(xù)開發(fā)利用，使得城市河流成為城市生態(tài)建設(shè)中的水源地、綠地建設(shè)基地，減弱城市熱島效應(yīng)和洪澇災(zāi)害，在景觀多樣性組成、物種多樣性保 護(hù)、組成暢捷交通、親近自然場所、自然教育標(biāo)本等方面具有重要意義。 在滿足人們對水的各種不同需求的同時，還應(yīng)滿足水域生態(tài)系統(tǒng)完整 性、依存性的要求，恢復(fù)與建設(shè)潔凈的水環(huán)境，實現(xiàn)人與自然的和諧共處。在河湖水質(zhì)處理中，一些研究單位采用生物浮床技術(shù)，利用浮床植物，不僅吸附和吸收水中的 N、 P營養(yǎng)物，而且礦化了的營養(yǎng)鹽 (硝酸鹽和磷酸鹽 )有利于植物的吸收。利用植物發(fā)達(dá)的根系及其根系表面所附著的生物膜，分泌了大量的酶，加速水體中污染物的降解過程，使水質(zhì)得到凈化。人工生態(tài)工程凈化系統(tǒng)是生物鏈浮島的一種污水處理工藝，在曝氣生物塘和人工濕地基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種污水凈化與資源化相結(jié)合的生態(tài)工程新技術(shù)，是天然生態(tài)工程凈化的人工強(qiáng)化工藝。它將生態(tài)學(xué)與工程學(xué)有機(jī) 結(jié)合，以生物為主體，輔以適當(dāng)?shù)娜斯て貧?，建立人工模擬生態(tài)處理系統(tǒng)，將人工凈化與天然生態(tài)凈化系統(tǒng)巧妙地揉合在一起，以高效降解水體中的污染負(fù)荷，改善或凈化水質(zhì)。 目前利用水生植物凈化河湖水的處理方式的研究也越來越多。目前在利用水生植物凈化污水通常是以凈化塘的方式，如鳳眼蓮凈化塘、香蒲植物凈化塘等。凈化塘是以某種水生生物占絕對優(yōu)勢而組成的，這個系統(tǒng)是通過水生植物群落的阻濾、沉降、吸附等物理作用以及植物體的吸收、積累等作用而達(dá)到對污水的凈化效果。本世紀(jì)七十年代發(fā)展起來的人工濕地系統(tǒng)是利用水生植物處理污水的又一個方向， 由于建造費(fèi)用低、維護(hù)簡單、效果好，而且為眾多野生動物提供棲息地，成了研究重點(diǎn) 。 存在問題與不足 華南理工大學(xué)“百步梯”攀登計劃學(xué)生項目 9 隨著我國城市化進(jìn)程的加快與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，城市綜合治理與城市水環(huán)境保護(hù)已逐漸提到日程上來。 伴隨著城市建設(shè)的客觀需求和滿足人們精神文化需求，城市園建規(guī)劃中對于景觀水體的投入力度不斷增加。景觀水體的規(guī)劃選址，水體補(bǔ)給，水質(zhì)保持，生態(tài)作用等都是需要我們考慮的問題。 近年來一些資源型缺水城市開始將再生水作為 景觀水體的補(bǔ)給水，石家莊、慈溪、鄭州、北京等地均已開始實施或計劃實施此類工程，這些工程為我國再生水 回用于景觀水體的大規(guī)模實踐起到了積極的推動作用，并給這些城市的景觀水體帶來新的生機(jī)，但是也潛在著一定的風(fēng)險，如 再生水的水質(zhì)達(dá)標(biāo)問題，對人體健康的影響問題，水體富營養(yǎng)化問題等 。還有一些景觀水體建成后，水質(zhì)維護(hù)方面沒有考慮利用水體的自凈功能，在資金與運(yùn)行費(fèi)用等限制條件下缺乏可操作性。我國很多城市都對那些流過城區(qū)，因污染嚴(yán)重已變得黑臭的老河道進(jìn)行了整治工作，投入巨資實施了污水截流、河道清淤、河底硬化、堤岸砌石等治理工程，但往往缺乏后期管理維護(hù)而導(dǎo)致再次污染等問題。適用于景觀水處理的工藝有很多，由于景觀水體自身缺陷 的制約，使得其在實踐中有較大的難度，并需要針對不同的水體進(jìn)行工藝的選擇、優(yōu)化、組合。國內(nèi)外研究影響景觀水水質(zhì)變化的因素，并通過各種方法來減輕水體的污染。但因景觀河流有其獨(dú)有的特點(diǎn)，再加上有人為的控制因素存在，使得其在實踐中有較大的難度，所以到目前為止還沒有一套 系統(tǒng)的健康評價體系和 有效實用的解決方案，尤其在水質(zhì)處理及優(yōu)化運(yùn)行管理方面，其技術(shù)措施還處于經(jīng)驗摸索階段。 課題研究的內(nèi)容與意義 針對以上對于研究課題背景知識的了解以及在這過程中發(fā)現(xiàn)的問題，本課題將 以廣州大學(xué)城內(nèi)的景觀水體為例 ， 基于對于水 體的現(xiàn)狀調(diào)查和健康狀況的評價 ， 從水量補(bǔ)給，水質(zhì)維護(hù)及水質(zhì)維護(hù)管理的優(yōu)化運(yùn)行調(diào)度 ，以及現(xiàn)狀下提高水體自凈能力等方面研究景觀水體的維護(hù)，并提出進(jìn)一步優(yōu)化的建議 ，如雨水收集回用機(jī)制的完善和構(gòu)建人工浮島等 。 通過對景觀水體的表征參數(shù)進(jìn)行加工處理，結(jié)合現(xiàn)狀分析 這些數(shù)據(jù)的特征， “排除同一性，選取異質(zhì)性” 提取影響主因子，選取景觀水體的健康評價參數(shù)，研究分析問題本質(zhì)，作為治理及修復(fù)方案制定的前提和理論依 據(jù)，并在實踐中根據(jù)實際及時調(diào)整，整合信息進(jìn)一步提出優(yōu)化方案， 形成這樣一種系統(tǒng)的 思維模式，對于目前廣州市正在火熱進(jìn)行的河涌整 治工程提供借鑒 ，也 從側(cè)面給予目前我國正在如火如荼進(jìn)行的景觀水體建設(shè)提供了一種在建設(shè)之初就需要考慮景觀水體不僅要具有美學(xué)價值還需要具有長期的生態(tài)價值的先見性思路。 華南理工大學(xué)“百步梯”攀登計劃學(xué)生項目 10 第二章 廣州大學(xué)城景觀水體狀況分析 1：背景介紹 ⑴ 地理環(huán)境： 廣州大學(xué)城的核心區(qū)域小谷圍島，四面臨江，東鄰長洲島，西臨洛溪島，與北面的生物島隔水相望?？傮w規(guī)劃用地面積 l 8平方公罩。其地貌類型以低丘陵沖積平原為主，用地東西長約 4． 5公罩，南北寬約 4公里，基本呈正方形，地塊規(guī)整，可供大學(xué)城根據(jù)建設(shè)需要靈 活地進(jìn)行用地布局，以建設(shè)設(shè)施 完善、特色明顯、功能優(yōu)化的大學(xué)城：同時由于小谷圍四面環(huán)水，大部分地區(qū)都是農(nóng)業(yè)和林業(yè)用地，又處在廣州市城市生態(tài)保護(hù)區(qū)的連綿帶上，因此這里環(huán)境優(yōu)美，空氣清新，氣候宜人，有豐富的水域景觀，水力資源豐富：適于發(fā)展教育文化科研事業(yè)，為建設(shè)山水校園提供了豐厚的自然資源。 ⑵ 地形地貌 ： 小谷圍島數(shù)本區(qū)屬剝蝕殘丘地貌單元。地形較平緩，以中部貝崗村與大朗村之間的無名山崗為最高峰，標(biāo)高為 47～ 50m，一般殘丘標(biāo)高在 45m，殘丘間凹地地面標(biāo)高一般為10～ 15m，地形 總趨勢是中部高東西部低。此外，本區(qū) 西南角、東北角及北部分布有小面積的河漫灘地貌單元。地形平緩，地勢 較低， 地面標(biāo)高一般為 5～ 8m。 ⑶ 地質(zhì)特點(diǎn) ：根據(jù)《廣州市基巖地質(zhì)構(gòu)造綱要圖》，“北亭至天河斷裂帶”從該區(qū)通過，其東部端面傾向 NE、傾角 50～ 700，下盤為下古生界變質(zhì)巖．以片麻巖為主：上盤為下白紀(jì)統(tǒng)的白鶴洞組。場地從上而下為素耕土、耕上、沖積成岡的淤泥、砂土及殘積成因的粘性土、基巖等。該區(qū)屬漫灘及剝蝕殘丘地單元，殘丘 地段地面標(biāo)高以 22． O～ 14． O米為主，地下水埋較深，水量有限 ，以巖層裂隙水為主：地勢低洼地段地面標(biāo)高以 7． 0～ 14． O米為主，地下水埋藏淺，水量豐富，以第四系孔隙性潛水為主。 ⑷ 水文特征： 小谷圍島 傍著珠江水， 珠江廣州河段是感潮河段，潮型屬不規(guī)則半日潮，在一個太陽日有兩次高潮和兩次低潮，但是兩個相鄰的高潮或低潮的潮高，漲潮與落潮的歷時都不想等。日平均潮差一般為 ，往復(fù)流十分明顯。潮汐受天文，地形和海底摩擦的影響，發(fā)生半月一次的周期變化，一般在朔（農(nóng)歷初一）望（農(nóng)歷十五）后 1~2天出現(xiàn)大潮，在上弦（農(nóng)歷初七，八）和下弦（農(nóng)歷 件二，甘三）后 1~2天出現(xiàn)小潮。，每年的1~3月份平均潮位較低，從 5月份開始明顯提高，到 6~9月份較高，從十月份開始又逐漸下降，到 12月份又降到較低值，各月均值之間差值變化在沿海較小，一般只有 ，內(nèi)河較大，往上游較大，逐月多年平均的最大值與最小值之差可達(dá) 2米以上 ⑸ 氣候特征： 廣州大學(xué)城位于中國東南沿海的廣東省廣州市，地處珠江三角洲腹地，屬華南理工大學(xué)“百步梯”攀登計劃學(xué)生項目 11 亞 熱帶季風(fēng)氣候。由于背靠大海，海洋性氣候特別顯著，具有溫暖多雨、光熱充足、漏差較小、夏季長、