陈红文



植被渗流沟在洞庭湖区的推广应用

陈红文*

(常德市穿紫河建设开发有限公司,湖南 常德, 415000)

探讨了植被渗流沟(Seepage Ditch Vegetaton-SDV)的作用, 分析了其与明沟比较所具有的优势,并以洞庭湖区某河岸整治工程为例,介绍了其具体做法. 研究显示,植被渗流沟具备的储存、过滤、渗透、削峰功能充分显现了其生态性、环保性和适用性,极具推广应用价值.

植被渗流沟; 内涝防治; 洞庭湖区

2010年,“城市看海”现象不断出现城市水污染事件也屡见媒体,各级政府、各类专业机构、许多专家对这两类问题引起了高度重视.20世纪80年代中后期在美国、日本等国,由于湿地损失、生物多样性减少,以及农业非点源污染等问题的出现,河岸缓冲带的研究得到了迅速发展.我国在市政水资源的循环利用方面,政府层面出台了《城市排水和污水处理条例》,研究机构和作业者拿出了许多卓有成效的办法,如加大排放能力,增强调蓄容量,扩容污水处理设施,建设生态处理设施等.在特殊的湿地区域, 要经济环保地解决以上两类问题,需要建设生态可持续的处理措施.本文将探讨植被渗流沟的推广与应用在改善城市环境方面所起到的作用.

1 植被渗流沟(SDV)

植被渗流沟(Seepage Ditch Vegetaton-SDV), 是在植被的底部设置卵石层, 利用地表植物、土壤和卵石层的截流、渗透、过滤作用及渗水管、溢流井的溢流作用, 对雨水进行系统地处理和应用. 有时也称为植被渗透浅沟, 欧洲的专业人士也称其为洼地.

2 工程实例

洞庭湖区湿地生态环境由于遭到严重破坏, 湖泊萎缩, 调蓄功能下降, 灾害频率上升, 生物多样性减少, 制约了经济和社会的可持续发展. 因此, 在洞庭湖区某河岸整治工程中应用了SDV, 促进洞庭湖区环境的综合治理, 遏制湿地生态环境的破坏, 促进自然生态系统的良性循环, 推动湖区经济和社会的健康可持续发展[1].

2.1 洞庭湖区某河岸整治工程SDV的具体做法

SDV一般呈线型布置, 主要设置在居住区、产业区、广场、公园、河岸、道路边, 并与水系或管网相接. 一般宽度为2～3 m, 深度0.4～1 m不等. 渗流沟纵截面和横截面分别如图1和图2所示.

图1 SDV纵断面

图2 SDV横断面

2.2 植被渗流沟的作用

储存作用. SDV的卵石层主要起储水作用, 卵石的一般孔隙率大于30%, 所以1 m3米卵石层大概可以储存0.3 m3的水. 另外植被层、溢流井、透水管也具有一定的辅助储水作用, 在实际项目中卵石层对土壤入渗性能的改善作用较好, 而人工林较差土壤入渗率低于荒草灌丛群落, 应加强林分培育与经营管理, 使植被的总体性能获得改善和提高[2].

净化过滤作用. SDV表面是一层10 cm的砂土层, 砂土层由于孔隙率较小, 所以雨水经过砂土层时, 其悬浮物有一部分被阻滞在砂土层. 另外, 卵石层中卵石表面的Ca2+等阳离子对P等有一定的吸收作用, 植物根系对N、P等有一定的吸收. 所以, 经过SDV渗流出来的雨水其有害物质和悬浮物的含量将大大减少. 在实际工程实践中植被渗流沟可通过一定面积的绿量过滤雨水中的灰尘以及冲刷带来的泥土, 美化环境净化空气.

消减洪峰的作用. 由于SDV的滞渗和储水作用, 减少了地面的径流水, 同时由于其缓释功能具有缓解洪峰的作用.

以图1和图2为例, 按1 km计算, SDV卵石层在暴雨期瞬间装满雨水量为:= 1 000 × 0.8 × 0.3 × 1 = 240 m3, 即1 km长、1 m宽、80 cm深的SDV可以储存240 m3的雨水(0.3为卵石的孔隙率).

以一个中等城市500 km的城市道路为例, 按两边设置SDV计算, 可瞬间储存24万t的雨水, 相当于一个20万t污水处理厂的日处理能力, 也相当于一个小型水库的库容量. 如果在居民小区、广场、停车场、绿化用地、建筑物顶设置SDV, 结合道路SDV的使用, 将会对城市积水及污水处理发挥明显地积极作用[3].

渗流灌溉作用. 由于SDV大都与公共绿地相连, 其卵石层储存的雨水会渗透到周边土壤, 在晴天或枯水季节为周边的植物根系供给一部分水源. 该理论以在穿紫河流域两岸的渗流沟中运用, 在有坡度及边坡区域经济优势更加凸显.

3 植被渗流沟的特点及施工注意事项

3.1 特点

取材简便. 砂拌土、卵石都是很容易采购的材料, 所以取材方便.

施工方便. 既不需要大型的施工设备, 又不需要很复杂的施工技术, 一般的熟练工人都可以操作完成.

造价不高. 砂、土、卵石都是常见的普通建材, 价格便宜, 透水管也是日常园林绿化使用的透水管, 造价相对较为便宜.

3.2 施工注意事项

SDV施工主要是注意其功能的有效发挥. 首先要防堵, 溢流井之间的管道不能堵塞, 否则容易造成SDV表面积水, 孳生蚊蝇；其次, 防止砂拌土透过土工布浸入卵石层, 避免造成植被死亡、砂土流失, 失去其净化过滤功能.

4 植被渗流沟与排水明沟的费用比较

4.1 造价

SDV以图1和图2为例, 按当地造价机构的价格组价, 该SDV约造价为45万元/km.

明沟以0.6 m深、净空0.26 m宽、两边用240墙砌筑计算, 按同一地域组价, 明沟带盖板约44万元/km. 因此, SDV造价与带沟盖板的明沟造价基本相同.

4.2 维护管理

明沟常年需要清理, 盖板需要经常更换, 按经验, 明沟盖板损毁率每年超过5%, 每km明沟维护费在6 000元以上, 而且随着使用时间的增加, 其损毁率也大大提高. 而SDV几乎不需要维护.

另外, 明沟的雨水全部集中流向了城市下水管网, 给城市管网和污水处理增加了负荷. 而SDV过滤的水可以直接流入水系, 并且可用于灌溉、清洗等.

5 结语

河流景观治理, 往往能对城市整体景观的改善起到决定性作用. 目前, 我国北方许多地区都将城市河道排水治理作为城市景观建设的主干来抓, 作为南方重要的城市水域洞庭湖也不例外[4]. 植被渗流沟(SDV)的生态作用、环保作用及施工简便的特点充分体现了其可持续性, 推广使用植被渗流沟(SDV)将为洞庭湖区城市的排水、污水的净化、雨水的蓄留起到事半功倍的作用, 使城市焕发新的活力.

[1] 郭怀成, 黄凯, 刘永, 等. 河岸带生态系统管理研究概念框架及其关键问题[J]. 地理研究, 2007, 26(4): 789—798.

[2] 吴建强, 黄沈发, 黄宇弛. 污染负荷及植被生物量变化对缓冲带污染物净化效果的影响[J]. 环境工程学报, 2008, 2(10): 67—71.

[3] 王敏, 黄宇驰, 吴建强. 植被缓冲带径流渗流水量分配及氮磷污染物去除定量化研究[J]. 环境科学, 2010, 11(10): 67—71.

[4] 国家环境保护总局. 水和废水监测分析方法[M]. 4版. 北京: 中国环境科学出版社, 2002: 243—258.

Vegetation seepage ditch application in Dongting lake area

CHEN HongWen

(Changde City Wearing Purple River Construction Development Co. Ltd, Changde 415000, China)

The role of vegetation seepage ditch was discussed, and its comparative advantages was analyzed, and taking Dongting lake area of a bank regulation works as an example, the specific practices was introduced. The research shows that vegetation seepage ditch with storage, filtration, permeability, peak clipping function fully demonstrated its ecology, environmental protection and applicability, popularization and application of great value.

seepage ditch vegetation; waterlogging prevention; Dongting lake area

TV 223.5

1672-6146(2014)01-0061-03

10.3969/j.issn.1672-6146.2014.01.014

第一作者email: wx2005220@163.com.

2013-12-11

(责任编校: 江 河)