再生水回用于民俗旅游村水景观的工程实践
作者: 张雄 李冰心 谷阳 李阳 蔡晓昂 左雪蕊 查切尼
摘要 通过分析北京再生水回用现状及再生水在民俗旅游村的需求,提出了再生水在民俗旅游村的回用策略,并在北京市通州区于家务回族乡仇庄村进行了工程实践,取得了良好的再生水处理及水景观构建效果,结果表明:表流人工湿地系统在水力负荷为0.15 m3/(m2·d)时,对各污染物具有较好的处理效果,同时提高了场地的生态效益。该研究为我国民俗旅游村再生水回用及水景观建设提供了切实可行的技术思路,同时也为农村高质量水景观环境的建设和水资源可持续利用提供模式参考。
关键词 再生水回用;水景观;民俗旅游村
中图分类号 X 703文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2022)14-0179-07
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.14.043
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Application Mode and Engineering Practice of Reclaimed Water Reuse in Water Landscape of Folk Tourism Village
ZHANG Xiong,LI Bing-xin,GU Yang et al
(Beijing Zeho Waterfront Ecological Environment Management Co.,Ltd.,Beijing 100871)
Abstract The current situation of reclaimed water reuse and the demand for reclaimed water in folk tourism villages in Beijing were analyzed,and a strategy for the reuse of reclaimed water in folk tourism villages was proposed.According to this strategy,engineering practice was carried out in Qiuzhuang Village,Yujiawu Huizu Township,Tongzhou District,Beijing City.The result showed it has achieved good reclaimed water treatment and water landscape construction effects,the surface flow constructed wetland system still has a good treatment effect on various pollutants when the hydraulic load is 0.15 m3/(m2·d) and increased the ecological benefits of the base.In addition,it has provided practical technical ideas for the reuse of recycled water and water landscape construction in our folk tourism villages,and also created a model reference for the construction of high-quality water landscape environment in rural areas and the sustainable use of water resources.
Key words Reclaimed water reuse;Water landscape;Folk tourism village
北京是一个严重缺水的城市[1],根据《北京市水资源公报》,2018年北京市水资源总量为35.46 亿m3,人均水资源占有量为165 m3,是我国和世界人均水资源占有量的7.50%和1.88%。为了解决水资源供需的差距,北京在加强利用常规水资源的同时,采取一系列措施发展再生水回用,以满足多种需求[2]。北京市有87.12%的再生水用于景观环境,根据北京市河湖水系水体功能及水质标准,IV类、V类水体河湖的环境用水可采用再生水补水。再生水回用可有效解决中心城约290 km河道、374 hm2湖面及永定河环境用水问题[3]。
由于北京农村具有小规模地区管理的特点,农村污水量少而分散[4]。由于目前农村生活污水缺乏统一的处理流程和工艺,再加上与现行的再生水景观回用水质标准在应用中存在冲突,导致农村再生水回用技术仍面临水体富营养化、透明度不高、蚊虫滋生等问题[5]。对于部分地区,再生水回用的管网等配套设施不健全,且对于管网合流溢流的情况考虑较少,导致降雨集中时期污水处理能力不足,影响水质[6]。此外,农村再生水的回用目标和途径不明确,多数用于灌溉或就近水体排放,未进行整体景观环境的建设,造成农村再生水回用的浪费,忽略了水景观与整体环境的融合和利用。
民俗旅游村一般指拥有传统乡村民俗文化特色,从事旅游接待和经营的行政村或区域相对独立、规模合理、特色鲜明的自然村。北京市民俗旅游村位于房山、大兴、怀柔、密云、通州、昌平、顺义等区,经过实地调查,其特点是生态基底较好、民俗文化浓厚,但是水域污染日益严重,水体面积减少,水体净化方式落后,水岸自然生态景观逐渐消失,水域景观破碎度增加。民俗旅游村居住人口较少,污水排放量不大,且当地村庄发展以旅游业为主体产业,因此村庄对处理设施出水水质有较高要求[7]。
因此,急需在北京市民俗旅游村通过水质净化技术和水环境修复技术,增加水体循环,改善水体流动性,提高水体净化能力,从整体上改善水环境和水生态。而利用再生水回用进行民俗旅游村的水景观构建,同时维持其水质稳定性,对于解决民俗旅游村水资源短缺问题及构建可持续、高质量的水景观环境具有重要意义。笔者通过分析再生水在民俗旅游村的回用策略,并将该策略在北京市通州区于家务回族乡仇庄村进行了工程实践,为再生水在民俗旅游村水景观建设的应用作出示范。
1 研究区概况
仇庄村地处北京市通州区于家务回族乡的最南端,南接河北,西联大兴,东与东方大学城相邻,距城区约31.5 km,是通州区的南大门。2013年仇庄村被评为“全国美丽乡村”创建试点单位,2017年被评为北京市通州区区级民俗旅游村。2020年12月,仇庄村被列入农业农村部推介首批全国村级“乡风文明建设”优秀典型案例,以“倡、树、兴、展”为引领,完善“家庭、学校、社会、网络”四位一体的工作模式,开展特色文化活动,传承弘扬优良家风。
仇庄污水处理站位于仇庄村西南角(图1),毗邻京沪高速,距离北京市核心区40 km,临近仇庄村及仇庄孝道主题公园,其他周边用地均为林地环绕。
2 民俗旅游村再生水回用策略及示范工程
2.1 策略
2.1.1 选择合适的水源与可行的再生水回用工艺。民俗旅游村水景观的构建可采用自然水源、再生水回用等方式。水质是水景观建设的基础和保障[4],因此首先需通过水质净化技术和水环境修复技术,从整体上改善水环境和水生态。目前农村污水再生回用的工艺主要有生态塘、人工湿地、浮动湿地等方式,以削减污染物、控制水体富营养化、保持水质稳定性为目标,结合不同工艺类型和特点,选择经济可行的再生水回用工艺。
2.1.2 符合民俗旅游村特点的水景观营造。
民俗旅游村水景观的营造,首先是需要尊重自然、顺应自然,充分开发与利用村庄原有的井、渠、塘、堰、碓、缸等水景观设计元素;桥、亭、水街、驳岸、埠头等饰水元素要与古村落原有的风格和谐统一,秉承古朴、自然、生态、低碳的营造理念。其次,要保护现状资源,融入生态设计手法,营建人与自然共生人居环境,打造集生态、科普、休闲、展示、游览多功能于一体的民俗旅游村。最后,遵循保护优先、科学恢复、因地制宜、适度开发等原则,保护原有场地现状,迎合该地区居民的需要进行设计[8]。
2.1.3 水质稳定性保持。首先,通过控制再生水水质确保来水水体质量,引导农业生产者科学地使用化肥、农药等,实现农产品的优质、无害和农业生产废物的资源化,防止农业面源污染。其次,适当引入经济价值较高、适应能力强及生态效益好的物种,使其形成高效、稳定的生态型人工植物群落。在改善水体水质的同时结合景观空间效果及产业经济需求,使其形成自然野趣的生态空间。还可根据气候特点,实行水期差异引水,同时在枯水期及丰水期配置相适宜的植物群落,达到改善水质和美化景观的双重效果。最后,随着村庄旅游业的发展,可能会存在两岸堆放垃圾以及直接向水体乱扔垃圾的现象,影响水系的景观效果,也通过地表径流引起水体污染。因此,加强管理是民俗旅游村景观水体水质保障的关键。
2.2 再生水回用示范工程
2.2.1 项目背景。近些年,随着北京市美丽乡村的建设,北京市新建了大量的农村污水处理站,但处理后的再生水排放至附近沟渠和坑塘,未充分利用再生水资源,造成再生水浪费。依托于水专项——北京市农村再生水回用及水景观构建课题,项目组在通州区仇庄村建设一处农村再生水回用及水景观构建技术示范基地(简称“基地”)。
基地位于北京市通州区于家务回族乡仇庄村,仇庄村依托孝道传统文化发展休闲农业和乡村旅游。仇庄污水处理站建成于2019年,地理坐标为116.713°E,39.645°N,占地面积1 420.88 m2。污水处理工艺为A2/O+MBR,近期规模为200 m3/d,远期规模为1 000 m3/d,结合仇庄当地文化及景观要求,该项目采用半地下污水处理形式。
场站出水标准按照出水水质符合北京市地标《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB 11/1612—2019)新(改、扩)建农村生活污水处理设施水污染物排放二级A标准。由表1可知,仇庄污水处理站出水水质与再生水回用观赏性景观环境用水-水景类标准仍有较大差别,因此该项目通过建设表流人工湿地,实现再生水水质净化及维持其稳定性,达到再生水回用观赏性景观环境用水-水景类标准的要求。
原场站重点考虑净化污染的功能,缺少后续再生水回用的功能,设计出水直接排放至附近沟渠,未充分利用再生水资源,造成水资源浪费。通过基地建设,为民俗旅游村的再生水回用水景观进行示范,在北京对农村再生水回用进行推广。
2.2.2 项目目标。
通过集成水专项研发的污水处理技术和再生水回用水景观构建技术,以水为题,利用自身所产再生水建设一个水景公园,为仇庄村美丽乡村建设,为仇庄民俗旅游的经济发展贡献力量。通过污水处理和再生水回用水景观的建设,开展多样化的科普活动,使项目场地成为一处宣传水资源再生利用及传递环保理念的科普示范基地,同时场地可为周围居民提供休闲游憩场所。
2.2.3 设计理念
(1)中水回用:构建生态公园。仇庄污水处理站可生产200 t/d再生水,利用部分再生水作为场站内湿地公园的水源,具有溪流和水塘等多样的湿地景观,给居民带来不同的湿地风貌体验。
(2)表流湿地:深度净化水质。湿地水系设置表流湿地,选择较耐水湿的乔灌木来提升冬季景观效果,同时提高冬季水景观水体净化能力[9],并在湿地底部铺设砾石、火山岩等填料,增强对污染物的去除效果。
(3)海绵系统:净化后排放。
大量砾石可保证旱季景观效果,雨季来自地面的雨水通过层层台地汇入洼地,形成小型的叠水景观,雨水经过植物净化后自然下渗。
(4)生境营建:创造多样生态。
通过种植乔灌草,选择北京乡土植物,模拟自然群落结构,营造不同的陆生和湿生生境,同时与周围的公园和林地形成有效连接,丰富区域生物多样性。
(5)文化凸显:营造特色环境。仇庄拥有悠久孝道文化,通过特色的种植体现仇庄家庭和美、骨肉情深的“孝”文化。
50卷14期张 雄等 再生水回用于民俗旅游村水景观的工程实践