拯救城市泥潭基于传统智慧思考下的城市污泥堆积废弃地重生策略

参赛者：王兆迪、欧小杨、杨依茗、梁文馨、王子奇

学校院系：北京林业大学园林学院

指导教师：王向荣

拯救城市泥潭基于传统智慧思考下的城市污泥堆积废弃地重生策略

Freeing from Urban Quagmire Dredging Restoration Strategy Based on The Traditional Wisdom

参赛者：王兆迪、欧小杨、杨依茗、梁文馨、王子奇

学校院系：北京林业大学园林学院

指导教师：王向荣

1 城市泥潭——污水处理背后的灰色地带

为了避免城市产生的生活和工业污水中的污染物质进入自然水循环系统之中，每个城市都必须建设一定数量的污水厂对污水进行净化处理。污水处理是人们对生态环境的一种保护措施，而污水处理过程产生的副产品——污泥，却成为了二次污染源。因处理成本高等原因，污水处理厂对污泥违规倾倒、非法填埋，这一直是污水处理产业的灰色地带。污泥含有大量病原体、重金属离子等有毒有害物质，使填埋污泥的土地及周边水体遭受严重污染，无法继续使用，成为城市废弃地。在受到污泥困扰的城市之中，武汉市所表现的问题非常突出。武汉市毗邻长江，水系发达，位于河湖旁的污水处理厂将污水处理后排入水体之中，而此过程中产生的很大一部分污泥被非法填埋于临近的鱼塘、山坳等闲置土地，随着生态系统的物质循环和能量流动，水资源安全受到严重的威胁。我们选择武汉市黄陂区汤仁海湖湖滨的污泥堆放废弃地入手进行研究，试图探索城市泥潭的景观综合更新策略。

2 研究危害与价值——确立设计目标

设计之初，我们对污水处理产生的污泥物质组成、危害以及现有的处置手段进行了较为深入的研究。由此发现，污水处理厂产生的污泥中重金属、有毒有机物随着污泥中水分的下渗和雨水冲刷，进入土壤进而污染水体；随意堆放的污泥由于含水量过高，容易发生滑坡地质灾害。虽然污泥给生态环境带来了棘手的挑战，但是只要经过稳定化和无害化处理，其中固有的重金属元素、有机物质就可以创造较高的回收价值和经济利益。

发达国家在面对污泥处置的问题时，已经发展出传统填埋方式之外的一系列净化污泥、提取出可回收利用的物质、能源的新兴技术手段。例如，利用污泥中的有机质进行微生物堆肥，把污泥转变为可用于土地改良的原料、通过加热焚烧产生热能、通过植物冶金技术提取污泥中的重金属等等。这些创新的技术手段能够较好地解决传统填埋占用土地资源、非法堆放有害物质污染环境并导致潜在生产原料被浪费的问题，但是由于对设备、资金等的要求较高，在我国未能被全面推广。所幸的是，这些技术手段可以结合景观化处理的需求，为我们提供借鉴和创新的思路。景观设计师要处理的是已经被污泥侵蚀的土地，应当从土地本身入手，首先要寻求一种安全稳定的模式来整理土壤，使之成为各种污染净化手段的载体，利用生态学的原理和现有的污泥处理工业技术，对废弃的土地进行就地的净化，引导群落修复。我们的设计目标是将污泥堆放废弃地转化为具有自我恢复功能、能处理一部分未来产生的污泥、并可结合城市公共空间使用需求的可持续性基础设施。

3 基于传统智慧的“垛田模式”的废弃地更新策略

在传统农业生产中，生活在江河之滨的劳动者要不断地与水争夺更多的土地以供耕种，农耕者需要保证土地具有较好的排水能力，同时能够满足轮换耕作物种的需求。因此，人们在荒滩草地上挖土堆垒，把临水的土壤堆成梯形台地的“垛田”形式。随着垛田的形态不断扩大，互相联系，则成为常见于武汉临江地带的农耕形式——圩田。垛田能够在保证土地形态稳定的条件下，最大限度地促进土壤排水，台地的坡面上可以根据距离水的远近种植不同种类的作物。由于污泥污染的土壤需要首先解决排水问题，并通过生物手段进行净化，“垛田”形态的优势在污泥废弃地的土壤改造中恰好可以借鉴。同时，由于“垛田”堆起土壤的高度和大小容易控制，结合植物对空间进行划分，可以形成不同用途的公共活动场所，有助于使废弃地转化为纳入城市服务的多功能用地。

基于上述，我们采用“垛田模式”的基本模块对污泥堆放废弃地进行生态净化和功能更新。城市泥潭景观综合更新的基本策略分为三步：生态优化、资源利用、城市基础设施建设。

（1）生态优化，这是场地中首先需要解决的问题，最先做的是建立污泥塘与湖面的缓冲区，防止污染的进一步扩散。在污泥塘的周围建设“垛田”形态的干化、净化装置，使有害的污泥转变为无害可利用物质的同时，成为后期生态群落构建的载体。种植耐性植物以及饲养蚯蚓可以缩短污泥向正常土壤转化的周期，使污泥的重金属含量、土壤含水量、土壤粒径、有机物含量等指标趋于正常土壤的水平。在此基础上，正常的群落演替得以进一步发展，恢复原有的湖滨、水塘、湿地的样貌，重新成为动物、昆虫的栖息地，成为物种多样性丰富的生态群落。

（2）资源利用，即发掘污泥中蕴含的潜在资源以及污泥本身加工成为产品的可能性。污泥中含有高水平的重金属，选用不同种类的植物种植，在降低土壤重金属水平的同时可以对重金属元素进行有效的收集、分类，以进行进一步的提炼。经过污染净化好的污泥因其较高的有机物、无机物（K、N、P）水平，可作为优秀的化肥或土壤改良剂，成为经济产品或投入城市园林建设使用。

（3）城市基础设施建设，即基于原本污泥堆放废弃地的场地特征，在生态优化的基础上，利用无害化的污泥产物塑造不同类型的城市开放空间。生态优化过程塑造的干化、净化装置将成为场地的原有肌理，与原有的鱼塘、湖面结合，在此基础上产生丰富多样的活动空间，增加人群使用的多种可能性。洼地因自然汇水成为湿地，种植水生植物，涵养湖水；高地或成为多种用途的活动广场。多种角度“垛田”形态的组合形成丰富的竖向变化，可依势成为台地、剧场、生态坝，成为具有生态科普教育以及都市农业展示功能的独特景观。场地成为新的城市公共空间的同时记录了自身由最初的农业用地到污泥堆积废弃地，以及经过景观化的引导、改善，最终转变为绿色基础设施的发展过程。

本科生组二等奖/Silver Award