■ 柴 红 Chai Hong
河南邵营村生态水环境规划设计
■ 柴 红 Chai Hong
以新农村水环境治理为思路,采用借景技术,运用“驳岸+湿地+污水处理”立体的、系统的、综合的生态修复方法,构建多功能水环境体系应用图,实施邵营村生态水环境规划设计,取得了美化环境、解决内涝、治理水污染和节约水资源的生态效益。
新农村;治理规划;借景;污水治理系统;水环境体系
随着中原经济区规划建设步伐的加快,河南省关于“生态文明建设和新农村水资源治理”的研究工作也提上日程。2015年4月25日,中共中央国务院“关于加快推进生态文明建设的意见”中提出了“加快美丽乡村建设,支持农村环境集中连片整治”。加强新农村环境治理,是河南省乃至全国新农村亟待解决的问题。本文将以邓州市白牛镇邵营村为例,针对国内部分农村存在的“水资源浪费以及污染环境,且在雨季多发内涝”等问题进行探讨,提出解决措施。
邵营村位于河南省邓州市白牛镇东南部,距离镇区约15km,是邓州市新型农村社区建设示范村。全村现有人口5 561人,村庄占地面积90.00hm2,居民点围绕砚寺自然村集中居住。邵营村属于亚热带季风型大陆性气候,春季风多雨少干旱,夏季多雨,秋季凉爽,冬季雨雪少;年平均降水量745mm,据记录,降水量最多的年份达1 207mm,最少的为412mm。村庄地处平原,地势西北高、东南低,地面平均坡降在1/800~1/1200。
邵营村水环境现存问题主要有:①村内有较多坑塘和冲沟,夏季坑内水满,蚊虫成群;冬春两季坑塘断流,遍布杂物、枯叶,风一刮到处乱飞,这些坑塘周围没有村民愿意居住,形成空心村的格局。②雨季多发内涝,村内坑塘积满水,路面、农户院内到处一片汪洋,严重影响了居民的正常生活。③村内雨水、生活污水直接排放,对水体造成较大污染,环境问题日益严重。
2.1 借景
明代造园家计成在他的《园冶》一书中将“巧于应借,精在体宜”作为造园的第一准则。新农村水环境规划设计中的借景,是指充分利用现有的水资源和坑塘为主, 设置亲水景观。
邵营村内现有大小坑塘8个,深度1~5m,总占地面积约为40hm2。严陵河紧邻村庄,源自镇平县五朵山,流经百余里,在白牛地域河床宽100~150m,河内常年有水。
邵营村的借景设计是借用村内原有坑塘、冲沟和严陵河这些原有的地形和地貌资源,尊重并强化这种特征。①以现有大坑塘为主,夯实坑底,加大坑塘的深度,扩大水容量。②对坑塘塘壁和塘底做除漏防渗处理,防止水量流失。③对坑塘水岸线加以整治,对水岸线周边的土地,配以亲水平台、叠石、连廊、绿化景观和小游园进行景观中心建造。④对坑塘、冲沟和严陵河进行连通,将村内水体规划设计为活水水体,并对水体水岸线加以梳理,在保留原河道自然线形的基础上,运用蜿蜒的曲线,形成层次多元、和谐优美的水岸线。
借景设计的运用,发挥了村庄周围环境背景的有利因素,变废为宝,从而营造曲折有致、小桥流水和绿草茵茵的自然景象,形成生活气息浓郁的休闲娱乐场所(图1)。
2.2 污水治理系统
2.2.1 生态驳岸
邵营村内河流采用生态混凝土驳岸,长度1 656m。驳岸采用带有企口的多边形预制透水混凝土板块,呈方格形规则排列在村内水体的边坡上,具有一定的抗水流冲刷能力。混凝土孔隙率为30%~40%,一般在35%左右;混凝土中大量存在水泥水化产物Ca(OH)2晶体,遇水后,Ca(OH)2晶体溶解析出,吸附水中杂质后呈絮状物质沉淀下来,再由驳岸处微生物进行分解,使水质得到净化。
生态混凝土板块中间设有孔,水上部分孔洞中种植具有邓州特色、易生长、抗病害、生态效应好的水边植物,如芦苇等;水下部分孔洞作为鱼类和两栖动物的洞穴。生态驳岸有助于水土保持、水质净化,并优化河岸景观,实现驳岸的生态化和观赏性。
2.2.2 湿地生态系统
严陵河两岸规划湿地生态系统,面积为140hm2,长度1 116m,是邵营村淡水的主要蓄积地。在河内就地取土,堆成台田,种植芦苇;河内水较浅处栽种芡实;在水深处种植菹草。湿地水流速度缓慢,生长的植物、微生物和细菌等对生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、悬浮物、重金属等指标的去除率较高,脱氮效果较好,使湿地水体得到净化和美化。
2.2.3 污水处理规划
邵营村村民生活用水量定额采用《农村给水设计规范》(GBJ 13-86)中的居民生活用水定额,取最高日用水量指标150L/人·d。邵营村规划总人口为6 228人,则村民生活用水量为934.2m3/d;公共建筑按照生活用水量的12%计算,约为112.1m3/d;管网漏失及未预见水量取上述各项用水量之和的15%,约156.9m3/d;则综合日用水量为1 203.2m3/d。
邵营村规划设计日污水量按综合日生活用水量的85%计算,则规划区日污水量为1 022.8m3/d。道路上规划污水管线,污水管主干管管径为DN400,宅前管管径为DN200。污水经管网收集后汇入污水处理厂,经处理达标后的中水排入下游严陵河。污水处理工艺流程如图2所示。
2.3 水环境体系设计
2.3.1 供水系统
2.3.1.1 供水水源
邵营村近期规划在中心游园处布置一处给水设施,采用无塔供水,供全村居民使用;远期规划接乡镇供水干管。规划供水压力,最高日最大时供水压力按满足2层民用建筑用水进行规划,2层以上建筑自行加压满足用水量要求。
2.3.1.2 给水管网规划
邵营村配水管网按最高日最大时流量设计,沿道路敷设,成环状、支状结合布置。供水管管径为:主干管DN150,次干管DN100,入户管可采用DN80。
2.3.2 补水与雨水收集系统
邵营村的补水水源是收集的雨水、严陵河水。邓州地区年平均降雨量为745mm,雨水收集范围为规划后的村庄面积,集水面积为7.4×105m2;该村镇为城镇建筑稀疏区,根据《室外排水设计规范》(GB 50014—2006)取径流系数为0.45,则年平均径流量为2.6×105m3。邓州地区年蒸发量为700mm,村内水体面积为40 000m2,村内水体年蒸发量为30 000m3;据测算,年收集雨水量为2.3×105m3。因此,村内水体设计库容为2.3×105m3,基本可将收集的雨水存于规划水体中。雨水管布置原则为:在主要道路上布置主管,管径为DN600;宅前路采用支管,管径为DN400,支管雨水排入主要道路上的雨水主管后,就近排入村内水体。收集的雨水可用于绿地灌溉。
图2 邵营村污水处理工艺流程图
此外,在严陵河河道的左岸建一进水闸,干旱季节,进水闸开启,严陵河河水经暗管流入村内水体,为村庄补水,维持村内坑塘水量平衡;雨水旺季,则进水闸关闭。
2.3.3 排水系统
排水系统的主要作用是防止雨水旺季时,邵营村内涝。当出现最多年份降雨量时,村内水体水量超过库容的最大量,会通过溢流管道流入村外水体,排入下游的严陵河。
邓州地区最多年份降雨量为1 207mm,则年平均径流量为4×105m3,年蒸发量为3×104m3。根据规划的村内水体库容,将有1.4×105m3的水量通过溢流管排入村外水体。依据《邓州市各级季节降雨量及蒸发量及年径流量季节分配表》,冬季、春季和秋季的水量都应能满足村内水体的水位,溢流管的设置直径应按夏季考虑,设置2个溢流管,管径为1 000mm。
2.3.4 水环境体系
邵营村水环境体系由严陵河、村内水体和村外水体组成(图3)。严陵河是水环境的起源,河水通过水闸和暗管与村内水体连通,村内水体与村外水体通过溢流管连成一体,通过地势的高差,最终流入下游的严陵河而结束,构成水环境体系图的主线。水环境体系中有收集雨水和中水回收利用两个分支,雨水收集是村庄内的雨水流经生态驳岸,汇入村内水体;处理污水回收中水,中水又将对严陵河水进行补给。
邵营村水环境规划建设实施后,在运行期间,多次对处理后排放水进行检测,并与地表环境水进行对比,其结果为:SS的最小去除率为94.6%,COD的最小去除率为83.00%,BOD5最小去除率为95.60%,NH3-N的最小去除率为96.41%,TP的最小去除率为96.04%,阴离子表面活性剂的最小去除率为95.80%。排放水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中一级A标准排放要求。
坑塘的借景设计、污水的治理以及水环境体系的构建,美化了村庄,为村民提供集聚场所、娱乐场所,吸引村民居住,改变空心村的格局;干旱季节,开启上游河道的补水系统,维持村内水体水量平衡;雨水旺季,超出村内水体最大储水量,多余的雨水经溢流管排出村内,解决内涝问题;收集雨水和中水的回收利用,既解决了村庄的水污染问题,又节约了水资源。
邵营村水环境的治理,解决了村庄水污染、内涝问题,实现了水资源的可持续发展,保障村民的身体健康,建设美丽宜居乡村。本研究实现了新农村水环境工程建设的目标,其成果集村庄规划、水体生态修复、水体景观研究于一体,取得了一定的环境、经济和社会效益,在河南省新农村生态水环境规划设计方面起到以点带面的示范作用,对其他地区新农村建设具有借鉴意义。
Planning and Design of Ecological Water Environment in Shaoying Village in Henan Province
Aiming at water environment treatment in a new village, by adopting a view-borrowing technology and applying a three-dimensional, systematic and comprehensive "revetment + wet land + sewage treatment" ecological restoration method, construct the application diagram of the multi-functional water environment system and implement the planning and the design of the ecological water environment in Shaoying village so as to obtain ecological benefits of beautifying the environment, solving waterlogging, controlling water pollution and saving water resources.
new village, treatment planning, view-borrowing, sewage treatment system, water environment system
图3 邵营村水环境体系图
2015-12-13)
柴红,硕士,黄河水利职业技术学院讲师。