黃時達(dá),錢 駿 ，任 勇 ，龍 泉 ，冷 冰 ，鄒俊良

(1.四川省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院，成都 610041；2.四川省輻射環(huán)境管理監(jiān)測中心站，成都 611139； 3.四川省環(huán)科源科技有限公司，成都 610095；4.四川省川環(huán)源創(chuàng)檢測科技有限公司，成都 611730； 5.四川省環(huán)保科技工程有限責(zé)任公司，成都 610041)

前 言

成都市活水公園是20世紀(jì)90年代成都市府南河綜合整治工程中留下的一個璀璨的明珠；在1998年榮獲兩項國際大獎(1998年獲第十二屆國際優(yōu)秀水岸設(shè)計最高獎和由國際環(huán)境設(shè)計研究協(xié)會(EDRA)與美國《地域》(PLACES)雜志聯(lián)合授予的環(huán)境設(shè)計獎)[1]，地處成都市中心城區(qū)府河畔，是以水為主題的公園；是2010年入選上海世博會<城市最佳實踐區(qū)>展示的15個范例之一；是展示人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的微縮精品；是寓知識與教育于游憩與娛樂之中的成功之作[2]。從1997年建成至今已正常運(yùn)行了25年，為成都市民及游人提供了一個有生態(tài)環(huán)境教育意義和休閑旅游價值的活動場地，得到了市政府、市民及國內(nèi)外游人的支持、喜歡和認(rèn)可。成都市活水公園曾榮獲全國保護(hù)母親河生態(tài)監(jiān)護(hù)站、全國保護(hù)母親河行動生態(tài)教育基地、四川省環(huán)境教育基地、成都市環(huán)保教育基地、世博園區(qū)文明場館、成都市節(jié)水教育示范基地、四川大學(xué)全國干部教育培訓(xùn)基地實踐教研中心、西南交通大學(xué)建筑與設(shè)計學(xué)院教學(xué)實踐基地、成都市水情教育基地、四星級公園等榮譽(yù)獎牌。

在總結(jié)成都市活水公園人工濕地系統(tǒng)二十多年來運(yùn)行經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，探討活水公園人工濕地與水系統(tǒng)的提升改造并提出相關(guān)建議方案。

建議方案的主題創(chuàng)新點是：①新建過濾及消毒系統(tǒng)：②新建戲水池及人水和諧的親水活動場；③新建出水回用的清水湖泊及城市園林綠化灌溉取水系統(tǒng)；④新建水系統(tǒng)主要節(jié)點的水質(zhì)自動監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)；⑤全面監(jiān)測檢查維修人工濕地系統(tǒng)，實現(xiàn)在不改變?nèi)斯竦叵到y(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上持續(xù)正常運(yùn)行；⑥突出水的主題，展示人與水，水與水生動植物和諧共生的景觀，增強(qiáng)宣揚(yáng)保水、治水、多功能多層次重復(fù)用水和節(jié)約用水的先進(jìn)環(huán)保理念。

1 方案的提出

1.1 成都活水公園的建設(shè)與運(yùn)行

1996年成都市政府決定在府南河綜合整治工程中建設(shè)一個以水為主題的公園，在公園水系統(tǒng)方案的討論中選擇了人工濕地處理工藝方案。

經(jīng)過一年多的設(shè)計和施工建設(shè)，在1997年底完成了活水公園人工濕地處理系統(tǒng)的建設(shè)任務(wù)，經(jīng)調(diào)試運(yùn)行，實現(xiàn)了全面展示把提取的受人為污染為地表五類水水質(zhì)的府河河水，逐級凈化達(dá)到地表水三類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[3]的凈化過程；和在這個過程中水流態(tài)、水質(zhì)、水生動植物和水使用功能的變化[4]。取得了預(yù)期的效果(見圖1)，得到了成都市政府及市民的認(rèn)可[5](見圖2)。許多少年兒童在水流雕塑、戲水池中玩耍，開展各種戲水親水活動(見圖3)，深受游人的喜愛。

圖1 成都市活水公園全景(1998)Fig.1 Panoramic view of Chengdu Living Water Park(1998)

圖2 成都市活水公園門票(1998)Fig.2 Ticket of Chengdu Living Water Park (1998)

圖3 成都市活水公園親水活動的一角(1999)Fig.3 A corner of Chengdu living Water Park(1999)

1.2 運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)的問題

經(jīng)過二十多年的運(yùn)行，逐步發(fā)現(xiàn)一些問題，如：

1.2.1 戲水池的水沒有經(jīng)過過濾及消毒處理，衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)達(dá)不到娛樂用水要求，戲水池內(nèi)易生藻類，不易清掃而于十多年前廢棄。從而失去了少年兒童與水、魚和諧相親的活動和景觀；未能滿足設(shè)計者的設(shè)計初衷和游人對戲水、親水活動的期望。

1.2.2 出水直接流入府河，水經(jīng)凈化后的使用功能展示不足。

1.2.3 缺少水系統(tǒng)水質(zhì)變化過程的監(jiān)測監(jiān)控，無監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示和過程的自動化管理。

1.2.4 人工濕地系統(tǒng)已經(jīng)過25年的運(yùn)行未大修過，現(xiàn)已出現(xiàn)填料堵塞、設(shè)備、閥門、管道老化和損壞，構(gòu)筑物有破損滲漏等情況，需要進(jìn)行全面的監(jiān)測檢查維修。

1.2.5 在當(dāng)年活水公園的建設(shè)過程中，因受經(jīng)費(fèi)不足等因素限制，沒有建設(shè)出水過濾消毒和回用設(shè)施等。

反思當(dāng)年設(shè)計、施工和調(diào)試運(yùn)行過程所遇到的一些困擾和想法，回顧二十多年運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，深感水系統(tǒng)的提升改造是保持活水公園先進(jìn)理念和持續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵，對活水公園人工濕地處理與水系統(tǒng)進(jìn)行一次全面的檢查維修和提升改造是十分必要的。

2 方案的主要內(nèi)容

2.1 全而監(jiān)測檢查維修人工濕地系統(tǒng)

如何防治人工濕地系統(tǒng)的填料堵塞，延長人工濕地正常運(yùn)行的壽命，這是一個世界性的難題。我國建沒的人工濕地系統(tǒng)不少，但正常運(yùn)行超過20年的不多?；钏珗@人工濕地系統(tǒng)從1997年建成以來，已正常運(yùn)行了25年，對活水公園人工濕地系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)測檢查維修和研究，既可完成活水公園水系統(tǒng)提升改造的一項重要任務(wù)，又能為研究解決人工濕地填料堵塞和延長使用壽命問題提供有價值的參考。

2.2 新建人工濕地出水過濾消毒系統(tǒng)，提升出水的應(yīng)用效益

建議新建人工濕地出水的過濾消毒系統(tǒng)，為重建或新建人水相親的戲水池和人、魚、水和諧共生的親水活動場，創(chuàng)造合符衛(wèi)生學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)條件。

2.3 恢復(fù)和新建人水相親活動場

恢復(fù)和新建人、水和諧共生的戲水池和親水活動場，滿足游人對親水活動的期望，提升活水公園出水的使用功能：增加活水公園的水環(huán)境宣傳教育的活動內(nèi)容，提升人、水、魚和諧共生的環(huán)境意識。

2.4 新建清水蓄水湖泊、增加清水湖岸生態(tài)景觀

經(jīng)人工濕地和過濾處理后的清水，泵入新建的清水湖泊蓄存起來，既能為公園增加一個與府河河水水質(zhì)和河岸景觀不一樣的湖泊清水和湖岸景觀，又可為城市園林綠化灌溉提供源源不斷的清水資源。

2.5 新建城市園林綠化取水管道灌溉和灌溉水取水裝車系統(tǒng)

新建清水湖泊位于活水公園地勢較高的頭部，湖內(nèi)清水勢能較高，高于活水公園內(nèi)和府河沿岸的許多園林綠化地面，可以通過管道進(jìn)行自流灌溉，也可以通過裝車系統(tǒng)取水裝車噴灑。提升公園出水的多層次利用功能，增加社會經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)公園的持續(xù)運(yùn)行和永續(xù)發(fā)展。

2.6 增加公園水系統(tǒng)水質(zhì)和流量的自動監(jiān)測控監(jiān)系統(tǒng)

在活水公園水系統(tǒng)中的關(guān)鍵點位建設(shè)和配置水量、水質(zhì)自動監(jiān)測顯示和控制系統(tǒng)；完善水系統(tǒng)流量、水質(zhì)的自動調(diào)節(jié)控制和現(xiàn)代化管理。顯示府河原水、人工濕地系統(tǒng)凈化后的出水、過濾消毒系統(tǒng)后出水、戲水池、親水活動場和清水湖泊的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

3 方案的工藝流程

3.1 工藝流程圖及工藝流程簡介

3.1.1 工藝流程與平面布置

提升改造后的工藝流程見圖4，平面布置圖見圖5。

圖4 成都活水公園水系統(tǒng)提升改造工藝流程圖Fig.4 Flow chart of water system upgrading of Chengdu Living Water Park

圖5 成都活水公園水系統(tǒng)提升改造平面示意圖Fig.5 Schematic diagram of water system upgrading in Chengdu Living wate park

3.1.2 工藝流程簡介

從圖4、圖5可以看出，活水公園水系統(tǒng)提升后將分成四個子系統(tǒng)。

3.1.2.1 在活水公園頭部展示的是清水湖泊、湖岸與活水公園取水口前的府河河流、河岸生態(tài)系統(tǒng)。

湖泊的清水來自于在府河的取水經(jīng)過活水公園展示和處理后的出水；府河的河水來自于流經(jīng)成都市區(qū)的地表徑流來水，是受到人為活動造成有一定程度污染的地表水。游人在魚頭處可以直接觀察和感受清水湖泊水質(zhì)、湖岸生態(tài)與府河水質(zhì)、河岸生態(tài)，了解它們的區(qū)別和差異。感受進(jìn)水與出水的差別。

3.1.2.2 在活水公園中部展示的是人工濕地處理系統(tǒng)。

在這個系統(tǒng)中，游人可以直接觀察和感受到從府河提取的河水，在流經(jīng)活水公園中的厭氧沉淀池-水流雕塑1-兼氧池-人工濕地植物塘床系統(tǒng)-水流雕塑2-魚塘花船、溪流花境等過程中，其水質(zhì)的變化過程；看到在這些過程中水質(zhì)、水流態(tài)、水生動植物及水使用功能的變化；看到流水在水流雕塑、魚塘花船、溪流花境受到二次污染的水質(zhì)變化；感受人工濕地的凈水過程及人與水、水與水生動植物的共生關(guān)系。

3.1.2.3 在活水公園尾部展示的是過濾消毒系統(tǒng)和游人的親水活動場景.

經(jīng)魚塘花船、溪流花境的岀水進(jìn)入過濾消毒系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)場實際情況選用過濾、消毒方法和設(shè)備，重新進(jìn)行精心設(shè)計和施工建設(shè)。為了與活水公園景色相協(xié)調(diào)，建議過濾設(shè)施放在地下，選用臭氧與紫外線消毒的方法。

經(jīng)過濾消毒后的出水達(dá)到兒童戲水池水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，為游人開展人、魚、水和諧相親的各種戲水、親水活動提供清潔水源。經(jīng)戲水、親水活動的出水返回過濾消毒系統(tǒng)，過濾消毒后的出水泵入清水湖泊，作為城市園林綠化灌溉用水的供水水源。

3.1.2.4 清水回收利用系統(tǒng)。

(1) 新建活水公園頭部的清水湖泊和城市園林綠化管道灌溉與灌溉車取水系統(tǒng)，增加活水公園出水回用的保水節(jié)水理念。

(2)新活水公園尾部的戲水池與親水活動場，增加游人的戲水、親水景觀。

3.2 效果預(yù)測和可行性分析

3.2.1 效果預(yù)測

3.2.1.1 進(jìn)行了活水公園人工濕地系統(tǒng)的全面監(jiān)測檢查維修，持續(xù)展示和保持人工濕地系統(tǒng)的凈水效果和人工濕地處理過程的人與水、水與水生動植物和諧共生的生態(tài)景觀。

3.2.1.2 增加過濾消毒系統(tǒng)，提高了出水水質(zhì)，新增了游人與水相親的活動設(shè)施與場地，提升了人、水相親的活動景觀和人與自然和諧共生的生態(tài)環(huán)境理念。

3.2.1.3 增加出水回用的清水湖泊，展示湖泊湖岸生態(tài)。湖泊清水作為園林綠化灌溉的水源，用于園林綠化灌溉?；钏珗@水系統(tǒng)除展示從府河的取水經(jīng)人工濕地處理系統(tǒng)中各處理單元的處理過程外，也展示了處理過的出水在用于人、水相親活動和用于園林綠化灌溉的多層次、多功能利用，提升人們科學(xué)用水、治水、愛水、保水、節(jié)約用水的環(huán)保理念。

3.2.1.4 新增了水系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點的水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的顯示和監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，向游人展示河水在人工濕地處理過程的水質(zhì)數(shù)據(jù)及其變化，實現(xiàn)運(yùn)行過程的自動控制，確保處理運(yùn)行過程及清水應(yīng)用的安全。

3.2.1.5 活水公園水系統(tǒng)提升改造后，有望成為全球最先進(jìn)的以水為主題的微縮精品公園。如果成都市活水公園水系統(tǒng)不進(jìn)行提升改造，隨著時間的推移，人工濕地系統(tǒng)的填料淤塞、閥門、管道、設(shè)備老化，破損等，人工濕地凈水系統(tǒng)將不能正常運(yùn)行，一個曾獲兩項國際大獎的，以水為主題的成都市活水公園將變成城市休閑娛樂廣場、應(yīng)急避難場所或社區(qū)公園(活水公園占地面積只有2.4萬m2，面積還不到成都市高新區(qū)神仙樹公園(面積8.1萬m2)的三分之一)。那就有點得不償失了！

3.2.2 可行性分析

活水公園水系統(tǒng)已正常運(yùn)行了25年，說明活水公園人工濕地凈水系統(tǒng)的設(shè)計是科學(xué)的，運(yùn)行是可靠的，并得到了廣大市民和游人的好評。隨著運(yùn)行時間的延長，也發(fā)現(xiàn)有些設(shè)施、設(shè)備已有老化、破損、滲漏；出水水質(zhì)達(dá)不到親水活動水質(zhì)衛(wèi)生指標(biāo)要求；水使用功能應(yīng)用不夠充分等不足。進(jìn)行全面的檢查維修和提升改造是十分必要的。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的提高，改進(jìn)人工濕地系統(tǒng)，新建自動監(jiān)測和自動化監(jiān)控管理系統(tǒng)，新建過濾消毒設(shè)施，增加水的多層次利用功能等，在技術(shù)上是可行的；在經(jīng)濟(jì)上國家已把成都市活水公園提升改造納入了計劃并開始了園林和地下停車場的提升改造；在場地上可以利用活水公園頭部和尾部的場地，根據(jù)提升改造的需要進(jìn)行重新規(guī)劃設(shè)計，在公園內(nèi)解決，無需外購?fù)恋亍Ｒ虼?，成都市活水公園水系統(tǒng)提升改造在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及場地上都是可行的。

4 結(jié) 論

綜上所述，成都市活水公園水系統(tǒng)提升改造后，從紅星路1號橋南側(cè)進(jìn)入活水公園，首先看到的是一個清水湖泊的湖水、湖岸和錦江府河的河水、河岸的生態(tài)景觀；湖泊清水用于城市園林綠化灌溉：錦江府河的河水來自于流經(jīng)城區(qū)的地表徑流，是受到了一定的人為活動污染的地表水，也是活水公園人工濕地系統(tǒng)處理的取水水源。

然后看到的是泵入活水公園的河水在經(jīng)厭氧沉淀池、水流雕塑1、兼氧池、人工濕地植物塘床系統(tǒng)、水流雕塑2、魚塘花船、溪流花境等一系列人工濕地單元的處理過程及在這些過程中的水質(zhì)、水流態(tài)和水生動植物的變化，觀察體驗“去污保水，種草養(yǎng)魚，建設(shè)良性人工濕地生態(tài)系統(tǒng)；用綠葉鮮花裝飾大地，把清水活魚送還自然”的活水公園人工濕地凈水工藝設(shè)計理念。

再看到的是溪流花境出水經(jīng)過濾消毒達(dá)到親水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)后用于戲水池及人、魚、水和諧共生的親水娛樂活動，展現(xiàn)多種戲水、親水景觀；經(jīng)親水活動后的出水回流過濾消毒系統(tǒng)。經(jīng)過濾消毒達(dá)到城市園林綠化灌溉水標(biāo)準(zhǔn)的出水泵入清水湖泊，用作營造清水湖泊和湖岸的生態(tài)景觀，湖水作城市園林綠化灌溉的取水水源。

恢復(fù)和提升人與水和諧共生的親水活動是游人和少年兒童天然的追求和期望；城市園林綠化需要大量合格而穩(wěn)定的灌慨用水，目前城市園林綠化灌溉大都使用城市自來水。活水公園水系統(tǒng)每天有200～300m3清水流出，用于城市園林綠化灌溉就可減少城市園林綠化的自來水用量，有一定的社會經(jīng)濟(jì)效益。游人對親水活動的期望和城市園林綠化灌溉用水的需求是長期的、穩(wěn)定的。經(jīng)活水公園處理過的出水既能為城市園林綠化灌溉提供源源不斷的合格水源，又能滿足園內(nèi)開展各種戲水、親水活動的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。這就為活水公園長期生存和正常運(yùn)行提供了長期穩(wěn)定的應(yīng)用客戶和效益保障?？纱龠M(jìn)活水公園的持續(xù)發(fā)展。

活水公園水系統(tǒng)提升后，從府河提取的受人為污染的河水在活水公園中不但展示了在人工濕地系統(tǒng)處理的凈化過程和生態(tài)景觀；也展示了出水用于親水活動和城市園林綠化灌溉的應(yīng)用效果和價值，突出了以水為主題的原創(chuàng)理念。這種既能全面展示受污染的河水在人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的處理過程又能展示處理后的岀水得到多方面、多層次、多功能利用的，以水為主題的生態(tài)公園在當(dāng)今世界上是獨一無二的。體現(xiàn)了人們愛水、保水、治水、節(jié)約用水的先進(jìn)環(huán)保理念，有顯著的社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。