成都市活水公園水系統(tǒng)提升改造探討與建議

黃時(shí)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(cè)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(cè)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(gè)璀璨的明珠；在1998年榮獲兩項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)(1998年獲第十二屆國(guó)際優(yōu)秀水岸設(shè)計(jì)最高獎(jiǎng)和由國(guó)際環(huán)境設(shè)計(jì)研究協(xié)會(huì)(EDRA)與美國(guó)《地域》(PLACES)雜志聯(lián)合授予的環(huán)境設(shè)計(jì)獎(jiǎng))[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(huì)<城市最佳實(shí)踐區(qū)>展示的15個(gè)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(shí)與教育于游憩與娛樂(lè)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(gè)有生態(tài)環(huán)境教育意義和休閑旅游價(jià)值的活動(dòng)場(chǎng)地，得到了市政府、市民及國(guó)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(guó)保護(hù)母親河生態(tài)監(jiān)護(hù)站、全國(guó)保護(hù)母親河行動(dòng)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(chǎng)館、成都市節(jié)水教育示范基地、四川大學(xué)全國(guó)干部教育培訓(xùn)基地實(shí)踐教研中心、西南交通大學(xué)建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院教學(xué)實(shí)踐基地、成都市水情教育基地、四星級(jí)公園等榮譽(yù)獎(jiǎng)牌。

在總結(jié)成都市活水公園人工濕地系統(tǒng)二十多年來(lái)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)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(diǎn)是：①新建過(guò)濾及消毒系統(tǒng)：②新建戲水池及人水和諧的親水活動(dòng)場(chǎng)；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(diǎn)的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示系統(tǒng)；⑤全面監(jiān)測(cè)檢查維修人工濕地系統(tǒng)，實(shí)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(dòng)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(gè)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(guò)一年多的設(shè)計(jì)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(shí)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(jí)凈化達(dá)到地表水三類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[3]的凈化過(guò)程；和在這個(gè)過(guò)程中水流態(tài)、水質(zhì)、水生動(dòng)植物和水使用功能的變化[4]。取得了預(yù)期的效果(見(jiàn)圖1)，得到了成都市政府及市民的認(rèn)可[5](見(jiàn)圖2)。許多少年兒童在水流雕塑、戲水池中玩耍，開(kāi)展各種戲水親水活動(dòng)(見(jiàn)圖3)，深受游人的喜愛(ài)。

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(dòng)的一角(1999)Fig.3 A corner of Chengdu living Water Park(1999)

1.2 運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)二十多年的運(yùn)行，逐步發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，如：

1.2.1 戲水池的水沒(méi)有經(jīng)過(guò)過(guò)濾及消毒處理，衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)達(dá)不到娛樂(lè)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(yú)和諧相親的活動(dòng)和景觀；未能滿足設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)初衷和游人對(duì)戲水、親水活動(dòng)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(guò)程的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，無(wú)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示和過(guò)程的自動(dòng)化管理。

1.2.4 人工濕地系統(tǒng)已經(jīng)過(guò)25年的運(yùn)行未大修過(guò)，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(cè)檢查維修。

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

反思當(dāng)年設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試運(yùn)行過(guò)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(wèn)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(duì)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(cè)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(zhǎng)人工濕地正常運(yùn)行的壽命，這是一個(gè)世界性的難題。我國(guó)建沒(méi)的人工濕地系統(tǒng)不少，但正常運(yùn)行超過(guò)20年的不多?；钏珗@人工濕地系統(tǒng)從1997年建成以來(lái)，已正常運(yùn)行了25年，對(duì)活水公園人工濕地系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)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(xiàng)重要任務(wù)，又能為研究解決人工濕地填料堵塞和延長(zhǎng)使用壽命問(wèn)題提供有價(jià)值的參考。

2.2 新建人工濕地出水過(guò)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(guò)濾消毒系統(tǒng)，為重建或新建人水相親的戲水池和人、魚(yú)、水和諧共生的親水活動(dòng)場(chǎng)，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(dòng)場(chǎng)

恢復(fù)和新建人、水和諧共生的戲水池和親水活動(dòng)場(chǎng)，滿足游人對(duì)親水活動(dòng)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(dòng)內(nèi)容，提升人、水、魚(yú)和諧共生的環(huán)境意識(shí)。

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(guò)濾處理后的清水，泵入新建的清水湖泊蓄存起來(lái)，既能為公園增加一個(gè)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(shì)較高的頭部，湖內(nèi)清水勢(shì)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(guò)管道進(jìn)行自流灌溉，也可以通過(guò)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(huì)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(dòng)監(jiān)測(cè)控監(jiān)系統(tǒng)

在活水公園水系統(tǒng)中的關(guān)鍵點(diǎn)位建設(shè)和配置水量、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)顯示和控制系統(tǒng)；完善水系統(tǒng)流量、水質(zhì)的自動(dòng)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(guò)濾消毒系統(tǒng)后出水、戲水池、親水活動(dòng)場(chǎng)和清水湖泊的水質(zhì)監(jiān)測(cè)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(jiǎn)介

3.1.1 工藝流程與平面布置

提升改造后的工藝流程見(jiàn)圖4，平面布置圖見(jiàn)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(jiǎn)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(gè)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(lái)自于在府河的取水經(jīng)過(guò)活水公園展示和處理后的出水；府河的河水來(lái)自于流經(jīng)成都市區(qū)的地表徑流來(lái)水，是受到人為活動(dòng)造成有一定程度污染的地表水。游人在魚(yú)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(gè)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(yú)塘花船、溪流花境等過(guò)程中，其水質(zhì)的變化過(guò)程；看到在這些過(guò)程中水質(zhì)、水流態(tài)、水生動(dòng)植物及水使用功能的變化；看到流水在水流雕塑、魚(yú)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(guò)程及人與水、水與水生動(dòng)植物的共生關(guān)系。

3.1.2.3 在活水公園尾部展示的是過(guò)濾消毒系統(tǒng)和游人的親水活動(dòng)場(chǎng)景.

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

經(jīng)過(guò)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(kāi)展人、魚(yú)、水和諧相親的各種戲水、親水活動(dòng)提供清潔水源。經(jīng)戲水、親水活動(dòng)的出水返回過(guò)濾消毒系統(tǒng)，過(guò)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(dòng)場(chǎng)，增加游人的戲水、親水景觀。

3.2 效果預(yù)測(cè)和可行性分析

3.2.1 效果預(yù)測(cè)

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(cè)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(guò)程的人與水、水與水生動(dòng)植物和諧共生的生態(tài)景觀。

3.2.1.2 增加過(guò)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(dòng)設(shè)施與場(chǎng)地，提升了人、水相親的活動(dòng)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。活水公園水系統(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(guò)程外，也展示了處理過(guò)的出水在用于人、水相親活動(dòng)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(ài)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(diǎn)的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(guò)程的水質(zhì)數(shù)據(jù)及其變化，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程的自動(dòng)控制，確保處理運(yùn)行過(guò)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(shí)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(gè)曾獲兩項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)的，以水為主題的成都市活水公園將變成城市休閑娛樂(lè)廣場(chǎng)、應(yīng)急避難場(chǎng)所或社區(qū)公園(活水公園占地面積只有2.4萬(wàn)m2，面積還不到成都市高新區(qū)神仙樹(shù)公園(面積8.1萬(wàn)m2)的三分之一)。那就有點(diǎn)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(shuō)明活水公園人工濕地凈水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(píng)。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，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(dòng)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(huì)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(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)，新建過(guò)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(guó)家已把成都市活水公園提升改造納入了計(jì)劃并開(kāi)始了園林和地下停車場(chǎng)的提升改造；在場(chǎng)地上可以利用活水公園頭部和尾部的場(chǎng)地，根據(jù)提升改造的需要進(jìn)行重新規(guī)劃設(shè)計(jì)，在公園內(nèi)解決，無(wú)需外購(gòu)?fù)恋?。因此，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(chǎng)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(hào)橋南側(cè)進(jìn)入活水公園，首先看到的是一個(gè)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(lái)自于流經(jīng)城區(qū)的地表徑流，是受到了一定的人為活動(dòng)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(yú)塘花船、溪流花境等一系列人工濕地單元的處理過(guò)程及在這些過(guò)程中的水質(zhì)、水流態(tài)和水生動(dòng)植物的變化，觀察體驗(yàn)“去污保水，種草養(yǎng)魚(yú)，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(yú)送還自然”的活水公園人工濕地凈水工藝設(shè)計(jì)理念。

再看到的是溪流花境出水經(jīng)過(guò)濾消毒達(dá)到親水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)后用于戲水池及人、魚(yú)、水和諧共生的親水娛樂(lè)活動(dòng)，展現(xiàn)多種戲水、親水景觀；經(jīng)親水活動(dòng)后的出水回流過(guò)濾消毒系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)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(yíng)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(dòng)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(lái)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(lái)水用量，有一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。游人對(duì)親水活動(dòng)的期望和城市園林綠化灌溉用水的需求是長(zhǎng)期的、穩(wěn)定的。經(jīng)活水公園處理過(guò)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(kāi)展各種戲水、親水活動(dòng)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。這就為活水公園長(zhǎng)期生存和正常運(yùn)行提供了長(zhǎng)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(guò)程和生態(tài)景觀；也展示了出水用于親水活動(dòng)和城市園林綠化灌溉的應(yīng)用效果和價(jià)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(guò)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(dú)一無(wú)二的。體現(xiàn)了人們愛(ài)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(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。