垃圾填埋场封场后的景观再造策略探讨——以西安江村沟垃圾填埋场为例

发布时间:2022-06-09 20:40:03 论文编辑:vicky

本文是一篇景观毕业论文,本文选取了垃圾填埋场景观再造中最重要的设计要素-植物,进行展开讨论。结合 “斑块—廊道—基质”的经典理论体系,遵循乡土化、抗污染、抗旱、耐酸、耐涝、耐寒等条件的植物选取原则,利用不同植物对于土壤的作用以及自身的特点,选择合适的生态位修复位置,构建合理的保护区,区分核心污染区,根据斑块自身的特性,保持斑块之间合适的距离,通过斑块、廊道、基质的排列与组合,探究其内在联系,规划设计出最优的景观格局。

1 绪论

1.1 研究背景和意义

随着社会发展进程的加快、城市化不断完善,许多垃圾填埋场面临着封场改造,生态修复,再次利用等问题。生活垃圾填埋场的使用改变了周边场地生态系统的连续性,破坏了多样性,影响了水环境。随着城市每天垃圾数量的不断增加,各个垃圾填埋场的可以填埋的容量也在不断减少,许多填埋场都提前迎来了填埋饱和,并提前封场。场地的长期使用,致使周边水质受到污染、生态系统退化、破坏严重,封场后的景观再造成为了主要问题。生活垃圾清运量随着城市的发展在逐年增加,伴随着垃圾分类的实施,以及垃圾填埋场数量的增加,使得生活垃圾的无害化处理率也在逐年增加。全国城市生活垃圾清运和处理情况见表 1-1。

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1.2 研究综述

1.2.1 国内近现代相关理论及设计研究综述

我国相关的研究著作较有代表性的是俞孔坚的《景观:文化、生态与感知》为城市的绿地建设提供了新思路,程绪坷的《生态园林的理论与实践》,清华大学的环艺系编写的《21世纪中国艺术设计可持续发展战略报告》从艺术设计的角度来研究环境生态学等。 

而国内学者对于垃圾填埋场景观再生的讨论与生态恢复设计的相关领域案例研究起步较晚,更多的主要集中在工业景观的再生、河道景观的再生、棕地和废弃地景观的再生这几个方面。最开始的研究垃圾填埋场的改造问题主要是研究土壤的修复,对于垃圾填埋场的景观再造案例我国实施了修复策略的有福州市的鳌峰公园,北京市的南海子公园,武汉的园博园,杭州的天子岭生态公园等。

这些案例都分析了填埋场的现状问题,针对这些现状问题,对场地的发展进行了规划,利用技术手段来控制污染物的排放,利用种群的生态效应解决景观修复问题。近年来,对于垃圾填埋场的改造实例有很多,一些还只是基础的复绿。原先仅在技术手段的研究逐渐发展为多学科结合的研究,将环境科学、工程施工、景观规划设计、景观生态等学科进行融合,创造出逐渐完善的修复手段。经过修复的生态逐渐都形成了城市公园、郊野公园、运动场地、农田等可以再次被利用的场地。然而我国对于垃圾填埋场的景观再造和生态恢复还需要进一步的创新和长时间的监测管理以及维护再设计,笔者将结合景观生态规划设计学科、高等数学等的理论知识,将其完善。

2 相关概念阐述及特征解析

2.1 垃圾填埋场相关概念及理论基础

2.1.1 垃圾填埋场的相关概念

垃圾是指被人们放弃、丢弃的固体或流体物质[19]。垃圾填埋场是指使用以集中填埋方式的垃圾堆放场地(图2-1),而现阶段,我国最主要的填埋方式是卫生填埋和垃圾堆场。卫生填埋的特点是填埋成本低,处理程度高的特点,因此我国以卫生填埋为主。

根据填埋物不同,垃圾填埋场又分为建筑和生活填埋场。建筑垃圾填埋场中主要是混凝土、废石、金属废料、废塑料等,这类填埋场具有成分稳定、少量沉降、无填埋气体产生的特点;而生活垃圾中主要以厨余垃圾、纤维、废纸等为主,具有有机物含量高、沉降严重、污染严重等特点[20]。相比较这两种垃圾填埋场,建筑垃圾填埋在我国的处理还不够规范,缺少分类和利用,更多的是直接堆放和简易填埋来处理。

本文研究的对象是由于长期使用,使得周边的环境遭到破坏,土壤以及水环境受到一定程度的污染,使得之失去了原有的自然生态恢复功能的,且已封场的填埋场。

2.1.2 垃圾填埋场的特征

(1)环境特征

垃圾填埋场由于垃圾的组成较为复杂,在填埋实际处理过程中垃圾的分拣程度较低,分类效果不明显[21]。混合的垃圾被填埋后在地下发酵、降解,随着时间的推移会产生渗滤液和大量的污染性气体,周边环境长期受到气体,液体的影响,其生态环境也受到了严重的影响[22]。垃圾填埋场封场后主要环境特征为:地面沉降、恶臭气体排放、渗滤液的产生。首先,地面沉降由于受到填埋垃圾的重量、密度、降解程度等因素的影响,不均匀沉降程度不同。填埋堆体中无机物而含量越大,越容易发生沉降;压实或降解程度越高,也会越容易发生不均匀沉降的现象[23]。其次,垃圾在降解的过程中会产生大量的臭气,臭气的主要来源是垃圾的生物和化学反应所产生的,其中含有氨气、硫化氢、甲硫醇等[24]。硫化物会严重污染空气,影响人的健康[25]。并且由于气候环境的不同,受到气候、降雨量、气温等条件的影响,恶臭气体的生产量也会随着温度湿度的增加而增加[26]。这些恶臭气体影响着周边植物的生长,由于缺乏利于植物生长的土壤环境,则需要对垃圾填埋场的土壤问题进行改造。再加上渗滤液问题和恶臭气体问题,需要长期且不定期的监测与修复保持,生态系统的完全恢复困难重重。

2.2 垃圾填埋场封场后的污染物控制

原有生态的恢复是重建任何景观的第一步,人工进行整合治理的办法,在不是恶劣的自然环境条件下,生态都可以在一个时间尺度内自然发生重建。生态恢复的过程通常是:用于生态恢复的适应性物种建立,土壤环境提升,营养性增强和毒性的缓慢减弱,外界水环境和气体环境得到净化,新的生物的加入,新的生态格局发生变化,生物多样性和景观异质性形成。所以要进行合理的景观再造,必须保证生态系统的恢复,故对于生态环境的控制极为重要。

2.2.1 封场后的土壤环境控制

垃圾填埋场在长期分解过程中有很多不确定性,垃圾中的部分生活垃圾含有较高的有机物质,利于土壤肥力的增加[41],但是许多工业垃圾和其他类型垃圾对土壤存在严重的毒害作用。国内外对于土壤污染物的治理办法有许多,一些垃圾填埋场中由于填埋物质的残留,因此需要将土壤挖除,重新置入营养土,这样可以以最快速度恢复植被生态系统的多样性,但是此种方法造价较高,对于我国普遍大面积的垃圾填埋场不实用。一般而言,大多数的填埋场中的污染物包含无机、有机和盐类的污染物。无机污染物主要是以铁、锰、砷、铅、铵等为主的金属或者容易沉积的工业元素;有机污染物主要是可生化氧化或是化学氧化的污染物,例如笨类、芳香烃类、带有官能团的有机物等污染物;盐类污染物主要是硝酸盐、硫酸盐、氯化物为主的污染物。除了这些污染物对于土壤的影响外,土壤含氧量低、土壤营养性差、土壤离子交换容量不足、土壤温度较高、土壤结构不稳定、土壤持水能力差含水率低等问题,也是制约着生态系统重建的因素。这些因素制约着生态系统中生物的生存和分布,是设计中待解决的问题。

3 构建不同自然地形下垃圾填埋场场地的生态修复策略 ........................... 23

3.1 平原型填埋场 ................................... 23

3.1.1 特点介绍 .................................... 23

3.1.2 平原型垃圾填埋场案例分析 ........................... 23

4  垃圾填埋场封场后的植物修复技术手段 .................................. 37

4.1  技术原则与作用 ....................................... 37

4.1.1 植物修复的原则 ................................ 37

4.1.2 植物修复的作用 ........................................ 37

5  垃圾填埋场景观稳定性分析评价研究 .................................... 47

5.1  景观稳定性的分析 ............................................... 47

5.2  景观稳定性的评价方法 ............................... 47

6  案例实践—江村沟垃圾填埋场封场后的景观再造策略应用

6.1  江村沟垃圾填埋场概况

6.1.1 区位及背景

江村沟垃圾填埋场(北纬340′12°,东经109′05°),始建于1993年,占地超过1000亩,位于西安市灞桥区狄寨乡白鹿西路上。距离西安市中心仅14.4公里。江村沟垃圾填埋场平均深度高达130米,相当于40层楼高。这是西安市主城区仅有的生活垃圾卫生填埋场,及卫生填埋、渗滤液处理、气体发电于一体的大型生活垃圾填埋场(如图6-1)。一期工程始建于1993年,一年后开始正式使用,2000年年底一期进行封场,在此期间,垃圾的填埋层数为12层,封场后的面积约为3.3公顷。二期工程总长1200米,三期四期的工程是在一期二期的基础上进行施工的[20]。这里于2019年11月底进行封场,,已在2020年2月27日封场完毕。由于垃圾填埋场的长期使用,其防污染建设不足,对于渗滤液的处理以及恶臭气体处理不当,导致周边环境受到严重的污染。

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7  结论与建议

7.1  结论

尽管垃圾填埋场的景观再造与生态修复需要受到长期的关注,这是一个需要不断完善的项目,是“具有生命景观的设计、具有灵活性的设计”,要有合理的策略和严密的计划,非一朝一夕就可以决定的。我国在此方面起步较晚,可以借鉴的实例不多。近几年来以来,国内部分发达地区虽然进行了不同程度的尝试,但是缺少此类特殊场地的景观再造理论研究体系。垃圾填埋场的内部环境改变需要随着社会的不断发展在总体的发展规划不改变的条件下做出适应性的调整。本文以景观生态学作为理论基础,从不同景观的功能作为介入点,结合环境工程手段,在阅读国内外相关文献和以江村沟垃圾填埋场景观再造展开研究论证后,结论如下:

(1)垃圾填埋场生态恢复的过程通常是建立用于生态恢复的适应性物种,提升土壤环境,改善外界水体环境和气体环境,最终迎接新的生物的加入。生态格局发生变化,生物多样性和景观异质性形成,所以要进行合理的景观再造,必须保证生态系统的恢复,故对于生态环境的控制极为重要。在设计之初,结合环境工程的理论了解该地区填埋垃圾的特点和工艺,把握了各类污染物对于土壤、大气和水的污染程度,合理的人工控制,改善土壤的肥力,逐渐消散有毒有害物质对于景观生态的影响。

(2)垃圾填埋场大多数是根据地形进行设计与填埋,不同的地形环境对于场地的景观再造策略影响较大。从整体尺度上分析的过程中,巧妙的抓住了不同场地生态过程的变化核心,在一定的生态格局下进行研究,建立生态格局与过程的耦合系统,利用“源”与“汇”景观理论,抓住垃圾填埋场整体尺度上的变化核心,构建相对稳定合理的景观再造策略。

(3)在具体设计的要素尺度中,本文选取了垃圾填埋场景观再造中最重要的设计要素-植物,进行展开讨论。结合 “斑块—廊道—基质”的经典理论体系,遵循乡土化、抗污染、抗旱、耐酸、耐涝、耐寒等条件的植物选取原则,利用不同植物对于土壤的作用以及自身的特点,选择合适的生态位修复位置,构建合理的保护区,区分核心污染区,根据斑块自身的特性,保持斑块之间合适的距离,通过斑块、廊道、基质的排列与组合,探究其内在联系,规划设计出最优的景观格局。

参考文献(略)

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