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北極星水處理網訊:業內此前普遍認為，在濱海鹽鹼區域建設海綿城市是個「不可能完成的任務」：因為自然條件的限制，生物滯留設施等常規海綿設施不適宜建設，雨水收集和利用受到很大限制，城市綠化層面的鹽鹼區原土綠化技術一直是世界難題……而這正是天津生態城建設海綿城市面臨的現實挑戰。
為此，水專項針對性設立《天津生態城海綿城市建設與水生態改善技術研究與示範》課題，意在突破濱海鹽鹼區海綿城市建設的關鍵技術瓶頸。該課題屬於「水專項」《天津海綿城市建設與海河幹流水環境改善技術研究與示範》項目，由天津生態城投資開發有限公司承擔，中國市政工程華北設計研究院、天津生態城市政景觀有限公司、天津生態城水務投資建設有限公司共同參與。
近日在以「海綿城市技術在京津冀水專項的實踐應用」為主題的「走進水專項」系列研討會上，課題關鍵技術負責人天津生態城投資開發有限公司周國華高級工程師，分享了課題研究成果和示範。
技術瓶頸與課題突破：針對高地下水位、高鹽鹼和土壤弱透水等條件，研究集成海綿城市構建與景觀生態改善成套技術
中新天津生態城是中國、新加坡兩國政府戰略性合作項目，顯示了中新兩國政府應對全球氣候變化、加強環境保護、節約資源和能源的決心，意在為資源節約型、環境友好型社會的建設提供積極探討和典型示範。
天津生態城所在區域自然條件較惡劣，主要地形地貌為淤積質海灘、濱海低地、潛碟形窪地、河灘地；淡水資源天然不足。原始用地中約 1/3 為鹽鹼荒灘，1/3 為廢棄鹽田、1/3 為汙染水面。為有效應對水資源和生態環境對城市可持續發展的雙重約束，在生態城建設之初，就充分借鑑新加坡ABC水計劃、雨洪管理和水資源利用的先進經驗，但對於土壤鹽漬化程度高等情況，新加坡並沒有相關技術成果，國際上也沒有成熟的經驗可以借鑑。
考慮到鹽鹼因素，鹽鹼地領域的專家學者們普遍認為，濱海鹽鹼區域不適宜建設下凹式綠地、生物滯留設施等海綿設施，相關建設技術一直未取得突破；同時因為鹽鹼區域含鹽量高，雨水收集和利用也受到很大限制；此外城市綠化層面的鹽鹼區原土綠化技術一直是個世界難題，本土耐鹽植物應用和景觀構建較少……這就是我們建設濱海鹽鹼區域海綿城市要突破的關鍵技術問題和技術瓶頸。
本課題從制約生態城海綿城市建設的高地下水位、高鹽鹼和土壤弱透水等問題出發，圍繞海綿城市建設的徑流量、徑流汙染削減、景觀環境提升，開發併集成鹽鹼區域生物滯留設施徑流汙染控制、雨水調蓄利用、鹽漬土改良和耐鹽植物群落構建的景觀生態改善關鍵技術。
課題提出了涵蓋鹽鹼區域生物滯留植物、土壤、填料、設施下挖深度等參數優化設計與節水控鹽的運維調控在內的鹽鹼區域生物滯留設施徑流汙染控制系統構建方案；形成融合不同下墊面雨水分類調蓄並依據鹽分差異的分段利用措施、調蓄設施隔鹽材料優選、大小調蓄合理配置的鹽鹼區域雨水調蓄與利用系統構建方案；提出基於非常規水淋洗與盲管排鹽結合、耐鹽植物鹽漬土改良以及生態位與景觀相融的植物群落構建的景觀生態改善策略。
課題集成關鍵技術形成了適合鹽鹼地域（天津生態城）海綿城市構建與景觀生態改善成套技術，應用於天津生態城海綿試點示範區，綜合解決生態城海綿城市建設面臨的面源汙染控制、鹽鹼影響緩解、水環境改善、雨水調蓄利用、鹽漬土改良等技術難題，為把生態城建設成為融合水安全、水資源、水環境、水生態的海綿新城提供技術支撐。
鹽鹼區域徑流汙染控制技術研究：適宜植物驗證、土壤組成優化、功能性填料配製、地下水返鹽規律研究、設施運行維護
課題開展了濱海鹽鹼區域生物滯留設施的技術參數、適用性、工程應用以及運行維護的研究，構建了濱海鹽鹼區域的生物滯留系統。
1、適宜植物驗證研究
首先是對生物滯留設施最上面的植物應該怎麼選配，通過模擬植物淋洗，進行植物生長觀察，耐鹽耐淹以及越冬等情況進行觀測，最終選出適宜濱海鹽鹼區生物滯留設施的植物種類。
2、土壤組成優化研究
實驗室測定種植土滲透係數3.6mm/h，而按照《綠化種植土壤》（CJ/T340-2016）,用於雨水調蓄或淨化的土壤入滲率應在10~360mm/h之間。所以需要提高土壤滲透性能，同時滲透性越高，保水性越差。課題研究土壤與砂、與椰糠、秸稈等有機料混摻改善滲透性能情況、汙染物淋洗情況及通過測定自然蒸發含水率變化，評估保水性能。最終得到了比較適宜的參數。
3、功能性填料配製研究
對於濱海鹽鹼區域的功能性填料，通過靜態吸附實驗，動態循環實驗，中試模擬驗證，以及鹽分極端適應實驗，最終我們篩選出了填料的最佳組合，沸石、蛭石、麥飯石、細砂的組合系統對氨氮、磷酸鹽和 COD的綜合去除效果最好。
4、地下水返鹽規律研究
因為生態城地下水位高，地下水含鹽量高，需要考慮毛細作用上升的空間。因此要考慮生物滯留設施如何擺脫地下高鹽毛細水的影響。我們就進行了地下水返鹽研究小試和中試，研究得到了設施距地下水位的適宜距離，能夠使鹽鹼的影響趨於微弱。只要滿足這個條件，生物滯留設施在鹽鹼區域就具有適用性。
5、鹽鹼區域生物滯留設施運行維護
對生物滯留運行維護，到底澆水的頻次多少為宜，排水的時間應該怎麼控制，我們進行了針對這兩點的研究。通過固定頻率固定水量的淡水澆灌可以對土體上部實現一定洗鹽、壓鹽效果，在一定程度可以抑制高鹽地下水鹽分侵入影響植物根系生長。最終我們得出了在北方濱海區域，旱季和雨季適宜的澆灌頻率。通過鹽鹼區域生物滯留設施排空時間的研究，得到了適宜的排空時間，既可以緩解地下水鹽分影響，又能夠降低汙染物濃度。
6、生物滯留設施工程應用情況
鹽鹼影響下雨水分類收集與分段利用技術
1、人工措施隔鹽研究
我們對四種材質，主要是PP材質、防水土工膜、不鏽鋼、混凝土這四種在工程上常用的隔鹽措施進行了隔鹽效果分析，發現土工膜和PP材質的、防鹽效果較好的。
2、雨水集蓄利用設施分類收集技術
考慮到濱海鹽鹼區域鹽鹼的問題，針對地面、屋面、綠地等不同下墊面徑流中含鹽量及汙染物隨著時間的變化規律進行分析，研究得出了三種下墊面初期雨水棄流量。
3、分段利用研究
經過對棄流以後的水質情況分析，研究確定了對各種下墊面徑流中高鹽初期雨水棄流以後適宜的利用方式，如可以用於補充景觀水體，涵養地下水等。研究確定在經過了樹池、植草溝等過濾淨化以後適宜的利用方式，如綠化澆灌和景觀水體補水。研究確定進入調蓄池、池塘、雨水花園等這些設施以後適宜的利用方式，如綠化澆灌，道路衝洗、景觀水體補水等。
4、工程示範情況
上圖為甘露溪公園建設的雨水溼塘、中新友好公園雨水模塊蓄水池、和中新生態城小區中應用的雨水罐實景照片
基於鹽漬土改良的景觀生態改善技術
1、鹽漬土改良技術研究
課題首先開展了生態城土壤背景調查，結果顯示，調查區域表層土壤以輕度鹽漬土和中重度鹽漬土為主，分別佔20.52%和63.25%，土壤滲透性差，有機質較缺乏，氮磷鉀等營養物質處於中等水平。
針對滲透性差、有機質缺乏的鹽漬土壤狀況，課題開展了對原狀鹽漬土有機調和物的配比研究。主要利用有機廢棄物，比如園林綠化廢棄物粉碎料、醋糟、食用菌渣和牛糞等，提高鹽漬土滲透性並增加有機質含量，也同時實現了廢棄物的循環利用。最終課題篩選出三種效果較好的配方。
課題還開展了非常規水淋洗結合暗管排鹽的鹽漬土改良技術研究。通過對鹽漬土進行土壤有機物調和改良，下面設置隔鹽材料進行毛細水阻斷，採用雨水、再生水進行淋洗改良。並對採用園林廢棄物粉碎料、防水土工布、蘆葦秸稈三種材料作為隔鹽材料進行了對比研究。在建設的2萬平米海綿城市與景觀生態研究基地進行了中試試驗，經過持續一年的監測，對於鹽漬土的含鹽量變化的觀測結果來看，非常規水澆灌結合暗管排鹽技術降鹽的效果較明顯。
2、耐鹽植物為主導的景觀群落構建技術
通過不同景觀植物優選及基於生態學原理的組合應用，構建以耐鹽植物為主導的景觀植物群落，形成基於鹽漬土改良和耐鹽植物群落構建的景觀生態改善技術。對於景觀群落構建，課題首先進行了耐鹽植物的篩選和應用，從植物生態位和景觀空間配置角度來考慮，構建各種複合耐鹽植物群落以及單一的耐鹽植物群落結構。
3、工程示範
上圖為示範工程建設過程及效果照片。在該工程中進行了基於鹽漬土改良的景觀群落構建技術工程示範，圖中展示的是原貌、隔鹽層加上暗管排鹽結構施工、有機物調和物改良施工、耐鹽植物群落構建完成的效果
研究示範有效支撐建設、顯著提升人居環境、推動科學發展
課題關鍵技術的研發解決了濱海鹽鹼區域建設海綿城市的技術瓶頸，支撐了中新天津生態城海綿城市試點區建設，保障了試點區國家驗收的順利達標，並將海綿城市建設技術拓展至天津生態城試點以外的全行政區域，有效改善生態城人居環境質量。
課題研究的相關成果參數已納入《天津市海綿城市設計標準》、《天津市海綿城市設施運行維護技術規程》等地方標準，有效支撐天津海綿城市建設，將進一步在類似濱海鹽鹼區域推廣應用，持續推動我國濱海區域海綿城市基礎設施進一步科學設計、建設、管理。
通過海綿城市建設，有效提升了天津生態城的知名度和社會影響力，極大帶動了生態城生態環保產業發展；同時顯著增強了公眾環境意識，尤其針對雨水徑流汙染控制與利用、水系公園環境質量認知與識別，公眾參與度明顯提高。
原標題:水專項研討會｜周國華：天津生態城如何破解濱海鹽鹼區海綿城市建設技術瓶頸
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