參賽者：王兆迪、歐小楊、楊依茗、梁文馨、王子奇

學(xué)校院系：北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院

指導(dǎo)教師：王向榮

拯救城市泥潭基于傳統(tǒng)智慧思考下的城市污泥堆積廢棄地重生策略

Freeing from Urban Quagmire Dredging Restoration Strategy Based on The Traditional Wisdom

參賽者：王兆迪、歐小楊、楊依茗、梁文馨、王子奇

學(xué)校院系：北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院

指導(dǎo)教師：王向榮

1 城市泥潭——污水處理背后的灰色地帶

為了避免城市產(chǎn)生的生活和工業(yè)污水中的污染物質(zhì)進(jìn)入自然水循環(huán)系統(tǒng)之中，每個城市都必須建設(shè)一定數(shù)量的污水廠對污水進(jìn)行凈化處理。污水處理是人們對生態(tài)環(huán)境的一種保護(hù)措施，而污水處理過程產(chǎn)生的副產(chǎn)品——污泥，卻成為了二次污染源。因處理成本高等原因，污水處理廠對污泥違規(guī)傾倒、非法填埋，這一直是污水處理產(chǎn)業(yè)的灰色地帶。污泥含有大量病原體、重金屬離子等有毒有害物質(zhì)，使填埋污泥的土地及周邊水體遭受嚴(yán)重污染，無法繼續(xù)使用，成為城市廢棄地。在受到污泥困擾的城市之中，武漢市所表現(xiàn)的問題非常突出。武漢市毗鄰長江，水系發(fā)達(dá)，位于河湖旁的污水處理廠將污水處理后排入水體之中，而此過程中產(chǎn)生的很大一部分污泥被非法填埋于臨近的魚塘、山坳等閑置土地，隨著生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動，水資源安全受到嚴(yán)重的威脅。我們選擇武漢市黃陂區(qū)湯仁海湖湖濱的污泥堆放廢棄地入手進(jìn)行研究，試圖探索城市泥潭的景觀綜合更新策略。

2 研究危害與價值——確立設(shè)計目標(biāo)

設(shè)計之初，我們對污水處理產(chǎn)生的污泥物質(zhì)組成、危害以及現(xiàn)有的處置手段進(jìn)行了較為深入的研究。由此發(fā)現(xiàn)，污水處理廠產(chǎn)生的污泥中重金屬、有毒有機物隨著污泥中水分的下滲和雨水沖刷，進(jìn)入土壤進(jìn)而污染水體；隨意堆放的污泥由于含水量過高，容易發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害。雖然污泥給生態(tài)環(huán)境帶來了棘手的挑戰(zhàn)，但是只要經(jīng)過穩(wěn)定化和無害化處理，其中固有的重金屬元素、有機物質(zhì)就可以創(chuàng)造較高的回收價值和經(jīng)濟利益。

發(fā)達(dá)國家在面對污泥處置的問題時，已經(jīng)發(fā)展出傳統(tǒng)填埋方式之外的一系列凈化污泥、提取出可回收利用的物質(zhì)、能源的新興技術(shù)手段。例如，利用污泥中的有機質(zhì)進(jìn)行微生物堆肥，把污泥轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎糜谕恋馗牧嫉脑?、通過加熱焚燒產(chǎn)生熱能、通過植物冶金技術(shù)提取污泥中的重金屬等等。這些創(chuàng)新的技術(shù)手段能夠較好地解決傳統(tǒng)填埋占用土地資源、非法堆放有害物質(zhì)污染環(huán)境并導(dǎo)致潛在生產(chǎn)原料被浪費的問題，但是由于對設(shè)備、資金等的要求較高，在我國未能被全面推廣。所幸的是，這些技術(shù)手段可以結(jié)合景觀化處理的需求，為我們提供借鑒和創(chuàng)新的思路。景觀設(shè)計師要處理的是已經(jīng)被污泥侵蝕的土地，應(yīng)當(dāng)從土地本身入手，首先要尋求一種安全穩(wěn)定的模式來整理土壤，使之成為各種污染凈化手段的載體，利用生態(tài)學(xué)的原理和現(xiàn)有的污泥處理工業(yè)技術(shù)，對廢棄的土地進(jìn)行就地的凈化，引導(dǎo)群落修復(fù)。我們的設(shè)計目標(biāo)是將污泥堆放廢棄地轉(zhuǎn)化為具有自我恢復(fù)功能、能處理一部分未來產(chǎn)生的污泥、并可結(jié)合城市公共空間使用需求的可持續(xù)性基礎(chǔ)設(shè)施。

3 基于傳統(tǒng)智慧的“垛田模式”的廢棄地更新策略

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，生活在江河之濱的勞動者要不斷地與水爭奪更多的土地以供耕種，農(nóng)耕者需要保證土地具有較好的排水能力，同時能夠滿足輪換耕作物種的需求。因此，人們在荒灘草地上挖土堆壘，把臨水的土壤堆成梯形臺地的“垛田”形式。隨著垛田的形態(tài)不斷擴大，互相聯(lián)系，則成為常見于武漢臨江地帶的農(nóng)耕形式——圩田。垛田能夠在保證土地形態(tài)穩(wěn)定的條件下，最大限度地促進(jìn)土壤排水，臺地的坡面上可以根據(jù)距離水的遠(yuǎn)近種植不同種類的作物。由于污泥污染的土壤需要首先解決排水問題，并通過生物手段進(jìn)行凈化，“垛田”形態(tài)的優(yōu)勢在污泥廢棄地的土壤改造中恰好可以借鑒。同時，由于“垛田”堆起土壤的高度和大小容易控制，結(jié)合植物對空間進(jìn)行劃分，可以形成不同用途的公共活動場所，有助于使廢棄地轉(zhuǎn)化為納入城市服務(wù)的多功能用地。

基于上述，我們采用“垛田模式”的基本模塊對污泥堆放廢棄地進(jìn)行生態(tài)凈化和功能更新。城市泥潭景觀綜合更新的基本策略分為三步：生態(tài)優(yōu)化、資源利用、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

（1）生態(tài)優(yōu)化，這是場地中首先需要解決的問題，最先做的是建立污泥塘與湖面的緩沖區(qū)，防止污染的進(jìn)一步擴散。在污泥塘的周圍建設(shè)“垛田”形態(tài)的干化、凈化裝置，使有害的污泥轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害可利用物質(zhì)的同時，成為后期生態(tài)群落構(gòu)建的載體。種植耐性植物以及飼養(yǎng)蚯蚓可以縮短污泥向正常土壤轉(zhuǎn)化的周期，使污泥的重金屬含量、土壤含水量、土壤粒徑、有機物含量等指標(biāo)趨于正常土壤的水平。在此基礎(chǔ)上，正常的群落演替得以進(jìn)一步發(fā)展，恢復(fù)原有的湖濱、水塘、濕地的樣貌，重新成為動物、昆蟲的棲息地，成為物種多樣性豐富的生態(tài)群落。

（2）資源利用，即發(fā)掘污泥中蘊含的潛在資源以及污泥本身加工成為產(chǎn)品的可能性。污泥中含有高水平的重金屬，選用不同種類的植物種植，在降低土壤重金屬水平的同時可以對重金屬元素進(jìn)行有效的收集、分類，以進(jìn)行進(jìn)一步的提煉。經(jīng)過污染凈化好的污泥因其較高的有機物、無機物（K、N、P）水平，可作為優(yōu)秀的化肥或土壤改良劑，成為經(jīng)濟產(chǎn)品或投入城市園林建設(shè)使用。

（3）城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，即基于原本污泥堆放廢棄地的場地特征，在生態(tài)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，利用無害化的污泥產(chǎn)物塑造不同類型的城市開放空間。生態(tài)優(yōu)化過程塑造的干化、凈化裝置將成為場地的原有肌理，與原有的魚塘、湖面結(jié)合，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生豐富多樣的活動空間，增加人群使用的多種可能性。洼地因自然匯水成為濕地，種植水生植物，涵養(yǎng)湖水；高地或成為多種用途的活動廣場。多種角度“垛田”形態(tài)的組合形成豐富的豎向變化，可依勢成為臺地、劇場、生態(tài)壩，成為具有生態(tài)科普教育以及都市農(nóng)業(yè)展示功能的獨特景觀。場地成為新的城市公共空間的同時記錄了自身由最初的農(nóng)業(yè)用地到污泥堆積廢棄地，以及經(jīng)過景觀化的引導(dǎo)、改善，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展過程。

本科生組二等獎/Silver Award