韧性城市理念下城市废弃物的利用设计研究

郑馨 卢萌萌

摘 要：在城市发展过程中产生的诸多废弃物占用了大量的土地资源，导致了城市生活空间用地紧张。城市废弃物的“堆积”现象，威胁了城市环境的生态状况，一定程度上也阻碍了城市环境与城市建设的健康发展。在对城市的规划和设计中，将韧性设计理念与城市废弃物再利用相结合，改善居民生活环境、提高城市生态自主修复力，总结出城市废弃物在创建韧性城市中的利用原则和方法，制定合理的规划方案，提出有效的建议，并利用于重塑城市空间环境，降低城市环境负荷力，抵御城市环境危机，建设城市生态安全。

关键词：韧性城市；合理利用废弃物；环境危机；生态健康

一、概念及分类

（一）韧性城市的概念

近年来，自然灾害和人为破坏等不确定性风险不断增加，对城市安全构成巨大威胁。在新形势和新挑战下，“韧性城市”的建设为应对城市危机、保障城市安全提供了新的思路和方向，逐渐成为当前城市发展的新趋势。“韧性”一词源于拉丁文，意为“弹回”，最早是由物理学家用于描述物质在受到外力作用下产生形变，并恢复的能力。1973年加拿大生物学家首次将“韧性”概念运用到了生态系统中，用来形容生态系统在外界干扰下回复原来状态的能力。怎样提高城市生态系统在面对不确定性因素的抵御能力、恢复能力和适应能力，已经逐步成为目前城市规划领域研究的热点问题。

（二）城市废弃物的概念

随着全球工业化和城市化的发展，城市和城市人口的增加，城市废弃物也逐年增加，环境问题已经被世界各地区广泛重视起来。在城市化的迅速发展过程中，城市所产生的废弃物已经向人们敲响了警钟。城市废弃物包括生活污水、生活废物和工业污水、工业废物两大类。城市废弃物是指废水、垃圾、工业固体废物等被人们利用过后所抛弃的物质。

（三）城市废弃物的分类

城市废弃物主要包括生活污水、生活废物及工业污水、工业废物两大种类。城市废弃物具体是指工业固体废物、废水和垃圾，其中工业固体废物中的有机固体废物是一大生物质资源，其包括食品加工、酿造、纺织等行业的废渣，可生化性强。

二、城市废弃物的“堆积”现状

（一）城市废弃物堆积现象的主要分布区域

随着城市的发展，城市人口不断增加，处理因建设城市产生的废弃物及大量的生活垃圾成为一大难题，而这些废弃物有时得不到良好的处理，随意堆积在路边，造成了乱堆乱放的现象。在城市的外围或者道路旁往往会出现许多区域建筑垃圾及生活垃圾未处理干净，正在施工或者停止施工的建筑工地的废弃物往往也不能得到妥当处理；城市拆迁地由于居民的搬离，通常会成为乱丢、乱堆垃圾的场所。

（二）城市废弃物堆积现象的占地类型

城市废弃物多堆积在人群密度较低的地方，但这些所谓的废弃物堆放地通常都是可以利用开发的土地。例如，建筑用地、道路规划用地、居住区用地、农业种植用地还有部分其他用地。在许多城市中，山脚下成为了垃圾集中堆放区，有挡墙的荒地、沟壑也有了废弃物的一席之地。堆积现象每天都在重复发生，这给城市环境造成了巨大的压力。

（三）城市废弃物堆积现象对城市环境的影响

如何健康、安全地處理城市废弃物已成为困扰中国大部分城市人民生存环境的严重问题。部分城市采用露天堆放或只通过简单的处理进行填埋，而乱堆乱放现象还是相当普遍的。废弃物露天堆放会散发恶臭，污染空气，滋生蚊蝇传播疾病。而简单的填埋，会造成土壤污染，影响农业生产，雨水浸入垃圾填埋区会造成污水下渗，污染地下水等问题的发生。

三、合理利用城市废弃物建设韧性城市的设计方法

（一）分散式整合废弃物进行分类回收

在废弃物收集过程中，往往出现许多问题。比如各式各样的废弃物混为一谈，区域性处理划分不明确；居住小区处理垃圾往往是一栋楼一个垃圾桶解决所有问题，可回收利用的与不可回收的堆积在一起，细小零散物件较多，分化处理过程困难等。这些问题的原因归结于废弃物的分类回收不明确。我们应制定一套完整的、细致的垃圾回收方案，比如设置分类回收箱、区域性垃圾分类点等。在大街小巷、居住区等地点设置分类回收箱，将人们丢入分类回收箱中的垃圾按分类分别运输到区域性垃圾分类点，再进行一步的划分，及回收利用。

（二）废弃物生态化的安全处理

要实现废弃物生态化，首先要确保其对生态没有危害，即将废弃物通过技术进行无害化处理，达到不损害人体健康、不污染周围环境的目的。在寻求生态化的过程中我们的关注点应该是怎么利用已被抛弃的、看似没有价值的“垃圾”，将其变为可再利用的资源，并在对废弃物改造的过程中不会对环境造成二次污染，在再利用过程中对环境也不会造成二次污染，这是我们主要考虑并需要解决的问题。

四、城市废弃物建设韧性城市中的技术

（一）砖渣在雨水收集过滤中的技术

所谓砖渣，就是砖的下脚料，或者是已经废弃的砖。将砖渣安全处理成块状，利用到雨水收集中去，既保障了废弃物的回收利用，又起到了节约水资源的效果。在路旁设置低势绿地——低于路面的景观隔离带，通过填加砖渣对土壤上层进行改造，并填加石英砂、炭灰等提高土壤的渗透性，同时在地下设置排水管、穿孔管，周围用砖渣或其他多空隙材料填充，使其具有较大的蓄水空间，将路面、广场等各种硬质铺装表面形成的雨水径流汇入到低势绿地中进行蓄渗，砖渣可以过滤掉树叶等较大的杂物，对水进行初步的净化。这类设施提高了景观隔离带的调蓄能力和下渗能力，同时也能保证景观植物的正常生长。

（二）农林废弃物的蚯蚓处理技术

利用蚯蚓分解废弃物的过程，其实就是蚯蚓和微生物共同作用的过程。两者之间形成了以蚯蚓为主导的蚯蚓-微生物处理模式。蚯蚓通过吞食固体废物进行消化，将其转变成蚓粪，而蚓粪又是植物生长的有机肥料。另一方面微生物分解或半分解的有机物质是蚯蚓的优质食物，二者形成了相互依存关系，能够共同促进有机固体废物的分解。

在城市中的农林废弃物主要是指各种树叶、花卉残枝、蔬菜瓜果等。蚯蚓是杂食性动物，喜欢吞噬腐烂的落叶、枯草、蔬菜碎屑等。其消化力极强，其消化道所分泌的蛋白酶、脂肪分解酶、淀粉酶等消化液，除金属、玻璃、塑料及橡胶外，几乎所有的有机物质都可以被消化。利用蚯蚓处理农林废弃物主要有以下几个步骤：

1.将农林废弃物进行发酵腐熟

（1）废弃物的预处理：将杂草树叶等粉碎成1cm左右，蔬菜瓜果等要切成小块，方便发酵腐烂。

（2）废弃物发酵腐熟条件：要保证良好的通气效果，一定的水分湿度，及微生物所需要的营养物质，适宜的温度，适宜的酸碱度。

（3）堆制发酵：第一，预湿，使废弃物浸泡吸足水分。第二，建堆，原料为植物秸秆约40%、粪料约60%和适量的土。第三，翻堆，翻堆后温度第二天会上升。等温度下降时，再次进行翻堆，以便于二次发酵。以此类推，共需要重复3～4次。

2.发酵腐熟料的蚯蚓分解转化

（1）物料腐熟程度的鉴定：发酵物料应没有臭、酸味，呈褐色，有弹性，有异香味散出。

（2）投喂前腐熟料的處理：将物料摊开调和均匀，后进行堆积挤压，用清水从料堆顶部将其冲洗，当有水从底部流出时，用手进行测试，若握住的物料有水从指缝流出，表示处理完成。

（3）蚯蚓对饲料的分解转化：将少数蚯蚓用饲料饲养，若无问题，即可大量饲养。

（4）蚯蚓和蚯蚓粪的分离：在废弃物的蚯蚓处理过程中需要定期将蚯蚓与蚓粪分离出来，这是保证蚯蚓正常生长的重要环节。

五、韧性理念下的城市废弃物在设计中的应用

（一）建筑废弃物的资源化规划设计

随着中国社会和经济的快速发展，建筑废弃物的数量也在不断增加。我国每年因新建、拆除、装修等产生的建筑垃圾总量大概在15.5亿—24亿吨之间。与美国、日本等一些发达国家相比，我国的建筑废弃物再利用率是迫切需要提高的。废弃物资源化是将淘汰掉的产品中存在利用价值的部分，通过技术手段重新组合成新的产品，并且投入到使用中去，就是所谓的回收废弃物处理再利用过程。

在建筑废弃物回收利用过程中，房屋的拆除所产生的大量碎砖，通过破碎等加工过程，可以重制成各种粒径的级配骨料，用作路面的基础材料。而废弃的沥青、混凝土等，经过加工处理并与再生剂和新骨料相搭配，可转化成再生的沥青混凝土，再次投入到使用中去。

（二）城市废水的资源化规划设计

城市废水种类有生活污水、工业废水和径流污水等，我们在对城市废水进行处理时，可以在城市公园或大型绿化区设立人工湿地。人工湿地是由人工建造和受监控的，利用生态系统中生物、化学和物理的共同作用来对污水进行净化。在处理低浓度污水和受污染的地表水时，可以将天然的河流、湖泊或者其他地表生态系统改造成人工湿地处理系统。对城市的废水特别是易流失的地表污水进行一个系统化且资源化的规划设计。

（三）固体废弃物资源化下的规划设计

固体废弃物“资源化”是指从固体废弃物中回收有用的物质和能源，使物质进行快速循环，创造出有经济价值的技术和方法。资源化应遵循的原则是：在技术上可行，经济效益好，就地利用产品，不产生二次污染，要有良好的资源化的环境效益，符合国家相应产品的质量标准。

参考文献：

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[5]关攀博，王琳瑞，付凌波，黄国和，李薇.城市建筑废弃物的科学管理与有效利用研究[J].环境科学与管理，2016，（04）：7-11.

作者简介：

郑馨，博士，吉林建筑大学副教授。研究方向：寒地城乡景观规划设计、景观生态修复与景观遗产保护。

卢萌萌，吉林建筑大学研究生。研究方向：寒地城乡景观规划设计、景观生态修复与景观遗产保护。