浅谈垃圾填埋场封场生态修复设计
2023-01-14程文兰
程文兰
中国城市建设研究院有限公司 北京 100120
1 填埋场封场生态修复背景与意义
随着社会经济的发展,人们对环境保护意识逐渐加强,越来越重视自身健康、注重周围环境、注重生存条件。填埋场封场生态修复是切实落实建设生态文明目标和行动纲领的工程建设项目,符合“我们既要绿水青山,也要金山银山”的目标;符合十九大报告提出的,我们要建设的现代化是人与自然和谐共生的现代化,既要创造更多物质财富和精神财富,以满足人民日益增长的美好生活需要,也要提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要[1];符合我国规划的“二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的目标。
垃圾填埋场原位封场工程,是指填埋垃圾作业至设计封顶标高或填埋场局部停止使用后,对填埋库区表面进行覆土或铺设防渗材料等防渗处理、地表水导流、填埋气体导排、渗沥液收集并处理、场区绿化生态修复等工程的实施过程。
垃圾填埋场原位封场工程进行封场生态修复后,所在地的环境将会逐步得到恢复,周边生活环境会大大改善,提升整体生态质量,强化生态服务功能,在保证生态系统稳定和良性循环的基础上,为市民提供最大限度的绿色游憩空间。
2 填埋场封场生态修复目标与设计原则
在场地生态修复和景观重构的设计策略指导下,营造满足生态、科普、示范为主要功能的垃圾填埋场景观修复示范区。保留场地现有地形地势,以固土-丰草-植卉-营林-造景的工法进行长期生态修复,打造生态修复示范园区。
依据《生活垃圾填埋场稳定化场地利用技术要求》(GBT 25179-2010),封场设计的最终目的是为了使封场后的维护工作量减至最小,有效地保护公众健康和周边环境,提高填埋场地的场地效益。封场生态修复设计原则可分为以下几点。
2.1 生境多样生物多样原则
表土利用——植被修复——自然演替——森林重建。
2.2 稳定性与时序性原则
分区分阶段丰富植物种类——构建鸟类觅食地(蜜源类、食源类植物)。
2.3 可持续性原则
给植物的生长留弹性——给雨水利用留弹性——给活动空间留弹性——片色成景。
3 实施策略
3.1 充分尊重垃圾自然降解规律,提出全生命周期动态生态修复策略
分期分阶段循序渐进,通过土壤治理与环境改善、基础设施构建与生态重塑、资源再利用与周边环境可持续整合发展的过程,以及长期的环境跟踪监测,实现生态系统基本恢复到自然的平衡,达到生态教育示范目的[2]。
3.1.1 近期:低度利用(封场年限≥3):固土-丰草-营林。
3.1.1.1 固土。在设计中,根据场地分期规划及功能分区,对垃圾堆体覆盖层上部铺设绿化用土,土层厚度不宜小于500mm,分层压实,压实度不宜小于80%。对于坡度较大的边坡覆土,可采用加三维网的固土措施,防止雨水冲刷种植土层。绿化土层土壤密度、粒径、杂物含量等宜符合现行行业标准《绿化种植土壤》CJ/T340。重点绿化区域可进行微地形再塑造,提高种植土厚度,为远期乔灌木种植提供基础。
固土后初期,宜种植绿肥植物丰富土壤中的营养物质,增加土壤养分、改良土壤物理性状,提高土壤保水保肥性能。
3.1.1.2 丰草。前期填埋场稳定性不足、环境条件较差,堆体表面、角落仍可能有填埋气体、渗滤液溢出,土层温度较高,故封场植物应以多年生防冲刷地被为主,浅根系灌木丛为辅,整体基础覆绿。 逐步分区、分阶段更换生态效益更高的观赏草花,引入观赏类灌木+地被。为昆虫、微生物提供繁衍环境,形成植被初期自然界面。
3.1.1.3 营林。填埋场外围土层厚度不受坡体坡度控制,满足乔木种植条件,宜设置乔灌草相结合的生态缓冲带,在填埋场与周边环境之间起到一定的缓冲作用,缓解雨水冲刷坡体,减少土壤流失。缓冲带构成了一道自然风景线,美化场地生态景观,改善人居环境,为昆虫、鸟类等动物提供栖息场所。
工程中为了最大限度利用设计库容,保证填挖方最小,修整后的垃圾堆体边坡一般控制在1∶3, 堆体顶部坡度通常为5%~10%,种植土层厚度受坡度、防渗膜限制,覆土厚度较小,且局部营造微地形空间有限。故填埋场坡体及场顶适宜设置乡土浅根系乔木、培育乔木幼苗及底盘式种植池乔木,以免根系穿刺防渗膜,影响封场效果。
3.1.2 远期:中度利用(封场年限≥5):造景。
3.1.2.1 构建基础设施。充分利用非填埋区域,合理布置主要建构筑物,在填埋区内设置多种类型的步道、广场,引导游览和低碳科普。填埋场内部宜构建环路,利于维检人员巡视、消防车通行及填埋场园区管理。各分区内设置不同类型支路、广场,沟通局部区域的交通微循环,形式因地制宜,因景制宜,满足不同游人的多样性选择[3]。
3.1.2.2 运用预留空间。根据场地稳定情况及生态恢复情况,灵活运用前期预留空间,增加具有庇护性、娱乐性场所,举办公共活动。有助于转变公众对垃圾填埋场的负面印象,使生活垃圾填埋场土地再利用逐渐受到重视。
3.1.2.3 提高科普功能。根据场地稳定情况逐步优化树种结构,提升林相,提高林质、提高碳汇价值。保护林下野花、野灌,根据节点规划丰富植物种类,增加植物色彩,构建植物层次,形成基础生态廊道。根据植物景观布置,设置植物铭牌,在传统植物铭牌上加入二维码,通过网络链接了解植物形态特征、生长习性及植物文化等详细内容,提高人们游览体验质量。
3.2 雨水资源化利用设计——径流生态疏排,雨水净蓄利用
填埋场堆体面积较大,边坡中间的平台适宜缓冲纵向表面径流,因此在边坡中间的锚固平台上一般均设置排水沟,用于承接上游的地面径流,并通过纵向排水沟将表面径流输送至下游。封场后的景观、绿化给排水利用宜与封场设计中的排水设施相结合,提高利用能力、减少建设成本。
地表径流生态排疏,降低能耗。结合道路布置、微地形景观设置植草沟、下沉绿地等设施,净化、排蓄雨水,补给景观灌溉,形成生态可持续的雨洪控制与雨水利用措施。
4 垃圾填埋场封场生态修复、景观提升设计应用——以中山市老虎坑、狗仔坑及水库坑生活垃圾填埋场为例
中山市新安低碳生态公园位于中山市新安村,北侧临近南外环路,西侧靠近东苑南路。项目用地面积40万m2,其中翰林路将场地分为两个地块,东侧为公园用地(植物园),约为30万m2,由老虎坑、狗仔坑及水库坑填埋场组成;西侧则划分为两部分,其中北部为绿色循环区用地,主要功能为生活垃圾转运站及渗滤液处理;南部为交通集散区,主要包括有公交首末站及停车场。故中山市新安低碳生态公园功能分区主要分为植物园、绿色循环区及交通集散区三部分[4]。
老虎坑、狗仔坑及水库坑三个填埋库区是中山市过去主要的垃圾终端处理设施,地处中山市东区新安村,因填埋量饱和,2006年后不再接收垃圾。其中水库坑已于2009年进行简易封场处理。水库坑填埋库区已经封场,狗仔坑和本填埋库区即将进行封场。场内东南高,西北低,高差近60m形成一个斜坡面。
整个封场工程由堆体整形工程、终场覆盖工程、雨水导排工程、渗滤液收集导排工程、建构筑物工程、填埋气体收集利用工程、生态恢复工程和场区辅助工程等若干子项组成。
其中生态恢复工程需重点关注以下几点:
第一,关注填埋场区域内控制浅根系地被植物与乔木种植比例,灵活选用种植形式,限制根系生长。
第二,关注填埋场防渗层完整性,封场结构层中增加耐根穿刺膜,杜绝穿刺、撕裂现象。
第三,关注封场后堆体产生的填埋气、高温、沉降等限制因素。
植物园为生活垃圾填埋场封场后的场地利用项目,地块内平地较少,场地封场后,大面积的1∶5坡度的边坡地形,地形条件难以满足深根系植被的生长要求。故定位为专类植物园,减少构筑体量,乔木局部点缀,林带外圈围合,花卉种植为主,构建以收集和展示华南地区植物为主的花卉植物园。
场内共设置华南花卉植物展示区、观赏草园区、科普展示区、秋景园(彩叶植物区)、秋景园(作物园区)及冬景园(蜡梅园区)六大分区。规划一个内容丰富、可游可观可学的游憩系统,打造市民喜爱集植物与环保知识、科普教育与观景游憩相结合的专类植物园。
封场生态修复设计分期实施,近期以大尺度修复场地为主:固土——丰草——植卉——营林,构建植物景观节点(百里花溪、观赏草科普、低碳花园、植物知识长廊等)雏形。远期结合预留空间满足功能及艺术需求:构建基础设施——增加活动场地——统筹景观设施——提升科普功能。打造高识别度的景观空间(鸟巢观景台、艺术雕塑、太阳能露天剧场等),丰富空间的互动性,使低碳环保与自然科学教育兼容并蓄。
中山市新安低碳生态公园的设计实践过程是生活垃圾卫生填埋场生态恢复、景观整体提升的优良实践。其特殊的场地现状,将通过生态绿地恢复、公园建设进行转变、提升,并根据项目实际情况、设计条件突出其自身的特点。
4.1 变废为宝 、点石成金——垃圾在转身,公园在“生长”
运用建材和可回收物等打造园区特色景观小品,公园不是一次建设成型,随着废品再利用创作,公园将不断成长。
4.2 完整的环保科普体系——展现物质能量循环的神秘过程
中山市新安低碳生态公园西侧的绿色循环区,主要进行生活垃圾转运及渗滤液处理,并在该区域中设置工艺参观廊道 ,真实、完整的展示渗滤液回收利用过程。东侧为植物园,设有室内科普馆、室外科普展与工艺参观廊道组成完整环保科普体系,面向儿童、青少年、中老年不同年龄群体展现物质能量循环的神秘过程,唤醒人们心底善待自然、爱护环境的认知,保护我们共同的家园[5]。
5 结束语
2020年7月,国家发展改革委、住房城乡建设部、生态环境部三部委联合发布的《城镇生活垃圾分类和处理设施补短板强弱项实施方案》,提出到2023年基本实现“原生生活垃圾零填埋”;原则上地级以上城市,以及具备焚烧处理能力的县(市、区),不再新建“原生生活垃圾填埋场”。标志着国内填埋场生态修复以存量垃圾治理为主将进入推广阶段。为进一步提高环境基础设施建设、改善生态环境指明方向。
2021年11月12日,住房和城乡建设部办公厅印发通知,对《存量生活垃圾治理工程项目建设标准(征求意见稿)》公开征求意见,更是确切提出国内存量垃圾的治理工程总体上有两种,一种是原地封场治理,另一种是异地搬迁治理。其中原地封场治理后,生态恢复及整体景观提升亦会随之跟进,并逐步加大比重,进一步提高土地的利用效率与效益。研究填埋场封场后场地的特点、实施策略,确立设计目标及原则,有利于分期、分步骤进行景观绿化设计,保障后期稳定实施运行。进入到以规范化、规模化填埋场为主的生态修复发展阶段。