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[关键词]联合供水泵站 最优性能系统 滞后系统 近最优控制
中图分类号:C931.6 文献标识码:C 文章编号:1009914X(2013)34040402
1.联合供水泵站实例
佛山市自来水是由沙口(简称A站)和石湾(简称B站)泵站联合管网系统供水的。两站各距汇水点4公里。A站管径1600mm, B站管径1000mm。额定供水流量q = 37500m3/h,服务面积100 Km2。根据供水公司提供的数据,正常供水流量为15000m3/h,只占额定流量的40%。从数量上说有60%装机容量被闲置。装机情况如表一所示。
文[1]对此联合泵站的节能优化运行进行了研究。在满足供水量的前提下,用非线性规划方法求取总电耗为最小时最佳供水的qa和qb组合方案,然后按预计的每日低谷至高峰供水量间的总供水量,编出此方案的联合供水优化组合表,并导出大小泵投入优化组合方案。此方法优于人工经验操作,实施时不需改动原有设备,非线性规划的计算是离线进行,不影响生产。缺点是:每日各时段的需水量不同,实际开机台数的分配与优化表并不一致;水泵对流量是有级调整,级与级间未能进行水泵调速;各机组输出水压不等,机组间相互干扰大。因此,实施10个月前后实测对比只节能3~5%。
为此,本文对管网系统进行了进一步优化。要解决的问题是:选择了某一个组合机组运行后,要根据管网汇流点压力去调节该组合电机的转速,以保持汇流点压力恒定,基本实现无级调节。本文探讨一种近最优的控制方法。
2.最优性能控制系统特征
一个系统的动态过程常用上升时间 、超调量σ%、过渡过程时间ts t、稳态误差e∞等指标来表征。理想系统的过渡曲线是倒L型的,即 =0和σ%=0。实际最优系统的过渡曲线应十分接近倒L型,即 ≈0和σ%≈0,上升时间很短,一旦达到给定值,立即进入稳态。最优系统过渡曲线如图1的曲线1和2所示,曲线水平部分可能在1值上下。至此,可以定义最优系统的性能为: ≈0和σ%≈0。由此可见,最优性能系统是闭环系统时是个滞后系统。滞后时间 等于 。当 明显小于系统内其它滞后时间和时间常数时可视为0而忽略之,输入与输出相等,则最优性能系统是个比例系数为1的比例环节。多个最优性能系统并行时,总比例系数为各比例系数之和。若 ≠0,当exp(- s)中的s0,(t∞)时才会有同样结果。
一个由PID控制器和被控对象组成的反馈系统,只要最优整定PID参数即可使系统成为最优性能系统。本文参考文[2]提出的基于改进蚁群算法的PID参数优化,按最优系统性能来整定出PID参数。当以此参数代入系统,得到的过渡时间曲线接近倒L型。此法优点是:整定计算是离线进行,不占在线时间。
3.联合供水系统控制结构模型
按照通常习惯每台机组采用PID调节变频器(VF)供给水泵电机变频电源,以调整电机转速;由于电机功率最大为1000Kw,最小的也有300Kw,如此大的功率只适宜用一组PID+VF(称为子控制级)调节一组电机+水泵+出口管道(称为子过程),子控制级+子过程称为子系统;图2为联合供水系统的控制结构模型。qa和qb分别为A、B站的出水量;q为联合出水量;qaoj为A站第j个子系统的出水量,j=1,・・・,6;qboj为B站第j个子系统的出水量;Paj、Pbj为子系统出口压力;P(t)为汇流点压力;Po为给定值,Ph为设计压力,是要求达到恒定的基准值。当用水量(负载)变化时,P(t)随之变化,经反馈系数ka、kb得uaj、ubj,负反馈到子系统输入端。调节所投入机组的转速,改变其出水量及其出水压力。因各子系统给定值相同,Paj、Pbj也必相等,这使多个子系统虽流量不同仍得以汇流,消除了彼此间的干扰而确保各子系统工作独立。这是个一般的恒值反馈调节系统。
7.结束语
本文首先按最优算法整定出控制器三个PID最优参数,使各机组子系统成为最优系统,并具有倒L型的过渡曲线,从而便将每台机组看成是比例系数为1的比例环节。整个系统实际只需处理输水管的滞后问题。本文用Pede展开法处理此滞后问题。从三种控制方案仿真结果可见,本文所提方法是正确的、可行的。本文研究的系统中,机组子系统已全为最优,但输水管未包括在内,因此整体系统仍是传统的恒值有差系统,所以总的只能是近最优控制。
参考文献
[1] 邝小磊.聂玉强,供水泵站的数学模型及优化运行方法,给水排水,2003,vol.29,NO.9.
[2] 许贺群,基于改进蚁群算法的PID参数优化.制造业自动化.2011.08期
多菌灵(Carbendazim)又称苯骈咪唑44号,化学名称为2-(甲氧基氨基甲酰)苯骈咪唑,是一种广谱、高效、内吸性杀真菌农药, 对菌核病、炭疽病、枯萎病等都有防治效果,已广泛应用于水果蔬菜生产。由于其化学性质稳定, 能够持久地残留在果品蔬菜中,导致多菌灵残留累积,可通过食物链影响人体健康。研究表明, 多菌灵能引起肝病, 还能导致染色体畸变等病症[1]。目前测定多菌灵的分析方法主要有液相色谱法[2,3]、分光光度法[4]。高效液相色谱法常用紫外检测器,由于其选择性差,灵敏度受到限制,不同的样品必须采用不同的色谱条件,对检测干扰极大,方法的通用性和耐用性不强。为此,本实验采用高选择性、高灵敏度的质谱检测器,以常见水果蔬菜为研究对象,建立了检测多菌灵残留的液相色谱-质谱联用方法。
实验部分
主要仪器与试剂:1100型高效液相色谱-质谱联用仪(Agilent科技有限公司),配在线脱气机、四元低压泵、自动进样器、柱温箱、二极管阵列检测器、电喷雾四级杆质谱检测器,仪器控制和数据采集分析使用ChemStation工作站; 超纯水系统(历元电子仪器公司),KS-300D 系列超声波清洗器,300W(科生仪器厂)。R2200型旋转蒸发仪(Buchi公司);甲醇(分析纯),四氢呋喃、甲醇(色谱纯, Merck公司) ;NaCl、NaOH、石油醚(沸程30~60℃)、二氯甲烷(分析纯);无水硫酸钠:使用前在500℃马弗炉中灼烧4小时;HCl(分析纯);多菌灵标准品(Dr.Ehrenstorfer公司)。
标准溶液配制:准确称取标准品,用甲醇溶解配成浓度为100mg/L的标准储备液。使用时用甲醇逐级稀释成浓度为0.020~2.0mg/L的标准溶液。
样品预处理:准确称取粉碎混匀后的样品25.0g于100ml具塞三角烧瓶中,加入50ml甲醇和10ml 0.1mol/L HCl,搅拌均匀,超声振荡提取2小时,用布氏漏斗抽滤,以少量甲醇清洗残渣,合并滤液于150ml圆底烧瓶中,在40℃水浴上浓缩,基本除去甲醇。将浓缩液转移至125ml分液漏斗中,加入10ml 0.1mol/L盐酸和50ml 10% NaCl溶液,混合均匀,再加入25ml石油醚剧烈振荡。静置分层后,弃去石油醚,水相用2mol/L NaOH溶液调节pH至6.5~8.5,用二氯甲烷萃取3次,每次20ml。合并二氯甲烷,以无水硫酸钠干燥,将滤液转移至150ml圆底烧瓶中,在40℃水浴中减压蒸发至干,最后用甲醇溶解定容至1.0ml。
高效液相色谱-质谱条件:色谱柱,Dikma Diamonsil C18 (4.6mm i.d.×250mm,5μm);流动相,4%四氢呋喃水溶液(A)∶甲醇(B)=7∶3;流速,0.6ml/分;柱温,30℃;检测波长,282nm;进样量,10μl。
质谱检测选择正离子选择离子检测(SIM)模式,以m/z192和m/z160为定性检测离子对,m/z192为定量检测离子,干燥气为氮气,流速10L/分,干燥气温度350℃,毛细管电压3500V,裂解电压100V。
结果与讨论
样品前处理条件的选择:多菌灵是一种两性化合物,在中性和偏碱性水溶液中溶解度低,微溶于丙酮、乙酸乙酯和氯仿等有机溶剂。实验比较了在酸性条件下,甲醇和水提取多菌灵的效果。取空白蔬菜,加入多菌灵标准溶液,然后分别用水和甲醇提取,同前述方法净化。结果甲醇-盐酸法回收率高,而水提法回收率不到50%,故选择醇提法。在甲醇中加入酸液使多菌灵成盐,用石油醚除去脂溶性物质。再加入NaOH溶液,调整pH至6.5~8.5,使多菌灵转成原形,再用有机溶剂萃取,从而达到纯化、富集多菌灵的目的。
流动相的选择:实验中发现以甲醇-水为流动相洗脱时,多菌灵峰型宽而且拖尾。经过反复实验,选择了四氢呋喃作为调节剂,使峰型得到改善; 采用4%四氢呋喃水溶液(A)∶甲醇(B)=7∶3。
质谱方法的优化:实验发现,用DAD检测器在紫外波长282nm下进行检测,多菌灵信号被掩盖,无法准确定量。而用灵敏度和选择性更高的质谱检测器在选择离子监测模式下进行检测,多菌灵响应明显。与DAD检测器相比,质谱检测器采用SIM模式后,检测灵敏度显著提高,目标物在紫外光下无响应,但在质谱中有很强的响应。同时质谱抗干扰强,检出限低,定量结果更趋准确和真实,方法耐用性更强;用扫描模式在m/z 120~220范围扫描。质谱中的准分子离子m/z192[M+H]+为基峰,m/z16为[M-CH3O]+,m/z 214为[M+Na]+。因此,实验选取m/z192和m/z160作为监测离子对进行定性,将m/z192用于多菌灵的定量测定。
标准曲线及方法检出限:将标准储备液用甲醇稀释成浓度分别为0.02、0.04、0.10、0.20、0.40、0.80、1.00、2.00、3.00和4.00mg/L的标准溶液。在相同的色谱及质谱条件下,测定多菌灵的峰面积。以峰面积对进样浓度作图,绘制标准校正曲线。在含量为0.02~4.00mg/L范围内得出标准曲线,线性回归方程为Y=5.028×107X+2.324×105,相关系数r=0.9994。取空白样品提取液,加入一定量的多菌灵标准品,以信噪比的3倍来确定方法的检出限为0.12mg/L(RSD
实际样品的测定结果:测定结果见表1,多菌灵的平均加样回收率为95.5%~103.2%;最大相对标准偏差为4.3%。测定结果令人满意。不同产品中多菌灵的最高残留限量为0.5mg/kg,本方法的灵敏度完全能够达到分析要求。采用三波长分光光度法测定水果蔬菜中多菌灵的残留量,方法简单,测定结果准确,方法重现性好。
【参考文献】
1 张建新,杜双奎,杨小姣.陕西省主要蔬菜产区多菌灵农药残留分析与评价.安全与环境学报,2005,5(6):78-80.
2 李桂风,郝征红,董淑敏,等.花生中多菌灵残留量的高效液相色谱分析方法的研究.分析测试学报,1998,17(3):69-70.
夏季,正是睡莲盛开的季节,它花大而美丽,花叶具佳,并具芳香,是一种很好的水生观赏植物。
睡莲的繁殖主要采取分株法。耐寒种通常在早春发芽前3~4月进行,不耐寒种对气温和水温的要求高,因此要到5月中旬前后才能进行。分株时先将根茎挖出,挑选有饱满新芽的根茎,切成8~10厘米长,每根段至少带1个芽,然后进行栽植。顶芽朝上埋入表土中,覆土深度以植株芽眼与土面相平为宜,每盆栽5~7段。栽好后,稍晒太阳,才可注入浅水,以利保持水温,但灌水不宜过深,否则会影响发芽,待气温升高、新芽萌动时再加深水位。放置在通风良好、阳光充足处养护,栽培水深20~40厘米,夏季水位可以深些,高温季节要注意保持盆水的清洁。在少量盆栽时,可把已栽植2~5年的睡莲倒出盆外,切割成2~4块,再栽入盆中。
睡莲也可采用播种繁殖,即在花开后转入水中,果实成熟前,用纱布袋将花包上,以便果实破裂后种子落入袋内。种子采收后,仍须在水中贮存,如干藏将失去发芽能力。播种在3~4月进行,盆土用肥沃的黏质壤土,盛土不宜过满,宜离盆口5~6厘米,播入种子后覆土1厘米,压紧浸入水中,水面高出盆土3~4厘米,在盆土加盖玻璃,放在向阳温暖处,以提高盆内温度。播种温度在25~30℃为宜,经半个月左右发芽,第二年即可开花。
睡莲可直接栽在池塘,也可盆栽或种植于箩筐等容器中,再放入水体。栽种深度要求与土面平,不宜深埋。一般栽培水深20~40厘米,夏季水位可深些,但忌水流急。若池水过深,可在水中砌种植台或上盆后放入池中,要种在通风有阳光处,反之则易生水苔,以致睡莲生长衰弱而不开花。池栽株距为65~80厘米,盆栽需用盆径23~27厘米以上的大盆。盆土应选择富含腐殖质的河泥或稻田泥,先将盆土晒干砸碎,上盆时宜将饼肥和骨粉放入盆底作为基肥,也可将已腐熟的肥料混入盆土内。栽入根茎后,最初水面只能略高出土面,待叶柄不断伸长,方可提高水的深度。生长期中保持40厘米的水深,最终水的深度以不超过1米为度。在早春沉入水中前,应施饼肥或鱼肥,每隔30~40天追肥一次。施肥的方法通常是:先将肥料与泥土按1:1比例混合而成泥块,然后将含有豆饼肥的泥块均匀投入睡莲池中或盆里,生长期间还要经常剪除残叶残花。
睡莲的地下茎必须在泥中越冬。冬季须将水位加深到1米以上,以防冻坏地下茎。如水浅易受冻,应将根茎掘出,盆栽可连盆取出,放入室内越冬。耐寒种越冬室温须在3℃以上,不耐寒种宜在15℃以上,很耐寒的也可在室内越冬。睡莲栽种后,一般经2~3年,又可重新挖出再行分栽,不需年年挖出栽种。
当我还是个懵懂学童时,就对王莲充满了向往。我从科学杂志的只言片语中得知,这种植物的叶子非常大,并且可以承载一名三岁的孩子漂浮在水面之上。当时我的第一反应是:“唉,我超龄了!” 亚马逊王莲
我第一次见到这种叶子巨大的水生植物,是在中国科学院植物研究所的温室之中。硕大的圆形叶片漂浮在水池之中,只是没有踩上去的机会。后来在中国科学院西双版纳热带植物园,我终于有了踩王莲的机会,但是却不忍下脚了。看着旁边宣传页的图片――坐在王莲上的学童露出灿烂的笑容,只恨自己小时候没能有这样的机会。
那么,王莲的叶子为何有如此大的承载能力,这些神秘的花朵又是从何而来呢?我们需要从王莲的拉丁学名开始说起。
美洲野草变身女王之花
全世界的王莲仅有两种,也就是同属睡莲科王莲属的亚马逊王莲和克鲁兹王莲。王莲的拉丁文属名是Victoria(维多利亚),与英国女王同名。这并非巧合,王莲发现的时代,正是维多利亚的辉煌时代,也是英国“植物猎人”在全世界搜集奇花异草的黄金年代。
美洲大陆(“新大陆”)是一个盛产奇异植物的地方,这里的植物与旧大陆(与“新大陆”相对,包括欧洲、亚洲和非洲)的植物完全不一样,比如茄科在欧亚大陆就是毒物的象征,但是美洲偏偏就有茄科的土豆、辣椒、西红柿;欧亚大陆的豆类果实大多挂在枝头之上,而美洲偏偏有埋在土里的大花生,更不用说木薯、番木瓜这些植物了。独特的生存环境和长时间的隔离,让美洲大陆产生了众多与欧亚大陆迥然不同的物种。王莲就是其中之一。 英国园艺学家为了让移植的王莲开花,尝试了很多方法 (摄影/李敏 供图/PPBC)
1837年,德国探险家和博物学家罗伯特・赫尔曼・尚伯克在英属圭亚纳最早发现了亚马逊王莲。巨大的王莲让探险家震惊了,在当时的八卦消息中,王莲成为一种花朵周长一英尺(约30.5厘米)、叶片每小时长大一英寸(约2.5厘米)的神奇植物。加上这个区域是英国在南美洲的第一块殖民地,于是,巨大的花朵、新开拓的殖民地,这些身份交织在一起,自然而然地让王莲也多了几分神秘色彩,同时也与当时大英帝国的实力紧紧捆绑在了一起。
英国植物学家约翰・林德利(John Lindley)经过鉴定,将王莲定为睡莲科王莲属(Victoria Lindl.),并且以维多利亚女王的名字为这种植物命名。至此,亚马逊王莲的声名远播海内外。很快,让王莲开花成了一场让英国园艺学家为之狂热的竞赛,也成为不同家族的角斗场。为此,各路人马不断尝试从亚马逊流域运回各种王莲的植物体。从1844~1848年,园艺学家多次努力都以失败告终了。不要说使王莲开花了,就连在英国得到活的王莲植株都是一件非常
困难的事情。
直到1849年,园艺学家才发现了症结所在――王莲的种子不能离开水。一旦离水干燥,王莲的种子就会死亡。1849年2月,保存在清水中的王莲种子顺利抵达英国。3月,英国皇家植物园得到了6棵植株,到夏天的时候,植株数量增加到了15棵。当年11月份,亚马逊王莲终于在英国皇家植物园林――邱园第一次绽放了花朵。有了这种特殊植物,邱园的游客量猛增,大多是慕名而来。
说到这里,可能有朋友会有疑问,不是说莲花的种子千年之后还能萌发吗?怎么王莲的种子都撑不过一个月呢?
睡莲家族的巨人
王莲的种子之所以没有莲子的种子那样强悍的忍耐力,是因为王莲和莲花压根不是“一家人”。
实际上,就在没多少年前,莲还被放在睡莲科里。这些外形相像的植物,理所当然地被大家认为是一家子,这不过如同鱼和鲸鱼相似的假象一样而已。
随着分类学特别是分子生物学手段的应用,大家总算看出来,睡莲和莲根本就不是直系亲属。真实的情况是这样的:睡莲型的被子植物是最早出现的,因而有了一个名字叫基被子植物基部类群;而莲则属于真双子叶植物的基部类群。如果你对这些艰深的概念不感兴趣,只要记住莲比睡莲稍显高端就可以了。
其实,莲科植物和睡莲植物的区别是很明显的。莲的叶子总会高出水面,而睡莲的叶子总是趴在水面上。我们总可以看到莲花凋谢之后露出水面的莲蓬,但是从来没有见过睡莲的莲蓬,这是因为睡莲科的果子是在水面之下成长起来的。
成熟的莲蓬会带着种子飘荡,随波逐流传播种子。而王莲的种子就没有这种“班车”待遇了。王莲的带刺果实会在水下慢慢成熟,等到种子完全成熟,王莲的果皮就会慢慢腐烂,释放出其中的种子。
王莲的每粒种子外面都包裹着一个半透明的、乳白色胶囊状的外种皮,这个结构可以使其带着王莲的种子漂浮在水中,随水流去旅行。如此特别的生长和传播方式,让王莲的种子离不开水。也正是这个小问题,困扰了英国园艺学家很长时间。 莲和王莲还是有些外形相像的呢,但它们不是“一家人”(摄影/史军)
两开两合的花朵
王莲的叶子过于特别,以至于很少有人会注意到它们的花朵。这些个头最大的睡莲科的花朵也有自己的精彩故事……
对于普通睡莲来说,开花之后每天都在开开合合,光线变强的时候花朵就会打开,光线变暗的时候花朵就会闭合,直到花期结束。同属睡莲科的王莲也是如此,只是在整个花期,花朵只会两开两合,而这种开合其实是为了更好地传宗接代。
白色的王莲花在傍晚开放的时候会吸引很多甲虫,这是因为花朵里面不仅为甲虫提供了特别的食物(只不过不是花粉和花蜜,而是心皮上的淀粉质附属物),而且也为甲虫提供了一个温暖的居所。研究表明,亚马逊王莲花朵中央的温度甚至可以比外界环境的温度高出10.2℃。这温暖舒适的居所,让众多甲虫乐不思蜀,甚至都没有注意到王莲的花朵会慢慢闭合。第二天早晨,几乎所有的甲虫都暂时被关在了花朵牢房之中。直到太阳下山,已经转变为粉红色的花瓣才会慢慢打开,被关了一天的甲虫迫不及待地逃离“牢房”,当然它们身上也沾满了花粉,这些贪恋温暖和美食的甲虫会就近选择那些新开放的白色花朵。而释放完花粉的花朵又会慢慢闭合,然后沉入水下,进而孕育下一代了。
依靠花朵的开合以及变色机制,王莲不仅完成了花粉的输送,并且尽可能地避免了自花授粉,大自然的精妙设计让笔者也不得不佩服。 王莲的大叶片有着惊人的浮力(摄影/李晓东 供图/PPBC)
漂浮叶片的奇迹
表面温柔的王莲叶片,在水面之下却是另一副模样:凸起的叶脉之上布满了尖刺,让那些觊觎美味叶片的水生动物无处下嘴,也因此保护了自己。但是对于幼嫩的王莲茎叶,这种防护设施还不够强大,食草鱼类还是会威胁到这些植物。所以要想在池塘中很好地生存,植物们一定要留心里面的“原住民”,鲤鱼、草鱼对王莲的叶子可一点儿都不嘴软。
不过王莲叶子最特别的地方,还不是那些尖刺,而是那些叶脉形成的网格结构。王 莲叶片的承重能力,恰恰是与这种结构相关的。这些突出的叶脉并不是平均的,而是分为主叶脉和次级叶脉,它在空间上复杂排列的结构,为之提供了出色的机械强度。据说,英国水晶宫的设计师正是受到王莲叶脉的启发,才设计出了那座空前的玻璃建筑。
除了叶脉,王莲叶片中的气囊也为之提供了额外的浮力,让王莲更好地适应水生环境。让“王者”傲然于水中。
亚马逊王莲
Vs
克鲁兹王莲 克鲁兹王莲
那是20世纪的80年代初,我在家乡山清水秀的吉林市听艺术绘画讲座,介绍的是西方法国印象派绘画大师克劳德・莫奈。当时的中国社会封闭得很,东北更是这样,本来我外语就学得不好,记奥斯卡・克劳德・莫奈的名字就费了半天的劲儿,后来只记住了法国画家莫奈。
1840年,莫奈出生于法国巴黎市,在他5岁的时候全家搬到了诺曼底的勒阿弗尔。父亲希望莫奈继承家里的杂货店,但莫奈则想成为一个画家。莫奈最初小有名气是因为他的木炭漫画,这些画开价十至十二个法郎。在诺曼底的海滩上,他遇到了艺术家欧仁・布,他后来成了莫奈的良师益友并教他画油画……
当吉林大学杨教授在幻灯片上发出莫奈的《日出・印象》时,我一下子惊呆了,那场面仿佛是雾气弥漫的松花江江边,我的家乡。整个画面笼罩在稀薄的灰色调中,笔触画得非常随意、零乱,展示了一种雾气交融的景象。日出时,海上雾气迷蒙,水中反射着天空和太阳的颜色,岸上景色隐隐约约,给人一种瞬间的感受,那是一轮生机勃勃的红日拖着海水中一缕橙黄色的波光,冉冉升起。海水、天空、景物在轻松的笔调中,情景交融,融为一体。海岸中的三只小船,在薄雾中渐渐变得朦胧不清,远处的港口、建筑物、吊车、船舶、桅杆等也都在晨曦中若隐若现。我虽学过一点水彩画,但还是一下子被这幅画作惊呆了。感觉到随着太阳渐渐地升起,迷迷蒙蒙的雾霭终归要散去,给人的心头增添了无穷的力量。20岁出头的我一下子记住了他的名字――莫奈,也喜欢上了他的画作。
许多年过去了,我终于看懂了印象派大师莫奈的代表作《日出・印象》。这是莫奈于1872年在勒阿弗尔港口画的一幅写生画。他在同一地点还画了一幅《日落》, 在送往画展时,两幅画都没有标题。一个名不见经传的新闻记者讽刺莫奈的画是“对美与真实的否定,只能给人一种印象”。莫奈就因为这个缘故给这幅画起了个题目《日出・印象》。
1874年,一群常在巴黎盖尔波瓦咖啡馆聚会的青年画家决定筹办一次画展。这群画家个个放荡不羁、才华横溢,可是在当时,他们却因所表达的绘画艺术风格和上流社会崇尚的宫廷贵族欣赏趣味格格不入,而受到了很多人的漠视甚至责难,而被称之为“不入流”。尤其是那些官方的、恪守传统的艺术家们,对他们的作品更是百般冷落、挑剔。当时,那群青年画家汇集了156件风格鲜明的作品,在杜鲁街一栋大楼的二楼举办了这次展览。展出引起轰动,吸引了很多人前来参观,其中许多人是慕名而来,当然也有很多传统、保守的艺术家、官僚是来挑毛病、横加指责的。
莫奈的《日出・印象》成为展览上最引入注意和争议最多的作品。画作描绘的是充满雾霭的早晨,一轮红日冉冉初升,橘红色的光影闪烁在银灰色的海面上,远方港口码头的轮廓在朦胧弥漫的朝雾中影影绰绰。本来,这是一幅表现海上日出时光的颤动与色的和谐的伟大作品,能给人们一种和谐美好的感受。但是在当时,由于它并没有遵从传统的绘画模式,因而遭到了攻击。
那些充满敌意、维护传统的批评家们嘲讽地说:“这比毛胚的糊纸还要粗劣!”一位名叫路易勒罗瓦的保守作家则借莫奈的这件作品把举办画展的那群画家戏称为“印象主义者”,把这次展览称为“印象主义者”的展览。这本来是对这些画家和作品的讽刺,但是它却让巴黎的艺术家和艺术爱好者深深地记住了这些本来一直不为人知的年轻画家和他们的作品,特别是他们中的代表人物莫奈。同时给人们理解这些印象主义作品提供了一个视角,这也成了印象派大师莫奈崛起的标志,成就了他绘画艺术的风格。 《日出・印象》
莫奈擅长光与影的实验与表现技法,重要的是改变了阴影和轮廓线的画法,在莫奈的画作中看不到非常明确的阴影,也看不到突显或平涂式的轮廓线。除此之外,莫奈对于色彩的运用相当细腻,他用许多相同主题的画作来实验色彩与光完美的表达。莫奈曾长期探索光色与空气的表现效果,常常在不同的时间和光线下,对同一对象作多幅的描绘,从自然的光色变幻中抒发瞬间的感觉。
随着印象主义绘画风格渐渐被人们所接受和认可,莫奈这位昔日年轻的画家们便成了“印象主义画派”的创立者的杰出代表人物,特别是这幅《日出・印象》也因此日益被人们所重视,成为印象主义绘画作品的经典之作。
莫奈的画作和卡米尔
莫奈一生绘画创作艺术离不开一个风姿绰约的女人,她的名字叫卡米尔,1865年他们在巴黎相识。他们的相遇缘于《草地上的午餐》巨幅画作,1865年,莫奈25岁,卡米尔18岁,那时候卡米尔是他的模特儿。画中的卡米尔显得娴静端庄、温婉柔顺,令莫奈着迷……
18岁的少女卡米尔如出水芙蓉,身材窈窕,婉约如大家淑女,相貌如荷花清丽毓秀,浑身散发着让莫奈着魔的光彩。一见面相识,便很快坠入爱河。
1866年,莫奈潜心作画,激情挥洒,仅用几天功夫就创作出《绿衣女人》。卡米尔作为莫奈创作《绿衣女人》的模特儿功不可没,那一年她只有19岁,这幅名作带给莫奈最初的光亮、自信。画作在官方沙龙顺利展出,出人意外地卖到800法郎,使初出茅庐的毛头小伙莫奈一下子和当时的大画家马奈比肩。
但莫奈的家人看不起这位模特儿出身的姑娘,他的父亲狠心地逼迫莫奈必须和卡米尔分手,并中断了他们的经济来源。从此莫奈这个穷小子为了爱情只能和卡米尔一起种土豆,入不抵出,他们开始借钱度日。1866年秋,莫奈为躲避债务回到巴黎的阿弗尔。经济状况的每况愈下威胁到他的创作,有时候,莫奈甚至刮掉已完成的油画上的油彩,重复使用颜料。
莫奈的作品,尤其是早期作品,全部以卡米尔为原型。作品有《绿衣女人》《花园中的女人们》《窗前的卡米尔》《野罂粟的田野》《散步》《撑洋伞的女人》《穿和服的女人》《草地上》等。它们同属一个系列,画的都是卡米尔在野外阳光下的活动。
人们在莫奈的画中看不出卡米尔的脸上带有任何悲苦哀愁,更看不到幽怨绝望。卡米尔就是莫奈的上帝,她的眼睛、脸、身体、步伐,特别是心灵总透露出对明天美好生活无限向往。 卡米尔
1867年,卡米尔怀孕,莫奈的父亲仍旧不容她,无奈之下,莫奈带她到姑母家暂住。这年7月,他们的孩子呱呱坠地。
1869年,莫奈参加盖尔波瓦咖啡馆艺术家聚会,他的心头充满阴霾,但脸上没有流露。尽管没人知道莫奈穷困到什么程度,他给巴齐依写的信却透露了生活的困窘:如果不是雷诺阿送来面包,他们一家人就会饿死;整整一个星期,屋里都没有生炉火,更谈不上照明。
到8月底,颜料也用光了,他不得不停止作画。贫穷成为流行病,巴齐依也去典当手表,雷诺阿连寄信的钱都凑不齐,他们对莫奈也爱莫能助。
更残酷的是,莫奈遭到巴黎官方沙龙的广泛抨击和排斥。从1869年开始,他的作品再也不能进入沙龙,评选委员会甚至完全否决了他,1869年至1870年间,莫奈的所有作品被贬得一文不值。
莫奈穷困潦倒,一家人经常忍饥挨饿地生活着。这时候的卡米尔简直是用自己的血肉喂养莫奈的艺术生命,她无怨无悔地跟着他勇敢地活下去,家徒四壁,但家里充满着温馨、爱。一次,他们交不起房租,差点被房东驱赶到大街上。莫奈拥抱着卡米尔,泪流满面,心如刀割;卡米尔则坚信莫奈一定会成功,因为卡米尔坚信只有莫奈才是真正杰出的绘画大师。卡米尔像一团温暖灿烂的日出之光将莫奈紧紧包围和托举起来,使之冉冉升起。
1870年6月,卡米尔与莫奈正式结婚,在上帝面前,他们宣誓终身相爱,不离不弃。
1871年12月,莫奈带着卡米尔和儿子在巴黎近郊的阿尔让特伊小镇租下一间小屋,一住便是六年。
1878年3月,卡米尔生下第二个孩子,生活更加困难。莫奈给左拉写信说:“家中无法生火,妻子又在病中,昨天我跑了一天也没借到钱。”现实的艰难并没有夭折他们的爱情,反而证明卡米尔是莫奈的“绘画女神”,因为,从莫奈留下的绘画中的美丽女人,仔细认真辨认,怎么看都是卡米尔的身影。 《绿衣女人》
然而,现实中的幸福并没有眷顾卡米尔,一场重病使她本来羸弱的身体更加糟糕。守护病中妻子的莫奈,极力想留住妻子的容颜,于是忍着极大的悲伤为她画了《临终的卡米尔》。他后来回忆说:“在卡米尔的病床前,我十分本能地对那已无表情的年轻面孔仔细端详,观察搜索死亡在她面孔上引起褪色的迹象,看到的是蓝色、黄色和灰色的细微变化。于是,萌生出一个念头,要为这即将离开我的爱人画最后一幅画。”
1879年的9月5日,卡米尔终因盆腔癌不治身亡,时年仅32岁。她用一生无怨无悔支持莫奈的绘画事业,生前自己一贫如洗。模特儿出身的卡米尔,不但不曾拥有艳丽的时装,更不敢奢求拥有过一件女人体面的首饰。入殓时,莫奈将一枚刚刚从典当行中赎回的奖章挂在她的脖颈上,作为最终的首饰、奖赏。
莫奈这一生只画过一个女人的肖像,那就是他的第一任妻子卡米尔。在那段卡米尔和莫奈艰难相守的日子里,莫奈不厌其烦地画着卡米尔。卡米尔去了“天国”后,莫奈便再也没有画过一幅人物肖像画,而是开始专注于睡莲主题的创作,或许暗香浮动的睡莲正是无数次出现在莫奈梦中的卡米尔,其实卡米尔从未离开过,她一直都在大画家莫奈的心里。 《穿和服的女人》
莫奈在爱情上是位专一的男人。作为绘画大师,莫奈用自己的一生告诉世人这样一个道理:女人的骄傲不在于有多少爱慕者,而在于是否有一个男人终其一生一世只为她倾情、倾心,卡米尔就是有着这样的骄傲与幸福的女人。
永远的睡莲、永远的莫奈、卡米尔
卡米尔走了,莫奈绘画第一阶段也成了历史。他开始了绘画艺术创作的第二阶段。1883年,乘坐火车到处游走的莫奈,无意间经过了法国巴黎以西70公里的吉维尼小镇。绘画大师与吉维尼小镇邂逅,立刻被小镇的宁静气息和美好的自然环境所吸引,决定定居于此。居住在名为拉普雷斯瓦尔的农舍。
1892年,莫奈再娶。他晚期的作品也出现过第二个妻子爱丽丝的形象,但脸部总是模糊不清,再也看不到卡米尔那样恬美、生动的画面。爱丽丝伴随莫奈的时间很长,但莫奈从没给她专门画过肖像。塞尚曾经评价莫奈:“莫奈只是一只眼睛,但这是多么奇妙的一只眼睛。”但这位大画家不知道卡米尔是莫奈的另一只眼睛,而且是那么神采奕奕、脉脉含情。一旦失去这只眼睛,莫奈眼里的世界随之失去他应有的艳丽色彩。
1900年底,莫奈在丢朗-吕厄的画廊里初次展出他的《睡莲》连作,共13幅。 莫奈自画像
1901年春,莫奈又买下水池南面沿河岸的一块土地。此时莫奈已是吉维尼的知名人物了,市政当局当然会欣然同意的。他的画誉被传播到世界各地,法兰西学院给他留了一席荣誉位置,但他都不予理睬。在莫奈看来,如果对绘画的爱不能高于一切,就成不了画家。从1904年起,他画的池塘已不见那座日本式拱桥了。莫奈费尽了周折,又在池塘中架设一座日本式小桥,池塘的周围种植垂柳和多种花卉;在池塘里则繁殖了睡莲。莫奈把整个身心都投在这个池塘和他的睡莲上面了,睡莲成了他晚年描绘的主题。
1909年5月,巴黎的公众又一次在丢朗-吕厄的画廊里看到他的48幅《睡莲》水景连作,人人为之拍手叫绝。莫奈把整个身心都投在这个池塘和他的睡莲画作上面了,睡莲成了他晚年描绘的主题。
1911年莫奈的第二任妻子去世。
1914年莫奈的长子去世。
莫奈遭受老年丧妻、丧子的巨大不幸,视力也急速恶化。但是,莫奈到此时绘画作品越来越成熟,他已经是声名显赫、名震欧洲的大画家,其作品开始被国家收藏,他自己建立起大型画室,开始创作大型的睡莲壁画。
摘要:河道治理是传统实用的工程,是一个古老而活跃的领域。从上个世纪70年代开始,水利工程与河流生态系统的关系问题在国际科技界就引起了广泛的关注,成为环境领域中的一个热门话题。人们从不同角度分析了水利工程对于河流生态系统产生的负面影响,并在此基础上产生了河流生态恢复的理论与工程实践,生态水利理论与实践也应运而生。
关键词:生态水利;河道治理;应用
1.生态水利工程的设计原则
1.1提高河流形态的空间异质性原则
一个地区的生境空间异质性越高,就意味着创造了多样的小生境,能够允许更多的物种共存。反之,如果非生物环境变得单调,生物群落多样性必然会下降,生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化,造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动,特别是大规模治河工程的建设,造成自然河流的渠道化及河流非连续化,使河流生境在不同程度上单一化,引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性,但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种,生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性,使其符合自然河流的地貌学原理,为生物群落多样性的恢复创造条件。
1.2景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行,而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低,而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。
2.河道治理
2.1河道治理方案
下面就以拉古河为例。拉古闸以下河道渐进入平原,采用的是以堤防为主的规划方案。由于河道右岸地形低于左岸,大多数断面的设计水位要高出地面1m以上,平均高0.53~1.30m,最高达到3.44m,宜修筑堤防。但在该河段中,左岸中华寺北桥以上地势渐高,岸边保护范围渐窄,尤其是中华寺北桥到八家子沟,正是王滨沟上下游大弯道塌岸十分严重的地方,规划采用护岸方案。拉古闸以上基本上采用护岸方案,河道两岸多为山地,岸边较高,除个别断面外,大多数断面的岸边高程都在设计水位以上,平均高17~43cm,最大高差为4.32m,无需修堤,主要是要解决岸滩的稳定问题。该河段保护的土地和村庄主要分布在右岸沿河一带,左岸只有小甸村至松岗堡河口2.6km的河段上分布有村庄,其余7.3km左右河段岸边在山根下或接近山根,不需要布置任何工程,规划为无工程河段。
2.2设计流量和设计水位
整治洪水河槽的设计流量,需根据保护地区的重要性,选取相当其防洪标准的洪水流量,其相应的水位即为设计水位;整治中水河槽的设计流量可采用造床流量或平滩流量,其相应的水位即为设计水位;整治枯水河槽的设计水位可根据通航等级或其他整治要求,采用不同保证率的最低水位,其相应的流量即设计流量。
2.3规划实施建议
拉古河河道治理工程本着先下游后上游、先重点后一般、先消险后达标的原则,先治理城市段再治理农村段,干支流同步分段、分区依次治理,堤防整修完成后再进行堤防标准化建设。具体规划如下:李石开发区规划治理拉古河抚顺开发区范围内左右岸堤防共长18.82km,护岸长18.08km。抚顺县实施规划为治理拉古闸下游抚顺县范围内,左右岸堤防共长15.0km,护岸长15.7km;治理拉古闸至浅沟水库段,左右岸护岸长11.95km;对于右岸拉古闸以上、左岸中华寺北桥以上的护岸工程,一定要根据水流和塌岸的实际情况、以及投资的可能,本着先出险先安排,不出险暂不安排的原则,分清轻重缓急逐步实施。沈阳市实施规划为治理拉古河岸堤防共长1.58km,护岸长4.7km。
3.目前治理水污染的主要技术方法
3.1配水、调水方法
配水、调水对某一城市、区域是一个较为理想的方法,见效快,成本底,但是配水、调水不是真正解决污染水体的方法,只是将污染水体从某一区域转移到另一区域,是上游向下游的转移。如果大家都采用此方法,可以说是污染水体的循环,是一种“恶性循环”,无法从根本上解决问题。由于水源的关系,这种方法不一定适应“断头浜”的治理。
3.2spr污水净化技术
spr污水处理系统首先采用化学方法使溶解状态的污染物从真溶液状态下析出,形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒,再选用高效经济的吸附剂将有机污染物、色度等从污水中分离出来,然后采用微观物理吸附法将污水中的
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各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体,依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理,在自行设计的spr高浊度污水净化器内使絮体与水快速分离。清水经过罐体内自我形成的致密的悬浮泥层过滤之后,达到三级处理的水准,可实现出水回用。污泥则在浓缩室内高度浓缩,定期靠压力排出。由于污泥含水率低,且脱水性能良好,可以直接送入机械脱水装置,经脱水之后的污泥饼可用来制造人行道地砖,免除了二次污染
4.生态水利在河道治理中的应用
4.1构建水生植被
种植沉水植物菹草、黑藻、伊乐藻、金鱼藻、苦草等和浮叶植物睡莲,以吸收和转化水和底泥中的氮、磷、钾等营养物,降低水体n、p、k及必需微量元素的含量与周转速率,抑制浮游植物生长;为多种多样的水生生物提供良好的生存环境;提高水体生物多样性;提高水体自净能力;为水体供氧。
4.2构建水生动物种群
适当提高鲢、螺、鲫的种群数量,以消费浮游生物(特别是浮游植物)、有机碎屑、腐碎、巨大的微生物生物量,以及摇蚊和水蚯蚓等底栖动物,维护生态平衡,净化水体。
4.3种植水生花卉
作为城市河道,从景观的角度出发,在主要景点、桥的两侧,栽种了优质睡莲(选用玛珊姑娘、洛桑、日出、佛琴娜莉斯、大白睡莲等品种),加之原有的10多丛白睡莲,美化了水面。
5.结束语
生态河道的设计需要各方面因素的配合,设计者要拓宽思路,结合生态学、工程学、水利学的知识,相互补充,才能形成一套有效的设计方法。河道的生态化治理是一个可持续发展的系统工程,要通过设计、施工、养护等一系列措施模拟一个生物生长的适宜环境,为各类水生、陆生和两栖类动物、植物以及微生物提供栖息、繁衍和避难的场所,并且,除采取工程和植被措施外,还必须有选择的放养水生动物及微生物,恢复生物的多样性,重建生物系统的生态链。
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利用自然元素营造园艺美景
与以往不同,青岛世园会园区选址位于山东省青岛市百果山森林公园,是首次在中国临海城市举办、具有山地型特色的世界性园艺展会。
自规划设计之初,注重依托原有地形地貌打造景观亮点,充分考虑山地、水库等地形地貌特点,利用场地中的地形、水体、植被等,以自然景观为依据进行设计,保留了毕家水库扬水站、沈鸿烈桥、樱桃沟、梨树坡等自然与人文遗迹。园区道路选线则尽量利用原有通道,保护现状景观,减少土石方工程量,使道路与周边环境融为一体。
在植物配置方面,联合青岛农业大学,对世园会园区及周边区域的动植物资源现状进行普查,编制了《青岛世园会园区树种(花卉)选择和植物配置研究技术报告》、《青岛世园会园区陆生野生动物资源调查报告》,为园区规划设计提供了基础资料。
调查表明,区域内原有植物168种,野生动物近200种。园区规划建设体现生态保护原则,同时为体现生物多样性特征,通过引进适应青岛气候的植物种类,补充、丰富和完善园区植物群落系统,共配置设计植物种类700余种。同时,实施悬挂鸟屋等“引鸟计划”、“挽留候鸟”活动,增加鸟类种群,并与野生动物保护组织合作,引进驻留青岛的野鸭等野生鸟类。
百果山食用观果植物都得到保留和展示,其中,包括原有的食用及观果类96种,如葡萄、甜柿、石榴、李子、苹果、桃、梨、枣、核桃、板栗、桑葚等;野生果类21种,如黑莓、蛇莓、蓝莓、茅莓等。
园区保留了水杉、杜仲等原有行道树和自然生长的杨树、柳树、梧桐、枫杨、刺槐等大树,新栽行道树则选用适宜青岛气候的全冠大树,如银杏、榉树、朴树、国槐、白蜡、鹅掌楸等。
景观营造始终高度重视对周边自然环境的尊重与保护,使自然环境成为景观营造的天然素材。利用自然元素营造园艺美景,中华园的冲沟景观营造无疑是其典型。
在中华园内,冲沟自成一景,乃天然形成,贯穿整个园区,总长达360米,局部总落差达13米。由于冲沟地形复杂多变,施工初期冲沟被视为工作的重中之重。因为中华园冲沟地处百果山,最终综合了防洪、经济、景观等各方面因素进行景观改造。
在施工中,最大限度地对原地形进行保留,对冲沟进行置石和景观绿化;苗木选用乔灌木和花卉地被,丰富景观效果。
考虑到园区地处崂山范畴,冲沟打造的石材选取也考虑到与崂山石相互呼应、融合,继承青岛崂山石刚硬不屈的性格,这样才能使冲沟融入整个中华园的设计当中。而现有崂山石过于圆润、棱角不太鲜明,不利于堆砌,同时为了契合现状,最终选定了浙江长兴的黄石作为材料。
黄石为细砂岩,色灰、白、浅黄不一,材质较硬,属于沉积岩中的细砂岩,棱角分明,轮廓呈折线,呈现出苍劲古拙、质朴雄浑的外貌特征,因风化冲刷所造成崩落沿裂缝分解,形成许多不规则多面体,石面轮廓分明,锋芒毕露,显示出一种阳刚之美,给人一种耳目一新的感觉。
景石堆砌结合现状,因地制宜按叠石进行艺术处理,错落有致,大小搭配。在景石堆砌至一定程度时,通过种植植物,达到软化硬质驳岸的效果,或者采用大景石进行退让布置、抬高绿地的方式处理。在景石布置时,预留一定数量的种植槽,用于植物种植。植物搭配的主要目的是采用乔木、灌木、地被花卉有机结合,掩饰山石的缺陷,丰富景石的层次,使景石更与周边环境和谐统一。
类似的园艺造景理念也同样体现在其他园区。
在飞花区,利用原有山势,塑造出一片“龙脊梯田”,并融合百果山原有村落风格;在科学园,冲沟采用了仿自然式的龟纹石处理方法,着力打造“山林野趣”之感;在童梦园、茶香园,冲沟采用了自然景石护坡做法,使道路边坡回归自然状态;在山地园,利用山势的陡峭和丰富的植被,打造“康体公园+森林氧吧”,并融入原有植被、自然景石、纯天然泉眼等元素。
当然,如此精心打造,除了突出景观功能之外,还有更实用的生态功能。
很多园区在原有冲沟的基础上砌筑生态驳岸,可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节,同时具有一定的抗洪强度。除了具有护堤、防洪的基本功能外,对河流水文过程、生物过程,还有补枯、调节水位、增强水体的自净作用,以及使河流生物、滨水区植被与堤内植被连成一体、构成一个完整的河流生态系统等多种作用。
飞花区的花式龙脊梯田碎石挡墙,更重要的作用是保护百果山的这片水土以免流失,避免泥石流等自然地质灾害的发生。
园艺景观展现自然山水魅力
在主题区七大园、体验区五大园的建设过程中,各园区充分尊重自然,因地制宜打造各具特色的园艺美景。这些景观“虽由人做,宛自天开”,很多景观虽然看似自然形成,实为精心设计,巧妙布置,无不完美体现出自然山水的无穷魅力。
草纲园创意源于我国药物学著作《本草纲目》,旨在探索中华智慧,通过现代科技手段,展示利用植物对抗城市各种污染疾病的最新成果,令游客在游园中体会自然的恩赐,立意在于通过植物的手段为人类提供健康、低碳的生活环境。
园区是一处自然山谷,地势复杂,最低点是一条自然形成的冲沟。冲沟两侧保留了大量原生树木,冲沟景观改造根据设计要求,在保留原有苗木的基础上,对冲沟两侧绿地进行适量补植。植物配置又以乡土树种为主,适当加入造型树木。冲沟景石选用北太湖石,与原有毛石挡墙相结合,达到对原始地貌最大限度的保护和利用。
植物搭配主要采用乔木、灌木、地被及水生植物的有机结合,掩饰山石的缺陷,丰富景石的层次,使景石更能与周边环境和谐统一。溪边和水边依据实际情况,栽植相应的水生湿生植物,如千屈菜、黄菖蒲、花叶芦竹、随意草等;沿河两岸坡地,点缀常绿或半常绿植物,如大叶黄杨球、麦冬、八仙花等;灌木栽植相对集中,形成点丛的局部效果,适当点缀,如接骨木、紫叶风箱果、金叶风箱果、榆叶梅等。
在童梦区,天然冲沟经过改造后,形成了清泉石上流的美景,青山幽幽,潺潺水流,美不胜收。沟底经过清淤疏浚之后,铺以自然山石,舒缓水势的同时,也营造出了泉水顺流而下、百转千回的自然意蕴。点滴之水,汇聚成溪,顺石而跌落成瀑,无论是少水的旱季,还是水丰的雨季,都有可看之处、可聆之音、可赏之景。水来自百果山的高处、来自雨水、来自地表径流的汇聚,在童梦园的石景上流过,又流向远方,流向大海……
就地取材营造人间仙境,飞花区同样将自然山水魄力演绎得淋漓尽致。
从山脚来到半山腰,麦冬青青郁郁,路边野花泛起点点斑斓。来到位于世园会北部最高点的飞花区,也许才能一览花卉品类之盛。
飞花区位于园区南北中轴最北端,为现状山地。在设计上,充分利用现状山地自然形态,通过配置不同色彩花带,展现“天女散花”的大地景观。为打造出飞花叠彩的景观效果,地形整理之初,为还原这片山林原有的自然、野趣,对原来比较贫瘠的山地地形进行了再次塑造,依山就势将其打造成梯田的地形地貌。
建造梯田时,以崂山碎石为挡墙砌筑材料的工艺,更是将依托自然的理念发挥得淋漓尽致,花与石的和谐搭配浑然天成。石墙采用当地原生的毛石、碎石砌筑而成,也许本身并不出奇,但汇聚在一起,却营造出了“花式龙脊梯田”的景观效果。
在花卉的种植方面,采用了宿根花卉和时令花卉相搭配的组合,品种包括:硫华菊、月见草、蛇目菊等6种黄色系野花组合,黑心菊、异果菊、百日草等8种橙色系野花组合,醉蝶花、满天星、虞美人等9种粉红色系野花组合,紫花地丁、柳叶马鞭草、大花飞燕草等8种蓝紫色系野花组合,以及大滨菊、石竹、射干等9种杂色系野花组合。
这种花卉品类繁盛的配置方式,足以保证飞花叠彩的景观效果与持续时间,真正做到三季有花、四季常绿的景致。展会期间,蔚为壮观的山花漫山犹如花海跌浪,让身临其境的游客惊喜不断,流连忘返。
是石堪堆。中国古典园林的造园理论认为,造景选石无贵贱之分,应就地取材,随类赋型,最有地方特色的石材也最为可取。在飞花区,大块的山石被作为景石孤置在飞花景区的高处,随着山体的加高,石体愈大,形成由散而聚的视觉效果。
原有的大树、老树也都保留,如山桃、槐树、泡桐等。当然,还有充满野趣的农家小院,山花烂漫,小院幽深,引人想走进去一探究竟。
夏雨蒙蒙,百果山轻雾迷离,然而这山,这树,这屋舍,这梯田,无不在飞花落雨里尽情沐浴。
飞花区简约而不简单,出挑而不出格,留住了花的香、景的美、园的韵味,是被藏在大山里的世外桃源。
园艺展示荟萃经典植物品种
鲜花大道长达2000米,既栽植樱花、海棠、丁香、紫薇、紫荆等开花乔灌木,又栽植美女缨、薰衣草、紫罗兰等品种多、数量多的草本花卉,形成一条姹紫嫣红、引人入胜的迎宾地毯,以极强的视觉冲击力迎接四面八方的宾客。
一样的精彩,不一样的内涵。在不同片区,植物配置组合都各有千秋。总体上,园区做到乔、灌、花、草、藤有机结合,体现层次性、季节性。
草纲园,既集中展示我国北方常见的中草药,又展示能够对抗城市各种污染疾病的植物;飞花区,按照宿根花卉和时令花卉相结合进行配置,每片梯田撒播一种色系野花组合,花期从3月至10月,保证了开园期间多种时令花卉争奇斗艳;青年大师园,以不同空间利用木本植物、草本植物、水生植物、果蔬植物营造不同的精致色彩花园,包括月季、杜鹃、牡丹等名花品种,以及按蓝色、粉色、橙黄色、白色等色彩区分的花卉品种;科学园,春夏秋三季分别种植成片的油菜、向日葵、荞麦等作物,呈现大色块的花田效果……
同时,各展园也展示了不同地区不同特色的植物,体现植物配置的生物多样性原则。在国际园,有德国的高山杜鹃、墨西哥的大丽花、朝鲜的金日成花、花等;在中华园,有新疆的胡杨、四川的珙桐、河北的八棱海棠、宁夏的枸杞和沙枣等;在齐鲁园,有德州的百年枣树、临沂的百年银杏、枣庄的石榴、菏泽的牡丹等;在企业展园,则有东林的红豆杉、青啤的啤酒花、海润的古果桑、绿韵的紫薇古桩等。
当然,草纲园的睡莲尤其值得一看。为展示温带水生植物,在保留原有中华睡莲世界的基础上,草纲园内建设睡莲博物馆、睡莲学术文化交流中心等,集中展现多姿多彩的睡莲、荷花,这是目前我国睡莲、荷花品种最多的莲荷景区。同时,园区在浅水区、滨水区引进栽植菱角、菖蒲、鸢尾、千屈菜、美人蕉等水生植物。
目前,草纲园的水景园进行了睡莲、荷花等水生植物的栽植布展工作,共栽植睡莲400余品种、荷花600余品种、其他水生植物100余种,总计10万余株。
据介绍,草纲园将是世界上栽植睡莲、荷花品种最全、花色最丰富的水景园。在这里,千瓣莲、孙文莲、友谊牡丹莲等著名的荷花品种应有尽有,此外,大王莲、芡实(鸡头米)等名贵水生植物,以及中国首批拥有自主知识产权的10个睡莲品种,也将会一并展示。
欣赏更多的植物园艺美景,植物馆无疑不容错过。
此次植物馆的设计,在植物采购、植物设计及空间营造方面紧紧围绕新、奇、特三点,同时兼顾科普性及美观性,令人可学、可赞、可思。
在植物馆,青岛世园会首次设立了海洋植物展区,建设陆地大型海藻活体养殖和观赏系统,在封闭循环系统中养殖活体巨藻等海底森林大型藻类,同时兼具海洋动物和珊瑚等活体材料展示,展现海底森林的壮丽景观。
枝叶扶疏的竹艺馆为青岛首创的一个展示竹类植物的专类馆,已引种具有代表性的竹子品种约50种,其中包括全世界最高大的竹子巨龙竹、竹竿方形的方竹、竹节有如佛肚的佛肚竹等等。馆内利用老石板、青砖、磨盘等老物件,精心设计打造竹艺馆景观,并在园中设置了一些小景点,表现江南竹林人家生活场景的小品空间……
温带馆有沙生植物区,在游览道路两边主要展示仙人掌科、大戟科、芦荟科、龙舌兰科、景天科等科属的多肉植物。在这里,可以欣赏到高大的武伦柱、小巧可人的鸾凤玉、树状的大戟阁、色彩夺目的牡丹玉锦、叶片退化的光棍树、肚大叶小的象腿树、叶状仙人掌昙花、开白色倒钟状花的曼陀罗、匍匐状的大戟科植物狗奴子、叶片如仙女翩翩起舞的景天科植物仙女之舞、叶片上有条条白丝的龙舌兰科植物白丝乱雪,等等。
暖温带馆主要体现丰富多彩的热带植物风貌。入口迎宾区由旅人蕉、天堂鸟及多彩花境等植物组成的层次丰富、色彩多样的植物群落,这里的“山洞”爬满热带藤蔓。穿洞而过,只见各种热带开花植物争奇斗艳,如花红似火的火焰木、树干带刺的美丽异木棉、开金灿灿黄花的黄花风铃木等。菩提树、无忧花、大青树、地涌金莲、黄缅桂等体现佛教五树六花的植物,营造出不一样的植物文化氛围。热带丛林区当然也不容错过,由高大的独木成林榕树区和深幽的峡谷瀑布区组成,其中峡谷瀑布区深凹于地下,两岸草木葱茏,高大的热带乔木将峡谷遮盖,密不透光。
绿色低碳打造生态文明样板
漫步园区,除了欣赏珍稀奇异植物、感悟自然山水魄力之外,也别忘了一些与众不同的景观亮点,比如立体绿化、新节能技术等。
在绿业园,园区由于道路开挖建设形成坡体,坡面大部分为破碎花岗岩结构,部分坡体为土砾石结构,上部坡度为50度-90度。根据现场实际情况,按照与周边环境协调、植被繁茂、配置合理、观感自然的原则,采用高次团粒喷播、新型立体墙等方式对边坡进行修复,植物配置主要选择刺槐、紫穗槐、胡枝子、小叶扶芳藤等乡土树种,抗逆性强、扎根较快,形成与周边环境融为一体的自然景观。
据介绍,针对园区多处石质高陡边坡,都采取了植被种植、植被混凝土、喷混植生、生态袋等多种新型边坡生态恢复技术,全园共复绿面积近4万平方米,成功的生态修复保证了园区生态景观的整体和谐。
屋顶绿化同样也是一大亮点。从远处眺望,梦幻科技馆与临近的绿色山体完全浑然一体。这是由于科技馆屋顶实施了屋顶绿化的缘故。同样,主题馆、天水综合服务中心、地池综合服务中心、滨水餐厅等建筑物均进行了屋顶绿化设计,屋顶绿化率将达到48%,使建筑物掩映在绿色之中,与周边自然环境融为一体。
在部分展园,还应用了建筑墙面绿植系统,减少实木、石材的使用,多采用塑木等柔性材料,在砖墙、混凝土墙、木质墙、石膏墙、玻璃幕墙等各类墙面直接铺贴,营造自然覆盖的景观效果。
漫步园区,那些看似寻常的路面其实也蕴含着神奇。很多路面的面层采用透水人行道板与透水混凝土,垫层材料使用园区内可利用的建筑垃圾,采取土壤固结剂稳定建筑废弃物作为道路垫层与土基;道路施工采用环保型路基路面材料,如温拌沥青、改性沥青、彩色沥青、再生沥青等,并广泛进行硬质沥青、透水沥青的研究应用。在园区,人行道采用透水地坪、透水砖等透水性材料,比例达到75%。
废弃物再生利用、使用新工艺等减少材料损耗,正是建设绿色低碳园区的重要手段之一。园区部分铺装采用建筑垃圾产生的废砖骨料经加工而成的再生砖;鲜花大道采用的无土草皮应用技术,实现了秸秆、稻壳等农作物废弃物的再生利用;推广使用无公害的污泥肥料、浒苔海藻肥;采用玻璃纤维混凝土假山造景技术,减少天然石材开采;室内装修使用了被称为“涂料工业绿色革命”的贝壳粉生物涂料,不含任何刺激性物质。
【关键词】植物;环境设计;美化环境;净化水体
1、园林植物在环境设计中的功能及作用
净化空气,维持碳氧平衡;散发芬芳气味,安抚身心。例如:桂花,腊梅,栀子花,茉莉等。吸收有害气体,抗污染。例如:龙柏,棕榈,铺葵,蚊母,接骨木 等。调节和改善小气候。例如:榕树,樟树,荫香,印度紫檀,罗汉松等。吸滞烟尘及粉尘。例如:羽叶槭,白蜡树,榔榆,朴树,珊瑚树等。分泌植物杀菌素,杀菌消毒。例如:柠檬桉,丁香,柑桔树,香橼等。减弱噪音。例如:小叶榕,垂叶榕,台湾相思等。美化环境,创造舒适而宁静的生活及工作环境。
2 、园林植物配置设计的一般原则
(1)因地制宜。掌握植物的神态特征,因地制宜,适地适树,植物生长与水分,温度,光照及其他环境因素息息相关。在配置中要充分考虑到植物生长发育过程中各时期种间和株间可能产生的矛盾和优势,加以合理的搭配,使其达到理想的效果,以便创造良好的景观。
(2)因树制宜。 要充分掌握每种植物的观赏特性,如树型,树干,树枝,树叶,花和果的位置。
(3)因景制宜。根据植物所处的功能分区确定配置方式和植物种类。如在入口区要配置鲜艳多彩的地被及花灌木;停车场边必须配置遮荫的高大乔木;水景旁边植树以枝叶扶疏,枝干柔和下垂的灌木及小乔木为佳。
(4)绿化指标。在所有的环境设计中,植配的面积与硬景的面积比例必须是7: 3以上;平均每100平方米必须种植4株以上的乔木。
3 、园林植物配置设计中的造景形式
3.1绿篱的造景设计
其主要功能有表现在下述几个方面:表示空间或局部的划分,有围护与防范功能;遮蔽功能,并调节日照和通风;保护草皮和栽植;可作花境,雕像的背景效果;增进美观,强调造园构图美。
3.2 乔木造景设计
树型优美,或花姿美丽,或根,茎,叶形状美丽,具观赏价值或有纪念价值的乔木,可单独种植于开阔的草地,花坛中心,景观轴线的端点,道路转弯处,墙角处等,表现植物的个体美。例如:凤凰木,枫树,雪松,合欢等。
3.3地被植物造景设计
地被植物能在一定范围内,用同一种材料或配置其他种类植物构成装饰图案,表现出植物色彩的自然美与图案的形式美。一般种植在庭园的中心部分和重要观赏场所,形成花坛,花境,花丛及花群。例如:郁金香,玫瑰,月季,杜鹃,葱兰等。
3.4藤本植物造景设计
藤本植物自身不能直立,需借助他物攀越或匍匐于地面生长,是垂直绿化及其他立体绿化的重要植物类群。可应用作棚架绿化,绿廊绿化,墙面绿化,墙垣式绿化等。例如:爬墙虎,长春藤,素馨,紫藤,凌霄等。
3.5水生植物造景设计
水生植物具有水生或者是干湿两栖的特点,是水景绿化中重要的植物类群,适合池塘或湖泊绿化,人工湿地绿化,池岸边绿化,瀑布叠水中假山塑石绿化等。例如:狐尾藻,莲花,睡莲,凤眼莲,香蒲,鸢尾,莎草等。
4、采光通风口的美化
无论是住宅小区还是共建广场,只要有地库,采光通风就有必要做设计。传统的做法,设计地库的建筑师根据采光通风需要的面积,在地库顶上开几个口,用标准做法设计通风口。所以怎样使采光通风口美化,甚至使其本身成为景观设计的一部分,是一个很重要的问题。
景观设计师与建筑师必须达成共识,采光通风口不是一个简单的功能设施,由于它突出地表,还是一个景观设施,它的位置布局及做法,必须由景观设计师及建筑师共同设计。
下面列举一些成功的采光通风口美化实例。
第一类是采光通风的功能都有,多用玻璃顶部采光,立面用百叶通风。如星河湾及杭州朝晖的采光通风口:(见图1)
也有一些采用顶部开口采光通风,然后再加上风格与建筑主体配合的顶盖,如无锡梅村的采光通风口。
第二类就是只有采光功能,通风另行处理的,其实只能叫做采光井。这一类有的是将采光井当作一个小品,如杭州山水家园:(见图2)。也有的是将采光井与其他小品结合设计成为一个组合景点的。
5、净化水体的水生植物
水体在园林中是极重要的素材。如何将水体做的更生态更环保,水质的好坏很关键。选用有净化水质功能的植物,是一个两全其美的方法,即美化了水景,又丰富了色彩与层次,而且可以确保水体在节约管理成本的情况下保持清澈透明,做到真正的生态环保。
大薸芙蓉莲:天南星科大薸属浮水植物。叶子亮绿色,簇生如莲座重叠交错,叶片有圆形,倒卵形,长圆形等,两面具细毛。花序柄极短,佛焰苞极小,白色。花期5-11月。性喜高温高湿,不耐严寒。繁殖力很强,夏天一夜可将覆盖水面的面积增加1/4。有发达的根系,直接从污水中吸收有害物质和过剩营养物质,可净化水体。在限制其生长的情况下,可作为观叶植物种植在水景园。
荇菜(水镜草) :龙胆科荇菜属,多年生漂浮植物,茎细弱多分枝,生于泥中或匍匐于水中;小花黄色,高出水面,为腋生聚伞花序,花期6-10月份。耐寒又耐热,喜静水,适应性强。小花艳丽,繁盛,叶似微型睡莲,装点水面很美,可净化水质。
菱(菱角):菱科菱属,一年生浮水植物。茎具蔓性匍匐枝,沉水叶对生,须根状,浮水叶三角形,呈莲座状聚生茎顶;叶面光滑,叶背有长毛,叶柄中部膨大为海绵质气囊,外被绒毛。叶形美,夏日白花点缀于绿叶丛上,很美丽,水中沉水叶可吸收污物,又可净化水体,是良好的水面装饰材料。
凤眼莲(水葫芦):雨久花科凤眼莲属,多年生水生植物。漂浮植株的须根发达,漂浮水中;挺水植株的须根伸入泥中,叶柄不膨大。短穗状花序从叶丛中抽出,小花淡蓝紫色。花期7-9月份。性喜温暖阳光充足的环境,有一定耐寒性;喜生于浅水或静水。有较强的净化水体的能力。
6、结语
本文通过对环境设计中配置植物景观的功能进行了分析,并介绍了环境设计中植物配置的原则与方法,对于一些住宅小区、广场或其它公共场所的采光通风口处的环境美化措施进行了重点分析,并还就人工湖等水中景观常见的具有净化水体的水生植物进行了分析研究,对于环境设计人员具有一定的参考价值。
关键词:水生植物;园林景观;水体景观
中图分类号:P901 文献标识码:A 文章编号:
前言:
植物根据栖息地通常分为陆生植物和水生植物。从广义上讲,水生植物是指《湿地公约》中约定的适应湿地类型生境的所有植物(包括了一些湿生植物)。这个定义中的植物,大都适合园林上水生植物应用。但有些植物在园林上已经应用,是大众都熟悉的,但没有放在水生植物范畴的,如:湖北海棠、金丝梅、萱草、紫萼、醉鱼草、狗牙根、假俭草、蝴蝶花、金钟花、水栀子、三脉叶紫菀、蓟等。现在园林上一般说的水生植物就是长期生长在水中,在园林上被应用的植物。由于生长在水中,长期适应缺氧环境,根、茎、叶形成连贯的通气组织,以保证植物体各部分对氧气的需要。
一、水生植物应用的意义
1景观价值
对于水生植物,人们可以不仅观赏叶子、花朵,还能观赏其在水中的倒影。西方园林倡导野生花园,野趣最宜以水生植物配置来体现,如种植芦苇、香蒲、慈姑等。由水生植物等要素组成的湿地丰富了水体景观,增加了景观的丰富度。在水环境的建设中人工湿地专家与景观设计师的合作将具有非常重要的现实意义,相信随着人工湿地技术研究的进一步深入和完善,湿地在塑造住宅区自然生态环境、维护景观水体等方面必将发挥更大的作用。
2生态价值
研究证明,水生植物可以吸附水中的营养物质及其他元素,增加水体中的氧气含量,抑制有害藻类大量繁殖,遏制底泥营养盐向水中再释放,以利于水体的生态平衡。近年来兴起的人工湿地系统,在净化城市水体方面表现突出,正是水生植物生态价值的最好体现。
二、水生植物的应用应该遵循的原则
1.整体一致性原则
景观是一系列生态系统的组合,具有一定的整体性。因此在水生植物景观的设计与施工中,应用全面的联系的观点来看问题,将周围的景观作为一个整体来思考。除了要在水面上种植水生植物以外,还要注重池塘、沼泽以及岸边的耐湿乔木的种植和落叶植物,如落羽杉、黑桦、枫杨等的种植。从而实现整体一致性,更好的实现其利用价值。
2.景观多样性原则
景观多样性是指生态镶嵌式结构的复杂性和多样性。温度、气候、湿度等自然环境差异使植物物种差异化、景观多样性。水生植物按其生活习性、生态环境可分为浮叶植物、漂浮植物、挺叶植物、沉水植物、海生植物以及沿岸耐湿的乔灌木等岸边植物。在设计和施工中一定要遵守这一原则才能使景观不单调。
3.个性化原则
每个水生植物对环境的要求是不一样的,对水的深度、水面大小、水质的要求也不同。根据不同的环境选择不同的水生植物,同时也对水生植物进行相应的高低程度的布置、疏密程度的布置、异种搭配。遵守这一原则的景观不仅呈现个性化,而且也体现出因地制宜的优越性。
三、水生植物在园林中的应用
1.水生植物主要的应用方式
水生植物配置要根据不同的水域特点合理进行,如:
1.1湖
湖是最常见的园林水体景观,视野开阔,可以在湖种植金鱼藻、虾藻类等沉水植物;湖泊点缀着睡莲、王莲等漂浮植物;湖边大面积种植再力花、芦苇、荷花、香蒲等挺水植物,形成疏影横斜、暗香浮动的景观。
1.2池
在较小的园林中水体多以池的形式为主。池中养鱼,少量配植睡莲、芡实等浮水类植物;在池边选择旱伞草、纸莎草、海芋、石菖蒲、鸢尾、萱草等多种植物交错配植,使整个水池的意境非常幽静。在池的建设中,水生植物可分割水面空间、增加层次,以获得“小中见大”的效果,同时也可创造宁静优雅的景观。
1.3泉
泉水跳跃吸引人们的注意力,为旅游景点的主题。若在泉边叠石间隙配植合适的挺水类型植物加以烘托、陪衬,景观效果会更丰富,如水葱、慈菇、香蒲、黄菖蒲、萱草、纸莎草、旱伞草、海芋等。
1.4驳岸
驳岸植物在绿化、美化的同时还要起到改善水体、加固驳岸的作用,配植很重要,可选择天南星科的菖蒲、石菖蒲,鸢尾科的黄菖蒲等宿根、球根类植物。
1.5沼泽园
沼泽是指地表过湿或有薄层常年或季节性积水,土壤水分接近饱和,生长有喜湿性和喜水性沼生植物的地段。由于沼泽地土壤水多、缺氧,故沼生植物有发达的通气组织,有不定根和特殊的繁殖能力。沼泽绿化可用的水生植物很多,如萱草、慈菇、海芋、花菖蒲、千屈菜、梭鱼草等。沼泽植被以挺水植物为主,多属于莎草科、禾本科及藓类和少数木本植物。
1.6盆栽
随着人们生活水平的提高,盆栽水生植物在室内越来越多,给生活带来更多的温馨和浪漫。如:海芋作为盆栽在厦门深受喜爱,旱伞草、纸莎草、萱草、小香蒲、碗莲等也是理想的盆栽植物材料。
四、水生植物应用需注意的问题
1不同的水位深度要选择不同的植物类型及植物品种
不同类型的植物有不同适宜生长的水深范围,在确定植物选择时,应把握以下两个准则,即“栽种后的平均水深不能淹没植株的第1分枝或心叶”和“1片新叶或1个新稍的出水时间不能超过4d”。这里说的出水时间是新叶或新稍从显芽到叶片完全长出水面的时间,尤其是在透明度低、水质较肥的环境里更应该注意。
2不同土壤环境条件下选择不同的植物品种栽种
土壤养分含量高、能够长时间保持肥力的土壤栽种喜肥的植物类型,而土壤贫瘠、沙化严重的土壤环境则选择那些耐贫瘠的植物类型。静水环境选择浮叶、浮水植物,流水环境选择挺水类型植物。
3不同栽植季节选择不同的植物类型栽种
在设计时,设计者应该对各种配置植物的生长旺季以及越冬时的苗情有一定的预期,防止在栽种后出现因植株生长未恢复或植物太弱而不能正常越冬的情况。因此,在进行植物配置选择时,应该先确定设计栽种的时间范围,再根据此时间范围及植物的生长特性,进行植物的设计与选择。
4不同的地域环境选择不同的植物进行配置
在植物配置时,特别是在人工湿地的建设,应当坚持以“原生植物物种为本”的原则进行配置。原生水生植物不仅适应当地的气候、土壤、温度、光照等环境条件,易于成活和管理,而且在成本方面也比较低廉。对于一些新奇的外来植物品种,在配置前,要参考其在本地区或附近地区的生长表现后再行确定,防止盲目配置而造成的施工困难。
5熟悉水生植物生物学特性及栽培管理方法
不管是设计人员还是施工人员,都必须熟悉所栽培的水生植物特性,以合理配置所用的水生植物,避免可能出现的施工问题。
6发挥湿地的作用
充分利用湿地的作用,注意保护和利用现有的植被条件,建立一个由乔灌林、草滤带、挺水植物带、沉水植物带和漂浮植物带组成的与水体—湿地—滨水景观—陆地景观—人工环境的模式相适应的完整植物景观生态系统。
7重视对野生水生植物资源的保护和开发
一直以来,园艺学家更关心引种驯化和栽培植物,但是因为水生植物受生活环境的限制,其生命力较陆生植物脆弱,易于受到破坏,因而加强野生水生植物的保护刻不容缓。另外,对野生植物资源,特别是野生水生植物的开发力度还不够。如果把这方面的工作做好,从中筛选出抗性较好、观赏价值高的种类,就会为水体景观的设计和营造提供更多的机会和选择余地,也利于景观多样性的实现。
参考文献: