導(dǎo)讀
隨著中國(guó)海綿城市建設(shè)的推進(jìn),海綿城市的建設(shè)增加了城市中的自然、人工水體環(huán)境,海綿城市建了介么多綠地,有水有花有草有樹(shù),環(huán)境是很好呀,但是這也是吸血姬——蚊子最喜歡的環(huán)境啦~然而絕大多數(shù)人還是和小編一樣很討厭蚊子的,那該怎么辦?今天小編帶您來(lái)看看應(yīng)該怎么搞定蚊子呢~
低影響開(kāi)發(fā)(LID)于20世紀(jì)90年代末起源于美國(guó),也是我國(guó)海綿城市建設(shè)的重要內(nèi)容之一。LID設(shè)施一方面提供了低成本的雨水管理方式,另一方面,部分的LID設(shè)施的使用提供了蚊蠅棲息的環(huán)境,也增加了LID設(shè)施附近居民的健康風(fēng)險(xiǎn)。本文借鑒美國(guó)LID設(shè)施工程實(shí)踐形成的完整的蚊蠅綜合管理措施(IMM),針對(duì)國(guó)內(nèi)的LID設(shè)計(jì)項(xiàng)目,因地制宜地落實(shí)管理措施,可為我國(guó)海綿城市建設(shè)提供借鑒。
一、LID設(shè)施中蚊蠅的生物特征
1.1 蚊蠅的基本特征
蚊蠅種類(lèi)繁多,全世界已知有3 000余種,我國(guó)已發(fā)現(xiàn)約400種,主要為中華按蚊、淡色庫(kù)蚊、三帶喙庫(kù)蚊、白紋伊蚊、騷擾阿蚊等5種。
蚊子的生命周期包括四個(gè)階段:卵、幼蟲(chóng)、蛹和成蟲(chóng)。雌性蚊子趴在水中或水邊產(chǎn)卵,卵孵化成幼蟲(chóng)以水中的有機(jī)物為食,經(jīng)過(guò)四次蛻皮后成為蛹,之后孵化為成蟲(chóng)進(jìn)入氣生階段。此四個(gè)階段中卵、幼蟲(chóng)、蛹三個(gè)階段均為水生階段,成蟲(chóng)階段為氣生階段。因此,蚊蠅的生命階段主要包括水生階段和氣生階段(見(jiàn)圖1)。
1.2 蚊蠅數(shù)量的影響因素
蚊蠅的不同生命階段形態(tài)、習(xí)性的不同,造成蚊蠅的數(shù)量受到區(qū)域的氣候環(huán)境、蚊蠅的生活習(xí)性及區(qū)域宿主豐富程度的影響。
(1)氣候環(huán)境。在氣溫變化較大的溫帶區(qū)域,氣溫會(huì)明顯影響蚊蠅活動(dòng)。冬季的低氣溫環(huán)境可以極大地減少蚊蠅的活動(dòng),而溫帶南側(cè)的庫(kù)蚊冬蟄時(shí)間極短,甚至完全不進(jìn)入冬蟄。但是,夏季的高溫也可能降低成蟲(chóng)的活躍度。相同溫度下,空氣濕度大時(shí)蚊蠅活動(dòng)更活躍。
(2)生活習(xí)性。庫(kù)蚊通常在夜間活動(dòng)而在日間休息;洪澇水體蚊蠅通常在夜間活動(dòng)而在日間休眠,但若宿主進(jìn)入其休眠場(chǎng)所,日間也會(huì)叮咬。雄蚊通常在黃昏時(shí)活動(dòng),而雌蚊全天均活動(dòng)而在傍晚和清晨時(shí)最為活躍。
(3)宿主因素。蚊蠅宿主種類(lèi)和分布范圍通常很廣。但總體而言,根據(jù)蚊蠅種類(lèi)的不同,宿主類(lèi)型也不盡相同。如庫(kù)蚊可寄宿于大多數(shù)種類(lèi)的動(dòng)物,而伊蚊主要寄宿于冷血?jiǎng)游?。宿主因素?duì)蚊蠅數(shù)量的影響主要反映在以下三個(gè)方面:①蚊蟲(chóng)對(duì)宿主的偏好;②能否穩(wěn)定獲得宿主;③對(duì)尋找宿主過(guò)程造成影響的一些環(huán)境因素。
1.3 LID設(shè)施與蚊蠅滋生的關(guān)系
城市中的自然水體(濕地、溪、河流等)以及人工修筑的水體(水渠、滯留池和儲(chǔ)水池等)是城市環(huán)境中主要的蚊蠅產(chǎn)生地點(diǎn),尤其是靜止的水體以及水深較淺的水體更易于促成蚊卵的產(chǎn)生。
對(duì)比自然水體以及人工水體發(fā)現(xiàn),大量蚊蠅產(chǎn)生點(diǎn)皆為包括蓄水滯留池在內(nèi)的人工水體。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因有兩點(diǎn):一是由于人工蓄水池徹底干燥的頻率高于自然水池,導(dǎo)致能夠控制蚊蠅群體數(shù)量的生物系統(tǒng)無(wú)法形成;二是由于人工排水設(shè)施通常有助于積累蚊卵生長(zhǎng)所需的有機(jī)物,排水系統(tǒng)中的徑流通常帶有城市垃圾殘?jiān)?,殘?jiān)谙到y(tǒng)排出口堆積,并吸引大量雌性蚊蠅(見(jiàn)圖2)。
LID設(shè)施的種類(lèi)對(duì)蚊蠅滋生的影響程度存在差異。按照目前LID工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn),較為成熟的LID設(shè)施種類(lèi)包括植草溝、濕塘、綠色屋頂、透水鋪裝、雨水花園、下凹式綠地、生物滯留設(shè)施、雨水蓄滲設(shè)施等等。其中,具有一定的水面,對(duì)蚊蠅生長(zhǎng)共建較多的主要有雨水蓄滲裝置、植草溝、濕塘等。
LID設(shè)施的位置在很大程度上影響到該設(shè)施是否會(huì)成為蚊蠅的培養(yǎng)場(chǎng)所。由于LID設(shè)施選取位置的不同,即便同樣結(jié)構(gòu)的設(shè)施也會(huì)導(dǎo)致原生蚊蠅群數(shù)量、種類(lèi)組成以及繁殖時(shí)間等有所不同。因此,在設(shè)計(jì)初期的考慮和規(guī)劃,以及在后期維護(hù)上的定期檢測(cè),為避免日后針對(duì)蚊蠅控制進(jìn)行改建翻新工作具有重大的影響。
二、美國(guó)蚊蠅綜合管理經(jīng)驗(yàn)
2.1 LID設(shè)施的蚊蠅管理措
總結(jié)相關(guān)的研究,考慮蚊蠅的生命周期不同的生存形態(tài),對(duì)蚊蠅幼蟲(chóng)階段的控制是重要的蚊蠅控制解決方案,這與LID設(shè)施的設(shè)計(jì)和管理緊密相關(guān)。
LID設(shè)施在前期設(shè)計(jì)規(guī)劃或翻新改造的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合每一種可能有效的控制措施。其中殺蟲(chóng)劑的使用因其潛在的依賴性以及可能提升蚊蠅的抗藥性,應(yīng)當(dāng)只在其他的措施無(wú)效時(shí)才能夠使用。除了殺蟲(chóng)劑之外,LID設(shè)施的蚊蠅管理措施主要有如下三項(xiàng)。
(1)LID設(shè)施需要具備迅速排空所有積水的能力。研究顯示,部分種類(lèi)的蚊蠅從蠅卵孵化到破蛹成蟲(chóng)僅需不到7天,因此,這也是美國(guó)各州要求在72小時(shí)內(nèi)排空積水的一個(gè)原因。若現(xiàn)存的LID設(shè)施無(wú)法實(shí)現(xiàn)72小時(shí)排空,則需要選用合適的替代系統(tǒng)或?qū)υO(shè)施進(jìn)行改造。若無(wú)法替換或改造原有設(shè)施則需要通過(guò)維護(hù)手段進(jìn)行蚊蠅控制,即長(zhǎng)期的例行蚊蠅監(jiān)測(cè)和控制。
(2)LID設(shè)施的設(shè)計(jì)需要考慮封閉蚊蠅進(jìn)入靜止的水體的通道。針對(duì)存在封閉條件的LID設(shè)施,如雨水滲蓄裝置可以考慮采用密閉性好的覆蓋物對(duì)蚊蠅可以進(jìn)入的通道進(jìn)行封閉,避免蚊蠅利用靜止的水體進(jìn)行繁殖。
(3)LID設(shè)施的設(shè)計(jì)需要考慮使蚊蠅的聚集地不適于蚊蠅繁殖和棲息。美國(guó)的LID工程經(jīng)驗(yàn)主要的常用手段有生物控制和植物控制。
生物控制:LID設(shè)施尤其是雨水花園(濕式)及人工濕地,需要考慮保持良好的水質(zhì)以確保食蚊魚(yú)類(lèi)的生存;如果水體中沒(méi)有食蚊魚(yú)類(lèi)或有其他的與食蚊魚(yú)類(lèi)有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的捕食魚(yú)類(lèi)棲息,則只能采用植物控制。
植物控制:挺水植物提供了保護(hù)蚊蠅幼蟲(chóng)的棲息地并增加了區(qū)域的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,對(duì)蚊蠅控制有負(fù)面的影響。故從蚊蠅控制角度出發(fā):
①需要考慮通過(guò)定期維護(hù)減少突發(fā)性的蚊蠅數(shù)量劇增現(xiàn)象;
②將雨水池和濕地的深度維持在1.2 m,創(chuàng)造利于捕食蚊蠅幼蟲(chóng)的環(huán)境;
③統(tǒng)一將堤岸外圍坡度提高,以避免植被的生長(zhǎng)過(guò)于密集并減少利于蚊蠅幼蟲(chóng)生長(zhǎng)的植物數(shù)量;
④消除利于蚊蟲(chóng)繁殖的浮游植物。
2.2 蚊蠅綜合管理措施
隨著蚊蠅控制措施逐漸完善,針對(duì)更高的控制要求,美國(guó)部分地區(qū)在LID設(shè)施實(shí)踐之后發(fā)展起了一套完整的蚊蠅IMM,以便最大化蚊蠅管理效果同時(shí)最小化對(duì)環(huán)境的影響和副作用。
其具體的原則如下:
①保護(hù)人類(lèi)、動(dòng)物及環(huán)境健康;
②促進(jìn)合理的殺蟲(chóng)劑使用;
③通過(guò)蚊蠅管理活動(dòng)減少對(duì)土壤、地下水、地表水、授粉昆蟲(chóng)、野生動(dòng)物和瀕危動(dòng)物的生存環(huán)境影響;
④通過(guò)生物控制手段來(lái)補(bǔ)充和增強(qiáng)其他的控制方式的功能和效果;
⑤通過(guò)合理的源頭控制措施,減少或消除蚊蠅幼蟲(chóng)的生存空間;
⑥使用最低限度的專(zhuān)門(mén)特殊殺蟲(chóng)劑,最大限度地減少對(duì)外部環(huán)境的影響風(fēng)險(xiǎn);
⑦在合適的時(shí)間采用合適的措施;
⑧盡可能減少殺蟲(chóng)劑在環(huán)境中的停留時(shí)間。
在這8條原則的指導(dǎo)下,結(jié)合工程實(shí)踐,美國(guó)蚊蠅控制協(xié)會(huì)在2009年提出了蚊蠅控制的具體流程,主要包括9個(gè)步驟:
(1)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)是控制流程的重中之重。進(jìn)一步的控制措施需要依據(jù)監(jiān)測(cè)的結(jié)果的評(píng)估和研究來(lái)進(jìn)行。①判斷蚊蠅的種類(lèi)以確保選擇合理的控制方法;②檢測(cè)蚊蠅數(shù)量的波動(dòng)。
(2)制圖。運(yùn)用地圖劃出區(qū)域范圍內(nèi)的主要蚊蠅源,并確定相應(yīng)的治理區(qū)域,便于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
(3)確定控制閾值。對(duì)控制措施的選擇和啟用應(yīng)基于對(duì)區(qū)域蚊蠅狀況的監(jiān)測(cè)結(jié)果或者其他的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),并根據(jù)數(shù)據(jù)制定相應(yīng)的控制措施的啟用方式規(guī)則。①是否采用控制措施及何時(shí)開(kāi)始采取措施,應(yīng)根據(jù)措施的不同來(lái)確定;②應(yīng)確定一個(gè)閾值,來(lái)決定是否啟動(dòng)措施。
(4)物理控制和源頭控制。源頭控制手段通常是蚊蠅控制手段中最有效且最經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期方法。源頭控制的手段很多,根據(jù)蚊蠅幼蟲(chóng)棲息地的不同,控制手段不一,且采用源頭控制可以極大地減少甚至避免使用殺蟲(chóng)劑的使用而減少對(duì)環(huán)境的影響。
(5)生物控制。生物控制手段通常受環(huán)境因素的制約,且在許多情況下是否可行需要嚴(yán)格的論證。相關(guān)的手段內(nèi)容包括在取得授權(quán)的條件下培育能消滅蚊蠅幼蟲(chóng)的魚(yú)類(lèi),以及培育蝙蝠、鳥(niǎo)類(lèi)、蜻蜓等蚊蠅的天敵。
(6)滅蚊劑。滅蟲(chóng)劑的使用必須根據(jù)相關(guān)的使用手冊(cè)來(lái)制定相應(yīng)的應(yīng)用、處理及個(gè)人保護(hù)的措施和應(yīng)用方式。具體的內(nèi)容包括:①蚊蠅幼蟲(chóng)控制:在自然或人工濕地中,殺幼蟲(chóng)劑通常是重要的控制措施;在蚊蠅源頭集中明確的區(qū)域且蚊蠅滋生風(fēng)險(xiǎn)高的區(qū)域內(nèi),殺幼蟲(chóng)劑也是重要的控制措施。但是在其他的區(qū)域,由于蚊蠅成蟲(chóng)存在區(qū)域遷徙,僅針對(duì)蚊蠅幼蟲(chóng)進(jìn)行控制,總體的控制措施效果反而有限。因此,在其他區(qū)域需要進(jìn)行綜合的蚊蠅控制措施,以達(dá)到較為良好的控制效果;②蚊蠅成蟲(chóng)控制:通常通過(guò)小劑量大面積的噴灑,用于消滅飛行中或者停在植被上的蚊蠅。成蟲(chóng)控制主要在蚊蠅幼蟲(chóng)控制措施效果不好時(shí)考慮采用。
(7)監(jiān)測(cè)滅蚊劑效力。監(jiān)測(cè)和管控滅蚊劑對(duì)蚊蠅的效力,作為一項(xiàng)基本的控制措施,可以將蚊蠅對(duì)所應(yīng)用的化學(xué)藥劑產(chǎn)生抗藥性的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。主要包括: ①盡可能使用物理控制或生物控制以替代使用滅蚊劑;②避免對(duì)幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)使用同一種滅蟲(chóng)劑;③殺蟲(chóng)劑使用的頻率及用量應(yīng)依據(jù)操作手冊(cè)及標(biāo)示使用。
(8)教育與社區(qū)協(xié)作。通過(guò)居民提供培訓(xùn)及時(shí)更新蚊蠅相關(guān)知識(shí),確保居民可以獲得蚊蠅監(jiān)控及治理活動(dòng)的相關(guān)信息。對(duì)大眾的教育是居民養(yǎng)成習(xí)慣及時(shí)清理清除可能產(chǎn)卵的蚊蠅棲息處,采用恰當(dāng)?shù)膫€(gè)人蚊蠅防護(hù)措施的必要方式,從而以減少大眾與蚊蠅的接觸。
(9)保存記錄。記錄和保存相關(guān)的操作信息和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),以供后期的參考。
三、我國(guó)海綿城市LID設(shè)施設(shè)計(jì)案例應(yīng)用
3.1 項(xiàng)目背景
某項(xiàng)目位于鄭州公共文化服務(wù)核心區(qū),開(kāi)發(fā)總量約147hm2,包括綠軸和市民廣場(chǎng),LID設(shè)施包含超過(guò)3000 m的植草溝、5個(gè)總面積2000m2生態(tài)展示礫石道、10個(gè)總?cè)莘e2000m3的蓄滲模塊,另外還包括2個(gè)大型景觀水體,3個(gè)型生物滯留設(shè)施(見(jiàn)圖3~圖5),經(jīng)模擬校核該項(xiàng)目年徑流總量控制率達(dá)80%。
3.2 項(xiàng)目蚊蠅治理分析
根據(jù)美國(guó)LID設(shè)施蚊蠅管理措施及蚊蠅綜合治理措施的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合區(qū)域防疫部門(mén)提供的蚊蠅監(jiān)測(cè)資料,項(xiàng)目形成如下蚊蠅控制體系:
①物理控制和源頭控制:主要在植草溝、生態(tài)展示雨水礫石道、雨水調(diào)蓄裝置、水景、生物滯留設(shè)施等LID設(shè)施的設(shè)計(jì)和管理中采用;
②生物控制:主要在植物選型及管理中采用;
③化學(xué)控制:在局部蚊蠅繁衍集中的時(shí)間,在水景、生物滯留設(shè)施等LID設(shè)施中采用滅蚊劑、滅蚊裝置等;
④教育與社區(qū)協(xié)作:通過(guò)居民訪談、定期培訓(xùn)和展覽來(lái)配合進(jìn)行教育與社區(qū)協(xié)作。
3.3 LID設(shè)施中的蚊蠅綜合管理措施設(shè)計(jì)
綜合考慮區(qū)域的重要性以及設(shè)施建設(shè)和后期維護(hù)管理要求,在設(shè)計(jì)中應(yīng)用了多種的LID設(shè)施蚊蠅控制措施。
(1)植草溝:第一,在植草溝下埋設(shè)DN100穿孔排水管,排水坡度4‰,確保水滯留的時(shí)間不超過(guò)72h,同時(shí)通過(guò)設(shè)置溢流口來(lái)限定水深;并利用穿孔排水管的設(shè)計(jì)坡度,滿足排水要求。第二,在排水出口采用孔徑10mm濾網(wǎng),避免由于出口堵塞造成積水。第三,采用植草種植層,以避免容納積水。第四,不使用隔板,引水渠或其他分流裝置,以避免形成長(zhǎng)期滯留的水體。
(2)生態(tài)展示雨水礫石道:第一,在設(shè)施上側(cè)設(shè)置玻璃板封閉,避免蚊蠅利用滯留的雨水進(jìn)行繁殖。第二,在排水出口采用10mm濾網(wǎng),避免由于出口堵塞造成積水。第三,底部設(shè)置度4‰排水坡度,以便雨水能徹底排出。
(3)蓄滲模塊:第一,封閉蓄水設(shè)施,以阻止蚊蠅的進(jìn)入。第二,設(shè)置覆蓋物的間隙2 mm,以避免蚊蠅進(jìn)入。第三,當(dāng)蓄水設(shè)施的入口和出口無(wú)法完全封閉時(shí),設(shè)計(jì)其完全浸沒(méi)使雌蚊無(wú)法飛入管道產(chǎn)卵。第四,調(diào)蓄設(shè)施在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮預(yù)留4‰排水坡度,以便雨水能徹底排出。
(4)水景:第一,選擇不易于造成蚊蠅滋生的植物。第二,在條件允許的情況下,設(shè)置10 h處理周期的水處理設(shè)施,并在蚊蠅繁殖的高峰期投加化學(xué)藥物進(jìn)行蚊蠅控制。
(5)生物滯留設(shè)施:第一,設(shè)置穿孔排水管,排水坡度4‰,確保水滯留的時(shí)間不超過(guò)72 h,同時(shí)通過(guò)設(shè)置溢流口來(lái)限定水深;并利用穿孔排水管的設(shè)計(jì)坡度,滿足排水要求。第二,在排水出口采用10mm濾網(wǎng),避免由于出口堵塞造成積水。第三,采用礫石層排水,不使用松散的石塊或混凝土洼地,以避免容納積水。第四,在條件允許的情況下,采用一定的化學(xué)方法進(jìn)行蚊蠅控制。
(6)后期管理:第一,制定監(jiān)管措施,監(jiān)測(cè)和管控滅蚊劑對(duì)蚊蠅的效力。第二,對(duì)員工及周邊居民進(jìn)行培訓(xùn),通過(guò)居民提供培訓(xùn)和會(huì)議機(jī)會(huì)及時(shí)更新居民對(duì)于蚊蠅的相關(guān)知識(shí),并確保居民可以獲得蚊蠅監(jiān)控及治理活動(dòng)的相關(guān)信息。
結(jié)論
蚊蠅控制是LID設(shè)施是否成功的重要條件,設(shè)計(jì)或維護(hù)不當(dāng)會(huì)造成更多的蚊蠅滋生環(huán)境。美國(guó)在長(zhǎng)期的LID設(shè)施實(shí)踐中總結(jié)出了完整的LID設(shè)施蚊蠅控制措施,包括LID設(shè)施的設(shè)計(jì)、維護(hù)、生物控制、植物控制及化學(xué)控制措施,并在部分區(qū)域推廣了IMM蚊蠅綜合治理措施。本研究在總結(jié)美國(guó)蚊蠅管理措施的基礎(chǔ)上,針對(duì)鄭州某項(xiàng)目LID控制要求和蚊蠅管理要求,提出了設(shè)施設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)要求及后期管理要求,可為類(lèi)似地區(qū)提供借鑒。
本文內(nèi)容來(lái)源《美國(guó)蚊蠅綜合管理措施對(duì)海綿城市建設(shè)的啟示與應(yīng)用》,作者:夏聞?dòng)辍斡砾i、張辰、尹冠霖、李諧然、李雨霏。微信對(duì)原文內(nèi)容有刪減,原文刊登在《給水排水》2016年12期。