“磷”禁水源——基于磷污染下的农业再生

艾景奖组委会

2024/08/26 15:06

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作品编号:ILIA-S-202412690
主创姓名:冯嘉璐
设计成员:赵启鹏 王洁雯 赵梓宇
申报类别:方案设计 - 生态修复改造类 - 土壤修复
项目名称:“磷”禁水源——基于磷污染下的农业再生
院校名称:西安建筑科技大学-艺术学院
指导老师:于东飞 王伟
设计时间:2024-08-20
项目地点:陕西省商洛市商州区丹江流域
项目规模:流域面积2242平方公里
项目类别:方案设计-生态修复改造类-土壤修复

问题与场地的相关分析、平面图

当前世界农田磷污染逐渐严峻,由图中显示中国农田磷污染位居世界第一,世界的磷污染问题已经被打破。而磷污染主要体现在水体污染与土壤污染,结合污染来源与污染程度将设计区块定位于汉江最大的支流丹江流域,陕西省商洛市商州区的磷污染最为严重,针对场地进行区位分析、场地数据分析、场地分析、场地问题分析,得出主要有水体、土壤、经济问题。

设计说明

磷肥是农业中常用的肥料,其中的磷素可以促进农作物的生长,但当下为了提高作物产率,农民常常过量使用磷肥,土壤中的磷素不断累积,最终导致土壤板结、农作物产量下降、农作物中的微量元素减少等问题;同时由于地区降雨,土壤中的磷素随着雨水径流、地下渗水流入河流当中,使得水体中的磷含量不断增加,引发水体富营养化,造成水质恶化。土壤磷污染问题与水体磷污染问题使得生态系统中的磷循环被打破。再生农业是一种强调土壤健康、生态平衡和可持续生产的农业实践策略,它通过多种技术和方法恢复和维持生态系统的健康。 此次选址位于陕西省商洛市丹江的部分流域。第一,通过再生农业技术改善土壤结构和肥力,减少对施用磷肥的依赖,提升土壤健康。第二,通过设计有效的磷拦截和回收系统,减少磷素流失到水体的现状,同时引入多样化的生态栖息地,改善水体富营养化现状,增强生物多样性。第三,通过利用现有资源和减少外部输入的循环体系,提高农业系统的自我维持能力。基于以上三点,有效解决磷污染问题,恢复农业生态系统的健康,提高农业的可持续性生产,打造健康的生态环境。

场地剖面图与设计愿景展望、平面图

本张图纸对场地内的磷肥施用进行历史沿革分析、场地主要问题剖面图分析,并对场地的目前现状进行场地内的磷循环分析。基于以上数据与图纸,得出本次设计的设计愿景、设计说明、设计构思、设计策略。

设计策略与效果图

第三张图纸为针对场地问题的四大设计策略,设计策略一为磷源疏导:主要有水土流失导致的磷累积污染的改善策略、农业磷污染疏导策略;设计策略二为磷水净化:主要有排灌循环改善策略、水体磷污染改善策略;设计策略三为磷碳循环:主要有循环性生态农业策略、智慧农业策略、磷足迹监测策略;设计策略四为磷碳生产,主要为鸟粪石生物除磷策略。同时基于设计策略展示三张磷污染治理效果图。

装置设计与鸟瞰图

第四张图纸主要为装置设计——牲畜粪便回收利用装置,根据场地剩余废料进行回收利用:牲畜粪便、玉米秸秆等,装置主要以牲畜粪便进行固液分离、玉米秸秆粉碎成生物炭两者混合与发酵为沼气、农家有机肥等再利用产品。针对施肥问题,通过管道输送进行植物定点施肥,形成“植物胶囊”,使磷肥最大限度的吸收利用。基于设计策略与装置设计可以使得农业的可持续性生产,打造健康的生态环境就如同本张图纸中的鸟瞰图一样。

设计感悟

在现代农业中,磷肥的过度使用导致土壤和水体中的磷素不断累积,从而造成了农田板结、农作物产量下降、水体富营养化等问题,破坏了自然中磷循环的平衡,同时也破坏了自然生态系统。恢复和增强生态系统功能刻不容缓。本作品旨在基于再生农业的方法,通过景观设计,解决磷污染造成的现状问题,恢复农业生态系统的健康。

设计亮点

第一,通过再生农业技术改善土壤结构和肥力,减少对施用磷肥的依赖,提升土壤健康。 第二,通过设计有效的磷拦截和回收系统,减少磷素流失到水体的现状,同时引入多样化的生态栖息地,改善水体富营养化现状,增强生物多样性。 第三,通过利用现有资源和减少外部输入的循环体系,提高农业系统的自我维持能力。 第四,根据场地现有的剩余废材(动物粪便、玉米秸秆等)设计动物粪便回收利用装置,将动物粪便发挥最大的利用作用,缓解当地废材压力,同时帮助自然加速健康磷循环。
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