生态工程课程设计指导(2008生态)

2008级生态学专业

《生态工程学》课程设计指导

一、课程设计的目的

课程设计是在完成生态工程学的理论课以后，应用其基本原理和设计的基本原则，进行生态工程规划、设计与实施。其目的就是使学生进一步掌握和领会本课程的有关理论内容及工程设计的主要原理，熟悉各类生态工程设计的基本技术路线，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。

二、课程设计报告的基本组成：

1．题目

2．摘要

3．与本项设计相关的国内外研究概况、应用现状及其发展前景

4．与本项设计有关的背景材料

⑴设计区的自然环境条件；

⑵设计区的社会经济条件；

⑶设计区当前存在的主要问题或者有关企业的生产情况

5．本项设计的目的与意义

6．本项设计的主要原理

7．本项设计的内容（或者方案）及工程的工艺流程示意图

8．本项设计方案的总体评价（预期结果），其主要特点以及在方案实施的过程中，可能会遇到的困难或者技术问题

9．主要的参考文献

三、课程设计的材料

1. 长沙地处华中腹地，位于东经110°53′～140°15′，北纬27°51′～28°40′之间，扼南北要冲；东屏罗霄毗江西，西障雪峰连云贵，南峙衡岳达广州，北托洞庭通武汉。素称“荆豫唇齿，黔粤咽喉”。中南林业科技大学长沙校区位于湖南省长沙市韶山南路498号。

长沙地区气候的特点是：冬寒夏热，四季分明；春秋短促，冬夏绵长，充分体现了亚热带大陆性季风气候类型的共同特点。

春季：气候特点一是增温迅速，气温变化大长沙春季的第二个特点是阴雨连绵，空气潮湿；夏季：长沙夏季漫长酷热已国人皆知，长达4个半月，是全年最长的季节。也是全年气温最高的季节。从6月至9月，旬平均气温25℃，7月下

旬至8月下旬，旬平均气温29℃以上长沙的夏季还有一个特点是降水不均，旱涝无定；秋季：长沙的秋天是雨水减少，秋高气爽。秋、冬二季是长沙的少雨季节冬季；冬季：无严寒，少降雨。

韶山南路北起东塘立交桥，南至长沙汽车南站，全长8.92公里，有21条公交线。长沙位于湖南省东部偏北，湘江下游东岸，自古是舟楫便利，驿道纵横的南北交通要道。

主要构筑物：主教楼、图书馆、生命科学楼、一教楼、学生公寓、教职工宿舍楼、环境艺术楼和学生食堂等。

地貌以低山为主，属丘陵地带，海拔在50～200米左右，相对高度为100米左右。该地区属于温和湿润的大陆性气候，年平均气温为17.4℃，以7、8月份最高（平均气温为29.8℃），1、2月份最低（平均气温为4.3℃），年相对湿度为80%左右，年降水量在1185.8～1912.2mm之间，平均年降水量为1430.8mm，降水多集中在春季到夏季，盛夏和秋冬较少。

该校区现有在编教职工2400人，学生近20000人左右，总计约23000人，长沙校区面积达900亩，实际使用面积为500亩左右，每年用水量约为280万m3，其中学生用水量为150万m3，教职工用水量为45万m3，其它用水量75万m3。每年污水排放量约为用水量的25%。

现要求：针对我校长沙校区生活污水的排放情况及当地的基本情况，请设计一个人工湿地污水处理生态工程。

2. 苏州及其所属县市处于太湖流域中心地带，总面积为8488km2，其中水域面积占42.5%，人口密集，特别城镇人口的增加，势必给环境造成很大的压力，1995年苏州地区平均人口密度已达675人/km2，是一个高投入高产出的地区。经调查，该地区的食品厂、化工厂、制药厂、造纸厂等工业废污水，家畜饲养场废水，垃圾填埋渗滤水，大量的生活污水等，都是在尚未建立完善的城市污水处理系统的情况下，直接地排入河湖，已使这一地区的河水水质严重恶化，太湖等湖泊已频频出现水体富营养化现象——藻华。

污水排放情况如下：

①污水总的排放量为480m3/d；

②其水质指标如下表：（单位：mg/L）

现要求：结合您所学过的有关知识，设计一个综合的污水土地处理生态工程。

3. 城市垃圾是在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物，包括厨余物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃陶瓷碎片、砖瓦渣土、粪便,以及废家用什具、废旧电器、庭园废物等。随着城市建设规模的快速发展,城市面积快速增大，人口急剧增加，城市垃圾产量相应急剧加大，且产生量远大于综合利用量，同时，由于长期以来定西市城区没有垃圾处理的规模系统，生活垃圾简易填埋，造成空气恶臭、蚊蝇滋生，直接威胁着城市环境卫生状况及城市居民生活。

近十年来，我国城市垃圾产生量以平均每年8 %～10 %的速度增长，有一些城市，如北京的增长率更是达到15 %～20 %。据1998 年调查，全国垃圾的历年堆存量已达60 多亿吨，侵占土地面积多达5 亿平方米，660 座城市，有200 多座城市陷于垃圾包围之中，且有1/ 4 的城市已发展到无适合场所堆放垃圾，以至于城市把解决垃圾的途径延伸到乡村，导致了城乡结合带区域环境恶化，危及我国21 世纪的可持续发展。从数量来看，1998 年全世界每年产生的4.9 亿吨垃圾中，我国城市就占到1.4 亿吨。仅北京市，日产生活垃圾总量就达2.09 万吨，相当于两座石景山的体积，每年运送这些垃圾就耗去北京市财政近7 亿元。据预测，按现在垃圾增长的速度，2010 年我国城市生活垃圾产生量将达到2.64 亿吨，2030 年为4.09 亿吨，2050 年为5.28 亿吨。在这样的形式下，城市污染防止已成为我国现代化建设中一个越来越紧迫的问题。如何增强人们的环境观念、提倡适度消费、减少城市垃圾数量，并加强垃圾管理、提高垃圾处理技术水平是当前十分重要的研究课题。例如：

北京市目前垃圾填埋场占地面积已达150多公顷，预计2008年城市生活垃圾日产生量约12000吨，年产生量将超过436万吨。

2005年以后长沙市将成为人口规模超过200万人的特大城市。长沙市2003年4月28日正式启用的城市固体废弃物处理场就占地达2300亩，长沙市垃圾产量正以每年8％的速度增长，预计2008年城市生活垃圾日产生量约2000吨，年产生量将超过73万吨。

针对您所熟悉的某一个城市，根据该城市垃圾的组成、年排放量设计一个城市垃圾资源化生态工程。

4. 某一地区，地处于湖南省中部偏东，湘江中游，东经112°54′，北纬27°50′。地貌以低山为主，属丘陵地带，海拔在50～200米左右，相对高度为100 m左右。该地区的气候属于温和湿润的海洋性气候，年平均气温为17.4℃，以7、8月份最高（平均气温为29.8℃），1、2月份最低（平均气温为4.3℃），年相对湿度为80 %左右，年降水量在118

5.8～1912.2 mm之间，平均年降水量为1430.8 mm，降水多集中在春季到夏季，盛夏和秋冬较少。

该地区的农业生产过程中，由于用含有镉、汞、锌的工业污水灌溉，造成200多亩的农田土壤重金属污染，生产出来的粮食及其它农产品中重金属含量明显超过了卫生食用标准，从而影响到该地区的人群的健康、农业生产以及经济的发展。经测定得出土壤重金属的含量如下表：

土壤重金属元素的含量

项目重金属元素含量mg/kg

Mn Cu Pb Zn Cd Ni 平均值7990.21 66.38 401.15 640.32 13.15 91.33 湖南省背景值459 27.3 29.7 94.9 0.126 31.9 全国平均值583 22.6 26.0 74.2 0.097 26.9

针对这种情况，现要求设计利用植物（以农作物为主）治理或去除土壤中的重金属，和生产出来的农产品消化途径，以避免二次污染。