非常感谢 Mahan Rykiel Associates 将以下授权ALA-Designdaily发行。
Appreciation towards Mahan Rykiel Associates for providing the following description:
“该项目为如何实施滨水设计提供了模板。”
– 2018年评奖委员会
项目概述
国家水族馆坐落在巴尔的摩一个典型的后工业城市滨海区。全球性的行动力和栖息地方面的专业度使其在改善城市水质的实践中发挥着重要作用。基于将园区转变为活跃实验室的终极目标，水族馆与众多设计师、工程师以及研究人员组成团队，共同致力于研究新型技术，以创造更多可持续和高性能的漂浮湿地。
项目说明
国家水族馆的使命是保护全世界珍贵的水生生物，它坐落在巴尔的摩内港的黄金位置，计划通过新的园区景观来促进本地实践，凸显出切萨皮克湾栖息地的重要地位，主要的措施包括引入一种独特的、可恢复的浮动潮汐沼泽生态系统。这一类型的栖息地能够维持原生沼泽植被的生长，并为切萨皮克湾河口区域的多种生物提供不可或缺的生存条件。借助这种将自然湿地与工程化解决方案相结合的方法，潮汐漂浮湿地将有效地使城市水质得到改善。
要实现这一遍及整个园区的宏观计划，第一步是要确保设计提案能够对水质产生切实而有意义的改变。国家水族馆团队正致力于研究各项干预措施的维度和空间细节，同时建立一套评判标准，以充分地验证这些措施是否能够帮助增强生物多样性、改善水质并实现弹性恢复，最终为园区未来的解决方案提供知识储备和支持。
原型研究对以下因素进行了评估：
- 栖息地构建能力 – 在典型的盐沼环境中构建可持续小环境（microhabitats）的能力。
湿地恢复能力 – 提高传统漂浮湿地系统的生命周期，实现可调节的浮力，从而减少生物积累带来的额外重量。
3. 水质 – 通过由空气扩散器组成的网络来调节浅层水道中的溶解氧和水分运动，并在溶解氧较低的环境下为水生生物提供生存条件。
栖息地构建能力
湿地被分为不同的层次，以模拟在切萨皮克湾河口区域的潮汐沼泽中观察到的小环境。每块湿地被设置在预定好的深度，以支持水面上方和下方不同的栖息条件。湿地区域之间的水道则模仿了小型的潮汐运河。
结构化的漂浮湿地通过嵌入浮力泡沫实现了介质的分层，水上和水下的高度分别为3英寸，超出阈值的部分则是连续的固体材料。这种漂浮湿地在整个生命周期中将一直起到结构平台的作用。水泥粘合层的使用则可以使紫外线降解的时间得以延长。
湿地的嵌板（最大尺寸为5×12英尺）使用了层状的无纺聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET介质）材料，以1.5英寸的厚度为单位堆叠而成，能够准确模拟出小环境的地质状况。模块内镶嵌的泡沫有助于控制静态浮力的储备。
研究问题：
- 浮力泡沫如何影响植被的生长和蔓延？
2. 什么样的表面材料（或覆层）拥有最佳的耐久性以及保持浅水砂层的能力？
3. 在没有潮汐波动的情况下，潮间带生物存活的理想水深范围是多少？
4. 高位盐沼群落存活率最高的区域海拔是多少？
5. 考虑到牡蛎是一个重要的物种，在策略性区域（河口地带）的牡蛎群是否会吸引更多物种进入该结构？
湿地恢复能力（拴系，结构，浮力）
浮动湿地的拴系和锚固系统必须具备抵御风浪以及流载荷的能力，并且能够保证湿地能够轻松应对每日的潮汐波动。该原型需要通过设计好的浮选装置来保证湿地的稳定性，并且要使嵌板与吃水线之间的距离（freeboard）尽可能降低。
沼泽层的最高处仅高出水面6英寸，中间部分则几乎完全是可渗透的空隙。储备浮力的缺失使湿地的稳定性低于大多数传统的浮动结构（如浮动船坞和驳船等）。这种内在稳定性的缺失会为带有独立浮力系统的浮动结构赋予更高的敏感度。
浮筒浮力控制系统- 每个浮筒的顶部都装有充气软管，底部则配有压载水软管。这些软管延伸至湿地的边缘，操作者可根据需要开启或关闭阀门，将空气推入或排出浮筒，以控制浮筒内部的水位和湿地的漂浮高度。
PET介质中的储备浮力系统 – 位于PET介质层中的储备浮力系统是浮力设计中最为敏感的一环。由于浮力会受到失水重量的直接影响，湿地的储备浮力被控制得尽可能小，从而抵消来自维护工人和波浪的额外重量。相应地，在吃水线的边缘处，PET介质中的孔洞会被喷膜密闭泡沫填充。
静态浮力系统和压载重量 – 按照初始设计，HDPE浮筒的一部分会被密闭泡沫填充，并提供恒定的浮力，从而成为一个“静态浮力系统”。泡沫填充物和静态浮力会通过校准与湿地的结构部件、PET介质以及植被形成匹配。为了避免湿地结构过于高出水面，HDPE浮筒的管道上设置了用于配重的附着点。此外，在模拟海洋生物的增长对浮筒浮力系统的影响时，也需要增加适当的压载重量。
研究问题：
1.浮筒压载控制系统（例如管道、阀门、控制装置）的耐用性和使用寿命如何？
2.浮筒系统的敏感度如何？为浮筒重新配重的频率是多少？
3.植被具有怎样的浮力属性？
储备浮力计算目前只考虑了PET介质内部的泡沫。PET介质层内部的所有额外排水量都将提升湿地的稳定性。
4.PET介质内海洋生物的繁衍和空气排放量会随着时间发生怎样的变化？
水质（曝气）
曝气系统（aeration system）可被用于测试不同的材料和曝气技术，以增加水体的溶解氧含量，确保鱼类、牡蛎和其他水生生物能够在低氧环境（如藻类大量繁殖和迁移的时期）下存活。该系统需要借助陆上的送气和排气管道以及悬挂于漂浮湿地上的微气泡膜扩散装置得以运行。曝气系统可以根据需要进行调节和操作。水道内部的探测装置会对溶解氧的含量进行测量，随后通知（也可手动操作）系统进行功能运作。
使用曝气系统的目标是提高漂浮湿地周围6-8英尺深水域的溶解氧含量。该系统包含了安装在陆上的、拥有良好隔音性和维修通道的送气管，能够将空气高效地输送至管道网内部。
性能要求
使用寿命 – 湿地原型的设备、管道、配件、附加物以及扩散装置均采用了适用于河口及海洋环境的材料。聚四氟乙烯薄膜能够有效防止污垢。曝气系统全天候保持运行，以实时监测湿地周围的处理状况。该系统主要是自动化控制，也可以根据需要进行手动调节。
研究问题：
- 如何提高湿地周边水体的溶解氧含量并增强水分运动，以促进河道和湿地结构内部水生生物的生长？
2. 气提泵的阻塞速率是多少？
3. 需要多少扩散装置才能够对水体活动产生足够大的影响？
4. 考虑到溶解氧含量在不同深度和距离下的变化，曝气机的最佳安装间隔是多少？
评论